Nutrición, Relación, Reproducción y Niveles de Organización en los Seres Vivos

Nutrición

Proceso de obtención de energía y materiales necesarios para conservar y renovar las estructuras y funciones vitales. Existen organismos autótrofos y heterótrofos.

Relación

Capacidad de los seres vivos para captar cambios en el entorno (estímulos). Para ello, cuentan con órganos receptores, sistemas de coordinación y sistemas efectores.

Reproducción

Proceso por el cual todos los organismos surgen de otros a partir de la reproducción, que puede ser sexual o asexual.

• Asexual: Un solo individuo produce descendencia genéticamente idéntica.
• Sexual: Intercambio genético entre dos individuos mediante la fusión de gametos. Esta unión se llama fecundación y da lugar a un cigoto, que se desarrolla en un nuevo individuo con características de ambos progenitores.

Niveles de Organización

Los seres vivos se organizan en niveles jerárquicos, cada uno con mayor complejidad que el anterior y con propiedades emergentes. Hay dos tipos de niveles:

• Bióticos: Incluyen a los seres vivos.
• Abióticos: Componentes químicos de la materia.

Biomoléculas

Biomoléculas Inorgánicas

Presentes tanto en seres vivos como en la materia inerte. Incluyen el agua y las sales minerales.

Biomoléculas Orgánicas

Exclusivas de los seres vivos. Son cadenas de carbono con estructuras lineales. Incluyen glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos.

Agua

La biomolécula más abundante en los seres vivos. Una molécula de H₂O está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, unidos por enlaces covalentes. El átomo de oxígeno atrae con mayor intensidad el par de electrones del enlace, cargándose negativamente. Esta polaridad permite que las moléculas de agua se atraigan mediante enlaces de hidrógeno. Propiedades:

• Buen disolvente.
• Eficaz regulador térmico.

Sales Minerales

• Sales disueltas: Moléculas disociadas en forma de iones. Mantienen constante el grado de salinidad.
• Sales no disueltas: Forman parte de estructuras sólidas con función de protección y sostén.

Glúcidos

• Monosacáridos: Los más sencillos, solubles en agua, incoloros, cristalizables y de sabor dulce. Se clasifican según el número de carbonos + «-osa».
• Disacáridos: Unión de dos monosacáridos mediante enlace glucosídico entre dos grupos hidroxilo. Ejemplos: sacarosa y lactosa.
• Polisacáridos: Formados por muchos monosacáridos. Ejemplos: almidón, glucógeno y celulosa.

Los glúcidos tienen función energética, proporcionando energía a las células.

Lípidos

Sustancias hidrófobas. Algunos poseen ácidos grasos, que pueden ser:

• Saturados: Con enlaces sencillos.
• Insaturados: Con uno o más enlaces dobles.

Tipos de lípidos y sus funciones:

• Triglicéridos: Unión mediante enlace éster de un alcohol con tres ácidos grasos. Pueden ser:
  • Aceites: Ácidos grasos insaturados, líquidos a temperatura ambiente.
  • Sebos: Ácidos grasos saturados, sólidos a temperatura ambiente.
• Fosfolípidos: Se forman a partir de glicerina, a la que se unen mediante enlace éster dos ácidos grasos y un grupo fosfato. Forman parte de las membranas biológicas y son componentes de la bilis.
• Esteroides: Derivan del esterano, formado por cuatro anillos de carbono fusionados.
• Ceras: Unión de un alcohol y un ácido graso. Las glándulas sebáceas de los animales segregan cera para proteger el pelo.

Funciones de los lípidos:

• Reserva energética: Principal fuente de energía del organismo.
• Estructural: Forman parte de las membranas biológicas.
• Protectora: Recubren estructuras biológicas, protegiéndolas de condiciones extremas.

Proteínas

Constituidas por cadenas lineales de monómeros (aminoácidos). Según el número de aminoácidos, se denominan péptidos, dipéptidos o polipéptidos.

Estructura: La secuencia de aminoácidos determina la estructura tridimensional de cada proteína, mantenida por diferentes enlaces. Los cambios en el medio rompen estos enlaces, haciendo que la proteína pierda sus propiedades (desnaturalización).

Funciones:

• Estructural.
• Transporte de moléculas.
• Regulación hormonal.
• Inmunológica.
• Reserva.
• Biocatalizadores en reacciones químicas.

Ácidos Nucleicos

• Ácido desoxirribonucleico (ADN): Portador de la información genética, que se transmite a la descendencia. Contiene las instrucciones para formar proteínas. La pentosa es desoxirribosa y las bases nitrogenadas son A, C, G y T.
• Ácido ribonucleico (ARN): Bases nitrogenadas A, C, G y U. El ARN se encuentra en una sola cadena de nucleótidos. Tipos:
  • ARNm: Transfiere la información del ADN a los ribosomas.
  • ARNt: Transporta aminoácidos a los ribosomas durante la síntesis de proteínas.
  • ARNr: Se asocia a proteínas y forma los ribosomas.

La Célula

Teoría celular:

• Todos los seres vivos están formados por una o más células.
• La célula es la unidad más pequeña dotada de vida propia.
• Todas las células provienen de otras preexistentes.
• La célula es la unidad anatómica, fisiológica, funcional y genética que realiza las funciones vitales.

Célula Procariota

• Material genético: Libre, concentrado en el nucleoide.
• Envoltura: Rígida.
• Ribosomas: Síntesis de proteínas.
• Flagelo: Para el movimiento (en algunas células).
• Cápsula: Envoltura presente en algunas células.
• Cromosoma: Contiene el material genético.
• Membrana plasmática: Barrera entre el citosol y el medio extracelular; regula el paso de sustancias.
• Pared celular: Protege y da forma a la célula.

Célula Eucariota

Animal:

• Centrosoma y citoesqueleto: Formación del huso acromático.
• Ribosomas: Síntesis de proteínas.
• Retículo endoplasmático: Rugoso o liso.
• Membrana plasmática.
• Lisosomas: Descomponen sustancias complejas en sencillas.
• Mitocondrias: Respiración celular.
• Núcleo: Contiene la cromatina.

Vegetal:

• Pared celular.
• Aparato de Golgi: Acumula sustancias procedentes del retículo y las transporta al exterior.
• Vacuolas: Almacenan sustancias e intervienen en la nutrición.
• Cloroplastos: Realizan la fotosíntesis.
• Además de los orgánulos de la célula animal.

Ciclo Celular

• Interfase: Se produce el crecimiento celular, se duplica el centrosoma y se duplica y compacta el ADN.
• Fase M: Incluye la cariocinesis (división del núcleo) y la citocinesis (división del citoplasma).

Mitosis

• Profase: El nucléolo y la membrana celular desaparecen. Cada par de centriolos se dirige a un polo opuesto de la célula.
• Metafase: Los cromosomas homólogos se sitúan en el centro, formando la placa ecuatorial. Las fibras del huso acromático se adhieren a cada cromosoma.
• Anafase: Las cromátidas hermanas de cada cromosoma se separan y se dirigen a polos opuestos.
• Telofase: Al llegar las cromátidas a los polos, se descondensan para formar nueva cromatina. Reaparece el nucléolo y se forma la membrana nuclear.

Meiosis

• Profase I: Los cromosomas homólogos intercambian fragmentos (sobrecruzamiento). Se produce recombinación genética.
• Metafase I: Los cromosomas homólogos se unen por parejas en el ecuador del huso mitótico.
• Anafase I: Los cromosomas homólogos se separan hacia polos opuestos.
• Telofase I: Se obtienen dos células haploides con el ADN duplicado.
• Profase II: Vuelve a formarse el huso acromático.
• Metafase II: Los cromosomas se disponen en la placa ecuatorial.
• Anafase II: Las cromátidas se separan hacia polos opuestos.
• Telofase II: Se obtienen cuatro células haploides.

Significado Biológico de la División Celular

• Mitosis: En organismos unicelulares, aumenta el número de individuos. En pluricelulares, permite el crecimiento del organismo.
• Meiosis: Incrementa la variabilidad genética, generando individuos genéticamente distintos.

Organización de los Seres Vivos

Organismos Unicelulares Eucariotas

Ejemplo: Euglena. Presentan gránulos de paramilo, vacuolas, cloroplastos, núcleo y estigma (o mancha ocular).

Organismos Procariotas Coloniales

Ejemplo: Cianobacterias filamentosas. Presentan:

• Heterocistos: Células especializadas en la asimilación de nitrógeno atmosférico.
• Células vegetativas: Forman filamentos.

Modelos de Organización en Animales

Para llevar a cabo una función concreta, los tejidos se asocian para formar órganos. La asociación de varios órganos forma un sistema, donde los órganos pueden realizar funciones distintas. La asociación de varios órganos actuando de forma coordinada forma un aparato.

Organización en Plantas, Hongos y Algas

• Talofítica: Las células del organismo son parecidas y no forman auténticos tejidos, aunque puede existir especialización celular.
• Cormofítica: Las células se agrupan en tejidos, formando órganos especializados.

Tejidos Animales

Tejido Epitelial

• Epitelios de revestimiento: Tapizan la superficie corporal. Se clasifican según:
  • Número de capas de células: Simple o estratificado.
  • Forma de las células: Pavimentoso o prismático.
  Ejemplos:
  • Epitelio simple pavimentoso: Tapiza el corazón, la pared de los alvéolos y el interior de los vasos sanguíneos.
  • Epitelio simple prismático: Tapiza el interior del intestino.
  • Epitelio estratificado pavimentoso: Las células cúbicas se van aplanando al llegar a la superficie.
  • Epitelio pseudoestratificado: Epitelio simple cuyas células parecen estratificadas. Recubre los conductos del aparato respiratorio.
• Epitelios glandulares: Las células secretoras pueden agruparse en glándulas:
  • Exocrinas: Secretan su producto al medio externo (ej: glándulas salivales).
  • Endocrinas: Secretan su producto (hormonas) a la sangre (ej: tiroides).

Tejidos Conectivos

Grupo de tejidos encargados del sostén y la protección de otras estructuras del cuerpo. Las células están rodeadas por una matriz extracelular. Funciones de la matriz: soporte, relleno de espacios intercelulares y consistencia. Composición:

• Sustancia fundamental.
• Fibras proteicas.

Clasificación de las células:

• Células fijas: Sintetizan los componentes de la matriz extracelular.
• Células migrantes: Células del tejido sanguíneo que migran a los tejidos conectivos.

Tipos de tejidos conectivos:

• Tejidos conjuntivos propiamente dichos: Sostén y relleno de órganos.
  • Laxo: Fibroblastos numerosos, inmersos en una sustancia intercelular gelatinosa.
  • Denso: La matriz tiene más fibras que células.
• Tejido adiposo: Formado por adipocitos. Funciones: reserva energética, protección de órganos y aislante térmico.
  • Tejido adiposo pardo: Adipocitos que acumulan lípidos en gotas por el citoplasma. Función: producir calor.
  • Tejido adiposo blanco: Adipocitos que acumulan lípidos en una gran gota grasa que ocupa gran parte del citoplasma.
• Tejido cartilaginoso: Función: actuar como sostén en superficies articulares y formar parte del esqueleto. Matriz extracelular sólida pero elástica, que proporciona gran resistencia y flexibilidad. Células: condroblastos y condrocitos.
  • Cartílago hialino: Abundante sustancia intercelular y numerosas fibras de colágeno.
  • Cartílago elástico: Matriz rica en fibras elásticas.
  • Cartílago fibroso: Matriz escasa, rica en fibras de colágeno.
• Tejido óseo: Tejido de sostén. Sustancia intercelular sólida, rica en fibras de colágeno que proporcionan elasticidad al hueso. Células: osteoblastos y osteocitos. Los osteocitos están encerrados en lagunas de la matriz. Destaca la acción de los osteoclastos, especializados en la reabsorción de la matriz ósea. Los huesos están rodeados por el periostio. En la periferia del hueso se encuentran los osteoblastos.
  • Compacto: Formado por la repetición de osteonas. Cada osteona tiene matriz ósea dispuesta en capas alrededor de los conductos de Havers.
  • Trabecular/esponjoso: Las capas que forman la matriz se disponen formando trabéculas, dejando huecos ocupados por la médula ósea roja, donde se forman las células sanguíneas.
• Sangre y linfa:
  • Sangre: Formada por una matriz que es el plasma sanguíneo. Función: llevar oxígeno y nutrientes a las células y transportar productos de desecho.
    • Glóbulos rojos: Forma de disco, sin núcleo ni mitocondrias. Contienen hemoglobina.
    • Glóbulos blancos: Atraviesan las paredes de los vasos y llegan al tejido conjuntivo. Defensa frente a bacterias.
      • Granulocitos: Grandes núcleos lobulados y gránulos marcados.
        • Neutrófilos: Fagocitan partículas y bacterias.
        • Basófilos: Gránulos de heparina.
        • Eosinófilos: Participan en reacciones alérgicas y eliminación de parásitos.
      • Agranulocitos: Carecen de gránulos citoplasmáticos.
        • Monocitos: Gran núcleo.
        • Linfocitos: Núcleo esférico. Importante función en la defensa del organismo. Linfocitos B (producen anticuerpos) y linfocitos T (intervienen en infecciones por virus).
    • Plaquetas: Fragmentos celulares sin núcleo. Actúan en el proceso de coagulación de la sangre y en el taponamiento de los vasos.
  • Linfa: Líquido blanquecino con matriz transparente. Función importante en el sistema inmune.

Tejido Muscular

Poca matriz extracelular.

• Estriado: Fibras musculares polinucleadas, con estriaciones transversales.
• Liso: Células pequeñas y alargadas, unidas entre sí.
• Músculo esquelético: Compuesto por fibras de tejido muscular estriado paralelas entre sí. Contracción rápida, voluntaria y poco resistente a la fatiga.
• Músculo cardíaco: Tejido muscular estriado. Contracción coordinada, rápida e involuntaria.
• Músculo liso: Tejido muscular liso. Contracción lenta, involuntaria y resistente a la fatiga.

Tejido Nervioso

Escasa presencia de matriz extracelular. Formado por neuronas y células de la glía. Función: conducción de la información sensorial, elaboración y transporte de respuestas.

• Neuronas: Producen y transmiten impulsos nerviosos.
  • Dendritas: Ramificaciones que parten del cuerpo neuronal y captan el impulso nervioso.
  • Axón: Parte del cuerpo neuronal que transmite el impulso nervioso.
  • Cuerpo neuronal: Contiene el núcleo central.
• Células de la glía: Sostén, nutrición, relleno y aislamiento de las neuronas.
  • Astrocitos: Numerosas ramificaciones.
  • Células de Schwann: Envuelven el axón con mielina.
  • Oligodendrocitos: Aportan mielina.
  • Microglía: Capacidad fagocítica. Protegen de agentes infecciosos.

Tejidos Vegetales

• Tejido meristemático: Crecimiento y desarrollo.
  • Meristemos apicales: En el extremo de la planta.
  • Meristemos laterales: En los laterales de las ramas.
• Tejido parenquimático: Relleno y unión de tejidos.
  • Parénquima en empalizada: Capta la luz solar.
  • Parénquima lagunar: Circulan los nutrientes.
  • Parénquima acuífero: Vacuolas llenas de agua.
  • Parénquima de reserva: Almacena sustancias.
  • Parénquima aerífero: Circulación y almacenamiento de aire.
• Tejido protector:
  • Epidérmico: Impide la pérdida de agua.
  • Suberoso: Facilita el intercambio de gases.
• Tejido de sostén:
  • Colénquima: Da consistencia a las partes jóvenes.
  • Esclerénquima: Confiere resistencia a las partes desarrolladas.
• Tejido conductor:
  • Xilema: Transporta la savia bruta.
  • Floema: Transporta la savia elaborada.
• Tejido secretor:
  • Tubos y vasos laticíferos.
  • Conductos resiníferos.

Biodiversidad y Conservación

Especies Endémicas

Especies exclusivas de una zona, que no se encuentran en ningún otro lugar. El endemismo es resultado del aislamiento geográfico y la evolución.

Puntos Calientes (Hotspots)

Zonas de gran riqueza biológica, especialmente amenazadas o en proceso de destrucción. Se caracterizan por tener al menos 1500 especies endémicas y haber perdido el 70% de su hábitat original.

Recursos Materiales y Servicios Ecológicos

Los recursos materiales incluyen los de tipo alimenticio y aquellos que son importantes como materia prima en la industria (ej: farmacéutica). Los servicios ecológicos son aquellas funciones y procesos que realizan los seres vivos y que resultan fundamentales para obtener recursos o para el mantenimiento de los ecosistemas (ej: favorecer la estabilidad del clima).

Acciones para Evitar la Pérdida de Biodiversidad

• Establecer lugares protegidos para conservar especies o zonas de interés ecológico.
• Crear centros de conservación.
• Proteger a especies amenazadas o en peligro de extinción.
• Preservar y restaurar la biodiversidad en zonas rurales no protegidas.
• Restablecer las poblaciones de peces y los hábitats marinos.
• Reducir el impacto del comercio internacional en la biodiversidad.
• Limitar las emisiones de gases de efecto invernadero.
• Fomentar la investigación para la conservación y utilización de la diversidad biológica.
• Elaborar una legislación medioambiental.
• Fomentar la educación medioambiental.

Hábitat y Nicho Ecológico

Hábitat

Lugar físico donde vive una especie. Por ejemplo, en función de su hábitat, las plantas pueden ser terrestres o acuáticas.

Nicho Ecológico

Papel o función que desempeña una especie dentro del ecosistema. Por regla general, en un mismo hábitat pueden vivir varias especies siempre que lo hagan en nichos ecológicos distintos, ya que si tienen el mismo nicho ecológico, competirían y una acabaría siendo desplazada.