Biología: Reproducción, Estructura Celular, Nutrición y Fisiología en Seres Vivos

Reproducción y Diversidad Genética

¿Cómo se origina mayor diversidad genética, con reproducción sexual o asexual?

Hay mayor diversidad genética mediante la reproducción sexual, ya que los individuos que se producen con dicha reproducción tienen descendencia con características genéticas de los dos progenitores, los cuales son diferentes. Sin embargo, los que se reproducen asexualmente tienen individuos exactamente iguales al progenitor, por lo tanto, todos los descendientes tendrían los mismos genes y no habría diversidad genética.

Especies: Morfológica y Biológica

Diferencia entre especie morfológica y biológica

El concepto de especie morfológica define a la especie como el conjunto de individuos morfológicamente similares asociados entre sí por una distribución geográfica definida y separados de otros por discontinuidades morfológicas. En cambio, el concepto de especie biológica define a la especie como un conjunto de organismos que poseen un importante número de caracteres en común, pues comparten un mismo patrimonio genético, pueden cruzarse entre ellos dando descendientes fértiles y, en condiciones naturales, no intercambian dichos caracteres con el resto de los organismos, es decir, existe aislamiento reproductivo.

Polisacáridos: Estructura y Función

¿Qué es un polisacárido?

Los polisacáridos son polímeros cuyos constituyentes (sus monómeros) son monosacáridos, los cuales se unen mediante enlaces glucosídicos. Estos compuestos tienen un peso molecular muy elevado, dependiendo del número de unidades de monosacáridos que se unan entre sí. Los polisacáridos pueden descomponerse por la hidrólisis de los enlaces glucosídicos en polisacáridos más pequeños, así como disacáridos o monosacáridos.

Polisacáridos estructurales: La celulosa es el más importante de los polisacáridos estructurales, es el principal componente de la pared celular de las plantas.
Polisacáridos de reserva de energía: La molécula proveedora de energía para los seres vivos es la glucosa, principalmente. Cuando esta no es necesaria, se almacena en forma de un polisacárido que en las plantas es el almidón y en los animales es el glucógeno.

Células: Animal vs. Vegetal

Cuatro diferencias entre la célula animal y vegetal

Las células animales no poseen cloroplastos; las vegetales sí. Los cloroplastos son orgánulos ovoides formados por dos membranas, una externa lisa y otra interna con pliegues llamados tilacoides. Se encargan de la fotosíntesis.
Las células animales no poseen pared celular; las vegetales sí. La pared celular es una envoltura externa de celulosa que protege a la célula del exterior.
Las células animales poseen centriolos; las vegetales no.
Las vacuolas de las células animales son más pequeñas que las de las células vegetales.

Nutrición Animal: Sistemas Involucrados

Aparatos que intervienen en la nutrición animal

En el proceso de la nutrición animal intervienen los siguientes aparatos con sus correspondientes órganos:

Aparato digestivo: Lleva a cabo los procesos de la digestión. La digestión es el proceso por el cual los alimentos son transformados en sustancias sencillas, aptas para poder entrar en las células. El aparato digestivo está formado por el esófago, el estómago, el páncreas, el hígado, el bazo, el intestino delgado y el intestino grueso.
Aparato respiratorio: Es el encargado de realizar el intercambio de gases con el medio, tomando oxígeno y cediendo dióxido de carbono. El oxígeno es necesario en el metabolismo aerobio y el dióxido de carbono se produce en el mismo proceso. El aparato respiratorio está formado por las vías respiratorias y los pulmones.
Aparato circulatorio: Es necesario para llevar el oxígeno y los nutrientes a todas las células. También transporta los productos de desecho, entre ellos el dióxido de carbono. El aparato circulatorio está formado por arterias, venas y capilares.
Aparato excretor: Es necesario para la eliminación de las sustancias de desecho, la mayoría procedentes del metabolismo celular. El aparato excretor está formado por los riñones, los uréteres, la vejiga urinaria y la uretra.

Digestión Mecánica: Objetivos

Finalidad de la digestión mecánica

La digestión mecánica tiene como objetivos:

Modificar el estado físico de los alimentos ingeridos desde fragmentos grandes a partículas más pequeñas, lo cual facilita la digestión química, ya que aumenta la superficie de los alimentos.
Remover y batir el contenido intestinal de manera que este se mezcle adecuadamente con los jugos digestivos y que todas las partes del mismo se pongan en contacto con la mucosa intestinal, lo cual facilita la absorción de nutrientes.
Impulsar los alimentos a lo largo del aparato para eliminar, por último, los desechos digestivos.

Intervienen en la digestión mecánica: los dientes, la lengua y las paredes de todo el tubo digestivo (movimientos peristálticos).

Digestión en Rumiantes: Proceso

Recorrido de la comida de un rumiante

La comida, apenas masticada, pasa desde la boca hasta la panza.
En la panza se digiere la celulosa gracias a bacterias simbiontes, que producen celulasa, enzima capaz de degradar la celulosa a moléculas de glucosa.
De la panza, el alimento pasa a la redecilla, que poco a poco se va vaciando al enviar pequeñas cantidades de comida hacia la boca, donde se tritura y mastica de nuevo.
La comida muy triturada y parcialmente digerida va al libro, donde se produce una gran absorción de agua.
Por último, pasa al cuajar, donde se completa una digestión química mediante enzimas.

Mediante esta simbiosis, el rumiante tiene una digestión más eficaz, pues aprovecha la celulosa como fuente de energía.

Vasos Sanguíneos: Características

Diferencia entre arterias, capilares y venas

Arterias: Sus paredes son gruesas y están reforzadas con tejido conjuntivo que contienen abundantes fibras elásticas, lo que les permite resistir las altas presiones de salida de la sangre del corazón.
Capilares: Son vasos de tamaño microscópico, sus paredes capilares son delgadas, formadas por una capa, el endotelio, que tiene el espesor de una célula y una red de fibras reticulares. Forman una extensa red que se distribuye por todo el cuerpo del animal, de forma que todas las células del organismo están próximas a algún capilar. A través de sus paredes se produce el intercambio de sustancias.
Venas: Están formadas por la unión de capilares que van aumentando de diámetro constituyendo vénulas, que confluyen formando venas. Las paredes son menos elásticas que la de las arterias, pues tienen una capa muscular más delgada y menor número de fibras elásticas. Las venas de mayor calibre suelen tener en su interior unos repliegues membranosos, o válvulas semilunares, que impiden el retroceso de la sangre y facilitan la circulación del retorno.

Sistema Respiratorio: Recorrido del Aire

Recorrido del aire en el sistema respiratorio

Aire entra — Ventanas de la nariz — Llega a — Las fosas nasales — Pasan a — La faringe — Pasa a — La laringe — Entra en — La tráquea — El aire entra en los — Pulmones — Dentro de estos se introducen en los — Bronquios — Y entran en los — Alveolos pulmonares.

Homeostasis: Mantenimiento del Medio Interno

La homeostasis y su relación con el aparato circulatorio y respiratorio

La homeostasis es la tendencia de los organismos pluricelulares a mantener constantes las condiciones de su medio interno. Está presente también en el aparato circulatorio, manteniendo constante la temperatura corporal, y en el aparato respiratorio, manteniendo constantes los niveles de O₂ y CO₂ en la sangre y el plasma intersticial.

Fosas Nasales: Tipos de Pituitaria

El interior de las fosas nasales y la pituitaria

El interior de las fosas nasales está tabicado y, además, recubierto por una mucosa, llamada pituitaria. Esta puede ser de dos tipos: roja o amarilla.

Pituitaria roja: Se encarga de filtrar, calentar y humedecer el aire que pasa por las fosas nasales. Esta mucosa recubre las fosas por todas partes.
Pituitaria amarilla: Solo está presente en la zona superior de las fosas y agrupa los quimiorreceptores, encargados de enviar los mensajes olfatorios al bulbo olfatorio.

Estructuras Sensoriales: Características

Membrana nictitante, fóvea y canales semicirculares

Membrana nictitante: Es un tercer párpado transparente que se encuentra entre los párpados y el ojo, se pliega perpendicularmente a los otros párpados y protege la córnea. Es típica de reptiles y aves.
Fóvea: Zona con una gran concentración de fotorreceptores situada en la retina. Es típica de las aves y mamíferos.
Canales semicirculares: En planos perpendiculares entre sí, son tres conductos en cuyo interior hay crestas con células ciliadas sensibles al movimiento de la endolinfa que rellena el interior. Informa sobre los movimientos de giro de la cabeza (uno de derecha a izquierda, otro de arriba abajo y otro de hombro a hombro).

Células de Glía: Tipos y Funciones

Las células de glía y sus funciones en el tejido nervioso

Las células de glía, también llamadas células gliales, son células del tejido nervioso que realizan funciones de nutrición, relleno, aislamiento y sostén de las neuronas. Existen distintos tipos celulares:

Astrocitos: De aspecto estrellado y con numerosas ramificaciones, en sus extremos se ensanchan para apoyarse en los capilares.
Oligodendrocitos: Son más pequeños que los anteriores y con menos prolongaciones. Tienen un núcleo muy ovalado.
Microglía: Son poco numerosas, con el cuerpo alargado y muchas ramificaciones. Se cree que tienen función fagocitaria.
Células de Schwann: Son células de sostén que envuelven los axones de las neuronas fuera del sistema nervioso central. Su membrana es rica en un lípido llamado mielina.

Sistema Nervioso: Sustancia Gris y Blanca

Composición y localización de la sustancia gris y blanca en el sistema nervioso

La sustancia gris del sistema nervioso central está constituida por la agrupación de cuerpos neuronales o somas. Se localiza en la superficie de los hemisferios cerebrales y en las zonas internas de la médula. La sustancia blanca está constituida por la agrupación de axones mielinizados. Ocupa las zonas internas y profundas de los hemisferios cerebrales y la parte externa de la médula. El sistema nervioso central de los vertebrados está formado por el encéfalo y la médula espinal. El sistema nervioso periférico es la parte del sistema nervioso que une los efectores y los receptores con los centros del sistema nervioso central. Está formado por los nervios craneales, raquídeos y los ganglios raquídeos. Los ganglios están constituidos por la agrupación de los cuerpos de la neurona, que junto con los nervios forman el sistema nervioso periférico. Los centros nerviosos son las asociaciones de los cuerpos neuronales en el sistema nervioso central de los vertebrados.

Potencial de Acción: Fases

Descripción de las fases del potencial de acción en una gráfica

En la zona llana de la gráfica, la célula se encuentra en su potencial de reposo, que es de -70mV. Posteriormente, la gráfica inicia un ascenso, que indica que se ha producido una alteración de la permeabilidad de la membrana, lo que hace que el interior de la célula y el exterior tiendan a igualar sus cargas eléctricas. La célula pierde aniones y se carga positivamente, llegando, en el pico más alto de la gráfica, a ser de 50mV. Se produce así el potencial de acción. Finalmente, las bombas de K⁺ y Na⁺ corrigen esta alteración y vuelve al potencial de reposo, -70mV.

Polarización de la fibra nerviosa: Es cuando la neurona se encuentra en su potencial de reposo (primera zona llana de la gráfica). La membrana se encuentra polarizada.
Despolarización de la fibra nerviosa: Es cuando la neurona se encuentra en potencial de acción (zona de ascenso y punto más alto de la gráfica). La membrana se encuentra despolarizada.
Repolarización de la fibra nerviosa: Es cuando, después de estar en potencial de acción, la neurona vuelve al potencial de reposo (descenso y zona llana final de la gráfica).

Esperma y Semen: Diferencias

Diferencia entre esperma y semen

El semen o líquido seminal es un fluido blanquecino, viscoso, formado por esperma y líquidos que ayudan a mantener viables a los espermatozoides (plasma seminal) producidos por los testículos. Durante la eyaculación, los líquidos procedentes de la próstata, de las vesículas seminales y de las glándulas de Cowper, diluyen el esperma y proporcionan un entorno adecuado, ligeramente alcalino, que activa la movilidad de los espermatozoides, hasta entonces inmóviles. En la eyaculación se expulsan de 2 a 5 ml de semen que contienen entre 200 y 300 millones de espermatozoides. Por lo tanto, el esperma es el líquido producido por los testículos, cargado de espermatozoides y el semen es la suma del esperma, la secreción prostática, la de las vesículas seminales y la de las glándulas de Cowper. Los espermatozoides humanos están divididos en una cabeza que contiene el núcleo, una pieza intermedia que contiene mitocondrias que le proporcionan energía y un flagelo que le permite moverse. En la fecundación del óvulo solo penetra la cabeza del espermatozoide, o sea su núcleo, por lo cual la información genética contenida en las mitocondrias del espermatozoide no penetra en el óvulo. Por lo tanto, la información genética mitocondrial sólo procede de la madre.

Transporte de Savia Bruta: Mecanismos

Descripción de los tres mecanismos de transporte de la savia bruta

Cohesión-tensión: Se debe a la estructura de las moléculas de agua, que se encuentran fuertemente unidas entre sí, lo que produce una elevada cohesión. Esta cohesión hace subir la savia bruta, ya que puede crear gran tensión gracias a dos fenómenos:
- Transpiración: A medida que el agua se evapora por transpiración en las hojas, se genera una presión o tensión negativa y, en consecuencia, el agua asciende hacia las hojas por los vasos del xilema. Esta tensión se transmite a lo largo del sistema vascular, desde el tallo a las raíces, haciendo que el agua se mueva como por un efecto de succión.
- Capilaridad: La fina estructura de las traqueidas y las propiedades de cohesión y adhesión del agua hacen que la savia bruta se pueda adherir a las paredes de los tubos del xilema y ascender por capilaridad.
Presión radicular: Es la presión ejercida por mecanismos osmóticos originados por la continua entrada de agua en los pelos radicales que empujan a las moléculas de agua a ascender. En condiciones normales, esta presión es muy pequeña, pero cuando las condiciones de transpiración son deficientes, la presión de la raíz puede tener importancia. Se puede apreciar cuando se corta un árbol, cómo en el tocón se acumula agua en su superficie.

Fotosíntesis: Fases Luminosa y Oscura

Descripción de las fases luminosa y oscura de la fotosíntesis

Fase luminosa: Tiene lugar en las membranas de los tilacoides de los cloroplastos y en ella se absorbe la energía luminosa que proviene del Sol. Pigmentos como la clorofila, la xantofila y los carotenoides utilizan la energía luminosa para descomponer las moléculas de agua obteniendo oxígeno molecular, electrones y protones. Los electrones pasan a una cadena de reacciones de óxido-reducción, en la que la energía obtenida es almacenada en forma de enlaces químicos, en unas moléculas denominadas ATP.
Fase oscura: Tiene lugar en el estroma de los cloroplastos y utiliza algunos productos obtenidos en la fase luminosa, el CO₂, compuestos ricos en nitrógeno, azufre y fósforo, procedentes de las sales minerales y la energía química almacenada en forma de ATP para sintetizar materia orgánica. El CO₂ y la energía del ATP son utilizadas en un conjunto de reacciones denominado ciclo de Calvin. Los productos obtenidos en el ciclo de Calvin y junto con las sales minerales son usados para elaborar productos orgánicos más complejos como glúcidos, lípidos, aminoácidos y bases nitrogenadas. Dado que se utiliza energía química, el proceso es independiente de la luz.

Excreción en Plantas: Mecanismos

Cómo eliminan las plantas los productos de desecho

Al contrario que los animales, las plantas carecen de aparato excretor, por lo que los procesos de excreción no están muy desarrollados. Algunos desechos sólidos son almacenados y otros son reutilizados en procesos de síntesis o se aprovechan en el metabolismo secundario. Muchos árboles y arbustos, por ejemplo, liberan los productos de excreción al producirse la caída de la hoja. Muchas plantas tienen tejidos secretores, por medio de los cuales se expulsan distintas sustancias como resinas, aceites, etc. Existen otras sustancias que son expulsadas de forma gaseosa, como el CO₂ o el etileno.

Hormonas: Animales vs. Plantas

Semejanzas y diferencias entre las hormonas de los animales y las plantas

Diferencias

Respecto a las estructuras, las hormonas vegetales son moléculas orgánicas simples, mientras que las hormonas de los animales pueden ser moléculas más complejas, como péptidos.
Al contrario que en los animales, las hormonas vegetales no son producidas en órganos específicos, sino que se sintetizan en las células situadas principalmente en tejidos embrionarios como meristemos de raíces y tallos.
Las hormonas vegetales son transportadas a través de los tejidos conductores a los órganos donde actúan, aunque en ocasiones, los lugares de formación y actuación pueden ser los mismos. En cambio, las hormonas animales actúan en células diana.
El sistema nervioso interviene en la actuación de las hormonas animales, en cambio, en las vegetales no.
Las funciones de las hormonas vegetales están relacionadas con procesos de desarrollo, crecimiento y senescencia, mientras que las funciones de las hormonas animales son más complejas.

Semejanzas

Actúan como mensajeros químicos entre diferentes zonas del organismo.
Los mecanismos de acción de las hormonas vegetales son mucho menos conocidos que los de las hormonas animales, si bien existen evidencias de semejanza.
Existencia de receptores específicos de algunas fitohormonas en células diana.
Existencia de cadenas transductoras de la señal transmitida por algunas fitohormonas hacia el interior de la célula diana.
Influencia de algunas fitohormonas en cadenas en reacciones implicadas en respuestas concretas.
Influencia de algunas fitohormonas en la expresión de algunos genes concretos.

Algunos científicos prefieren llamar a las fitohormonas reguladores del crecimiento porque estos pueden estimular o inhibir el crecimiento y la diferenciación de las células vegetales coordinando, de esa forma, las diferentes partes del desarrollo de la planta.