Guia 4 - Biología G4 RESUMIDO PDF

Guía 4  GUÍA 4 - LOS ANIMALES La nutrición mantiene a los animales con vida. Los nutrientes y oxígeno son distribuidos por células, generando productos útiles y desechos. La evolución les da mecanismos digestivos, respiratorios, circulatorios y excretores....

Guía 4  GUÍA 4 - LOS ANIMALES La nutrición mantiene a los animales con vida. Los nutrientes y oxígeno son distribuidos por células, generando productos útiles y desechos. La evolución les da mecanismos digestivos, respiratorios, circulatorios y excretores. 1. La nutrición en los animales Da a las células nutrientes y oxígeno necesarios, eliminando desechos. El aparato digestivo obtiene nutrientes y los traslada al torrente circulatorio. Son heterótrofos porque obtienen los nutrientes de otros seres. Son aerobios, porque necesitan oxígeno para producir energía. El aparato respiratorio obtiene el O2 y lo pasa al sistema circulatorio. Este transporta nutrientes y gases, con otros desechos al aparato excretor para su eliminación. 2. La digestión en los animales + Ingestión: incorporación de alimentos al aparato digestivo tras su obtención. + Digestión: modificaciones que liberan los nutrientes de los alimentos. + Absorción: paso de los nutrientes al sistema circulatorio. + Egestión: eliminación de los restos no digeribles de los alimentos. A lo largo de la evolución, ha habido una progresión hacia sistemas digestivos más complejos: pasa desde el más simple como los poríferos (que digieren a través de poros inhalantes) a otros como los pólipos (fijo) o las medusas (movimiento), con aparatos digestivos cerrados. Por último, los más complejos son animales con tubo digestivo, comenzando la digestión por la boca y expulsando los restos por el ano, con un aparato digestivo abierto. 2.1. Obtención de alimento e ingestión + Animales fluidófagos: Obtienen sus nutrientes de fluidos de origen vegetal o animal, habitual en parásitos. Endoparásitos Ectoparásitos Animales de vida libre Los parásitos internos se Los parásitos externos como Para absorber néctar, los alimentan de los nutrientes del sanguijuelas o mosquitos, colibríes tienen una lengua hospedador. Los platelmintos obtienen nutrientes de la tubular y un pico fino y cestodos tienen órganos con sangre del hospedador. Se alargado. ventosas y ganchos para anclarse a ayudan de ventosas, las paredes intestinales mandíbulas y dientes. Ej→ tenia Ej→ lamprea + Animales micrófagos: Se alimentan de partículas de agua de forma no selectiva; se da en organismos inmóviles, alimentación pasiva. Animales suspensívoros Animales detritívoros Las partículas alimenticias están suspendidas en el agua. Pueden ser Los anélidos como la capturadas mediante los poros inhalantes de poríferos; branquias lombriz de tierra y los ciliadas de bivalvos; o por estructuras filtradoras como las barbas de gusanos marinos se la ballena, o el pico de los patos y flamencos. alimentan de detritos, Ej→ Las barbas del paladar de las ballenas retienen el plancton materia orgánica. que ingieren tras deslizar la lengua. + Animales macrófagos: Se alimentan de sólidos más grandes que ingieren selectivamente y de forma activa. Vertebrados (región anterior del tubo digestivo) Peces, anfibios y reptiles usan Los picos de las aves Los mamíferos tienen los dientes para sujetar la presa. tienen bordes aserrados o dentaduras adaptadas a su tipo Suelen tragarla entera y tener extremos ganchudos para de alimentación, en las que mandíbulas distensibles. sujetar y desgarrar la cada pieza dentaria tiene una Ej→ serpientes presa. función. (mordedura venenosa) Ej→ ave rapaz Ej→ Roedores con largos incisivos Invertebrados Los cnidarios tienen Hay estructuras en forma de pico Otros invertebrados tienen tentáculos y células para sujetar o desgarrar la presa, órganos para raspar, cortar o urticantes para capturar como la mandíbula en pico de loro de triturar. y paralizar sus presas. los cefalópodos. Retienen la presa con Rádula de los gasterópodos, Ej→ Tentáculos de las ventosas. mandíbula o linterna de actinia. Aristóteles 2.2. El proceso digestivo + Digestión intracelular: Los procesos digestivos tienen lugar dentro de células especializadas. Está en poríferos, que carecen de órganos. Aunque algunas esponjas tienen atrios con más coanocitos, este sistema es poco eficiente porque cada célula debe realizar todo el proceso digestivo. + Digestión mixta: Tiene fases extracelulares e intracelulares, es característica de los cnidarios. En ellos, las células que rodean la cavidad gastrovascular liberan enzimas para que comience la digestión, que se completa dentro de otras células con la endocitosis. Poco efectivo, la cavidad tiene un solo orificio que junta ingestión, digestión y expulsión. + Digestión extracelular Los procesos digestivos tienen lugar dentro del tubo digestivo, los alimentos se modifican mientras avanzan en un único sentido. Hay regiones especializadas en la digestión, absorción y eyección. Su eficacia viene de: Orificios de entrada y salida en extremos opuestos del tubo. Tramos especializados en las fases digestivas. El tubo digestivo puede presentar plegamientos para aumentar la absorción, elementos encargados del avance del contenido del tubo (cilios, musculatura). También hay estructuras que contribuyen a la ingestión (dientes, lengua) y regulación hormonal. 2.3. El proceso digestivo en los tubos digestivos + Región anterior del tubo digestivo: Funciones de recepción, digestión mecánica y química, conducción y almacenamiento de los alimentos. La cavidad bucal recibe el alimento, con piezas bucales con funciones mecánicas para cada tipo de dieta, una lengua o glándulas salivares que contribuyen a ambos tipos de digestión. Los aparatos bucales de los insectos tienen funciones perforadoras, lamedoras, chupadoras o trituradoras. ESTUDIAR DE ARRIBA: Entre los invertebrados destacan la rádula raspadora, pico de cefalópodos o la linterna de Aristóteles. La forma de los dientes de peces, anfibios y reptiles para sujetar la presa. Tipos de dientes en mamíferos masticación adaptada a dieta. Los incisivos de los elefantes y jabalíes aumentan de tamaño para realizar funciones defensivas. La lengua de los vertebrados interviene en la deglución, en la captura de presas, para la masticación o para la quimiorrecepción (captan cosas químicas de la zona) Las glándulas salivares, en los macrófagos, producen saliva ayudando en la deglución. Contiene enzima amilasa (digestión del almidón) y lisozima (función bactericida). En parásitos de la sangre incorpora sustancias anticoagulantes, y en otros, sustancias para paralizar las presas. Estructuras para la conducción y el almacenamiento del alimento: La faringe y el esófago, conducen el alimento hasta el estómago. La musculatura del tubo digestivo produce movimientos peristálticos desde la región anterior a la posterior. La faringe puede extenderse hacia afuera para atrapar presas, y la epiglotis, que cubre las vías respiratorias en la deglución. El esófago se dilata, y origina el buche de las aves, anélidos e insectos. + Región media del tubo digestivo: Puede realizar la digestión mecánica y química. La digestión mecánica se realiza en el estómago con estructuras aptas para triturar, como el molino gástrico (crustáceos) y molleja, órgano musculoso con pliegues internos y capas endurecidas (insectos, aves y lombrices). También los movimientos peristálticos del estómago. La digestión química usando secreciones liberadas por el epitelio glandular. Suele estar formado por una cámara, puede tener hasta cuatro (estómago multicameral). En los equinoideos, el estómago se extiende hacia afuera para iniciar la digestión externa. En vertebrados, es musculoso y mezcla el alimento con jugos gástricos, limitado por los esfínteres cardias y píloro. El jugo gástrico usa: + Pepsina: comienza la digestión de las proteínas + Ácido clorhídrico: vuelve ácido el ph gástrico, para que se pueda formar la pepsina + Región posterior del tubo digestivo: Tiene lugar la absorción de nutrientes y la concentración de sólidos. En invertebrados con divertículos gástricos, el intestino se encarga de la eliminación de deshechos. En los animales, la digestión final y absorción de nutrientes ocurre de forma sucesiva a lo largo del intestino. Estructuras y mecanismos para la digestión final: El jugo intestinal de los vertebrados tiene secreciones del epitelio intestinal, bilis del hígado y jugo pancreático del páncreas, vertidos en la región anterior. En algunos artrópodos, una glándula realiza estas funciones (hepatopáncreas) Las secreciones intestinales y pancreáticas completan la digestión de glúcidos, proteínas y lípidos afectados por la bilis, liberando monosacáridos, aminoácidos y ácidos grasos. Las vitaminas y nutrientes inorgánicos no se digieren. Estructuras y mecanismos para la absorción de nutrientes: Los vertebrados tienen estructuras para aumentar la superficie de absorción del intestino. En los anélidos hay un pliegue dorsal de la pared del intestino (tiflosol), y en las lampreas y los tiburones, pliegues longitudinales. En los mamíferos, el intestino se enrolla para ser más largo. También hay pliegues de la pared intestinal, y prolongaciones finas(vellosidades). En anfibios, reptiles y aves, las paredes del intestino se pliegan. Mecanismos de transporte de los nutrientes del intestino a la sangre; luz intestinal: Los monosacáridos, aminoácidos y péptidos atraviesan el epitelio intestinal por difusión facilitada y transporte activo. Las micelas de los ácidos grasos son absorbidas por difusión simple. Estructuras y mecanismos para la concentración de sólidos: En la parte final, se consolidan los restos no digeridos por agua, formándose las heces que se expulsan en la defecación. En los animales de ambientes secos, hay órganos que reabsorben agua, como las glándulas rectales de los insectos y la cloaca de los reptiles y las aves. Estos animales producen heces muy secas. 2.4. Comparación de aparatos digestivos En invertebrados como los equinodermos, el aparato digestivo tiene estómago, ciegos pilóricos, intestino, boca y ano. Los ciegos pilóricos producen enzimas digestivas y el estómago puede voltearse hacia afuera para tragar presas grandes. En vertebrados como los humanos, hay cavidad bucal (con dentición, saliva y lengua) donde se forma el bolo alimenticio, hígado (donde se produce bilis por la vesícula biliar), intestino delgado (absorción con vellosidades), epiglotis, faringe, glándulas salivares, estómago (digestión química con jugo gástrico y ph ácido), páncreas exocrino (donde se produce el jugo pancreático) e intestino grueso (absorción por pliegues intestinales y concentración de sólidos, salida de desechos 3. La respiración en los animales Da a las células el oxígeno que necesitan para la respiración celular en la mitocondria y liberarlas del dióxido de carbono generado. 3.1. El proceso respiratorio Los animales aerobios, obtienen el oxígeno y lo intercambian por dióxido de carbono que deben eliminar. El intercambio tiene lugar entre superficies del cuerpo y el exterior, es una respiración externa. En la respiración celular, el oxígeno obtenido es utilizado para producir energía (ATP), pues cumple la función de aceptor final de electrones en dicha reacción catabólica. El intercambio de gases se produce por difusión, es decir, atraviesan las membranas hacia el lado donde el gas se encuentra en menor concentración. Las membranas respiratorias, deben ser finas, permeables a los gases, y amplias para cubrir las demandas energéticas. En animales con respiración mediante el sistema circulatorio, las superficies deben estar vascularizadas y húmedas para permitir la difusión de gases disueltos en agua. En los animales acuáticos, el intercambio respiratorio tiene lugar a través de branquias. Sin embargo, para mantener las superficies respiratorias húmedas, los animales terrestres presentan órganos formados por tráqueas y pulmones. Estos se comunican con el exterior y tienen mecanismos para la entrada y salida de gases de estos órganos. 3.2. Intercambio de gases y órganos respiratorios Los órganos respiratorios, como tráqueas, branquias o pulmones, realizan el intercambio de gases cuando es indirecto. Si ocurre de forma directa a través de la piel, estos órganos pueden estar ausentes. + Intercambio de gases por difusión directa: La respiración cutánea, se produce entre la superficie y el medio. En animales como poríferos, cnidarios, platelmintos y anélidos es el único mecanismo respiratorio. Además de una pared fina y húmeda, estos presentan un bajo nivel de oxígeno y una elevada superficie en relación con su pequeño tamaño. En algunos peces y anfibios, la respiración cutánea complementa la branquial o pulmonar. En salamandras y ciertos anfibios en hibernación, puede ser el único mecanismo respiratorio. + Intercambio de gases por medio de tráqueas: Se realiza por medio de tráqueas, que alcanzan las células haciendo de la respiración un sistema independiente del circulatorio. En insectos y artrópodos terrestres, la ventilación traqueal ocurre por contracciones musculares en los espiráculos y movimientos abdominales, ya que su exoesqueleto impide la respiración cutánea. El aire entra por los espiráculos. Y la tráquea se ramifica en traqueolas, que realizan el intercambio gaseoso. + Intercambio de gases por medio de branquias: Las branquias son el sistema más eficaz en el medio acuático. Son órganos formados por láminas muy vascularizadas, que pueden sobresalir del cuerpo del animal (branquias externas) o haberse replegado hacia dentro(branquias internas). Están formadas por muchos filamentos, en animales suspensívoros como los anélidos, cirrípedos y bivalvos intervienen en la captura de partículas alimenticias. Branquias externas: Son típicas de larvas de anfibio, anélidos marinos y equinodermos (asteroideos y equinoideos). Estos animales deben estar en zonas de mar batidas para que el agua atraviese las branquias y se realice el intercambio gaseoso. Ej→ las branquias de los anélidos tubícolas son pulmonosas y retraíbles. Ej→las branquias de las estrellas de mar se llaman papilas dérmicas Branquias internas: En animales poco móviles, el oleaje contribuye para la circulación de agua entre branquias Los crustáceos se ayudan de apéndices. Los bivalvos y gasterópodos acuáticos baten los cilios de la superficie de sus branquias para generar corrientes de agua, los cefalópodos utilizan el sifón de su cavidad paleal. Los peces cartilaginosos ventilan sus branquias moviéndose con la boca abierta, para que el agua entre y bañe las branquias. Los peces óseos usan un opérculo que permite la ventilación sin movimiento continuo. Su sistema de intercambio a contracorriente, donde agua y sangre fluyen en direcciones opuestas, maximiza la eficiencia del intercambio de gases. + Intercambio de gases por medio de pulmones: Los pulmones son cavidades internas muy vascularizadas en las que se produce el intercambio gaseoso de los animales terrestres. Los invertebrados tienen pulmones simples que intercambian gases por difusión. En los vertebrados, los pulmones, junto con vías respiratorias, realizan la ventilación mediante contracciones musculares, permitiendo la entrada de oxígeno y la salida de dióxido de carbono. Los pulmones de los vertebrados han evolucionado de sacos lisos a estructuras con mayor compartimentación, aumentando la superficie y la eficacia del intercambio gaseoso. Esto ha permitido mayores tamaños y tasas metabólicas en el reino. *En los gasterópodos terrestres como babosas y caracoles, el aire entra y sale de los pulmones a través de un orificio llamado pneumostoma. + Cambios evolutivos en los pulmones de los vertebrados: Anfibios: + Superficie interna: Lisa (urodelos) o con repliegues (anuros). + Ventilación: Por movimientos de la cavidad bucal (respiración bucofaríngea). + Vías respiratorias: Narinas, faringe y tráquea. Reptiles: + Superficie interna: Tabiques que separan los sacos interconectados. + Ventilación: Movimientos torácicos, ocasionalmente complementados por bombeo bucal. + Vías respiratorias: Fosas nasales, faringe y tráquea. Aves: + Superficie interna: Lisa y conectada con los parabronquios, donde ocurre el intercambio gaseoso. + Ventilación: Realizada por sacos aéreos que dan aire con oxígeno durante la inspiración y espiración. Intercambio gaseoso eficaz + Vías respiratorias: Boca, tráquea, bronquios y parabronquios. Mamíferos: + Superficie interna: Dividida en millones de alvéolos pulmonares donde ocurre el intercambio gaseoso. + Ventilación: Contracción de músculos intercostales y diafragma (inspiración activa) y relajación para espiración pasiva. Hay líquido pleural + Vías respiratorias: Fosas nasales, boca, faringe, laringe, tráquea, bronquios, bronquiolos y alvéolos. 4. La circulación en los animales Se encarga de transportar los nutrientes, oxígeno y elimina desechos como el dióxido de carbono mediante un fluido que circula por los vasos sanguíneos, impulsado por órganos propulsores. 4.1. Componentes circulatorios Líquidos circulatorios: + Hidrolinfa: es propia de los equinodermos y es similar al agua de mar. Contiene células defensivas. + Hemolinfa: en invertebrados con sistema abierto. Contiene células fagocíticas y pigmentos respiratorios (hemocianina y hemeritrina) Aumentan la capacidad de transporte de gases. + Sangre: contiene plasma, células (cómo glóbulos rojos con hemoglobina) en cefalópodos, anélidos y vertebrados. + Linfa: derivado de la sangre, formado por plasma(sin glóbulos rojos). Y circula por el sistema linfático. Red de vasos sanguíneos: Formada por arterias, que conducen la sangre que sale del corazón, y por venas, por las que hace el camino de retorno desde los órganos. Su conexión mediante capilares determina si el sistema es abierto o cerrado. + Venas: Paredes delgadas con válvulas que evitan el retroceso. + Capilares: Permiten el intercambio de sustancias y solo están en sistemas cerrados. + Arterias: Paredes gruesas para soportar la presión del corazón. →Pulmonar y aorta Órganos propulsores: En los anélidos, los vasos contráctiles generan ondas peristálticas. Los demás animales, el corazón impulsando la sangre por la contracción de sus cámaras (aurículas que reciben la sangre y ventrículos que la envían), separadas por válvulas, con una circulación en sentido único. El corazón puede ser tubular (artrópodos, anélidos), simple (moluscos y peces) o doble (anfibios, aves, reptiles y mamíferos). 4.2. Transporte de sustancias desde y hacia las células: El medio externo es el entorno que rodea al animal, ya sea acuático o aéreo. El medio interno se refiere a los fluidos corporales, incluyendo el citoplasma y el líquido intersticial que baña las células al llenar los espacios entre ellas. + Animales sin sistema circulatorio: Los poríferos, cnidarios y platelmintos no necesitan sistema circulatorio porque son muy pequeños o planos. Obtienen nutrientes por la digestión intracelular o mixta, y gases respiratorios por respiración cutánea. + Animales con sistema circulatorio: Son más complejos, necesitan un sistema circulatorio mediador entre las sustancias procedentes del exterior y de la célula. Dos niveles de complejidad: Equinodermos: Posición evolutiva intermedia. En su sistema circula la hidrolinfa y no tiene órgano propulsor. Animales con sistema circulatorio completo: El transporte de sustancias varía si el sistema es abierto o cerrado. + En los moluscos no cefalópodos y artrópodos carece de capilares, las ramificaciones echan su contenido en el hemocele; la hemolinfa entra en contacto con el entorno de las células para dejar y recoger sustancias, que entran y salen de la célula por difusión. La hemolinfa pierde presión porque abandona el circuito. + Cefalópodos, anélidos y vertebrados: el sistema circulatorio está cerrado. El intercambio de sustancias se produce por difusión a través del líquido intersticial y la presión sanguínea no se reduce tanto. 4.3. Invertebrados con circulación abierta + Moluscos no cefalópodos: El corazón, en la cavidad pericárdica, tiene un ventrículo y dos aurículas. La hemolinfa con oxígeno es impulsada por el ventrículo al organismo a través de las arterias, y sale al hemocele a través de sus ramificaciones para realizar el intercambio de nutrientes y gases respiratorios. La hemolinfa desoxigenada, entra en las venas, hacia los pulmones donde ocurre el intercambio gaseoso. Corazones branquiales y órganos pulsátiles impulsan la hemolinfa para que oxigenada vuelva a las aurículas. + Artrópodos: Su corazón tiene un engrosamiento de la aorta, por ello es tubular y se divide en cámaras sucesivas. Lleva la hemolinfa con contracciones peristálticas hacia la región anterior. No tienen venas para el retorno de la hemolinfa desde el hemocele, sino ostiolos. Hay corazones auxiliares para mantener el flujo circulatorio. Su hemolinfa carece de células y de pigmentos respiratorios en los artrópodos con respiración traqueal, en ellos no transporta oxígeno. 4.4. Invertebrados con circulación cerrada Los invertebrados con circulación cerrada son los moluscos cefalópodos y los anélidos. + Moluscos cefalópodos: Su corazón tiene dos o cuatro aurículas y un ventrículo. La sangre oxigenada sale del ventrículo por una arteria y llega a los capilares para el intercambio a través del líquido intersticial. La sangre desoxigenada, llega a los corazones branquiales por venas y luego se oxigena en las branquias. Esta sangre entra por venas que se abren en las aurículas. + Anélidos: Su corazón tubular está dividido en cámaras sucesivas, y tiene un vaso dorsal pulsátil, que conduce la sangre oxigenada hacia la región anterior. Este vaso se comunica con el vaso ventral por cinco arcos aórticos para conducir la sangre hacia la región posterior y cefálica. El intercambio ocurre en la red de capilares, donde la sangre se carga de oxígeno y nutrientes antes de llegar al vaso dorsal. 4.5. La circulación cerrada de los vertebrados En vertebrados, el corazón evoluciona aumentando la separación de cámaras, adaptándose a la transición de respiración branquial en medios acuáticos a pulmonar en terrestres. + Peces: Su corazón es lineal y bicameral, con una aurícula y un ventrículo; la sangre recorre un único circuito. La presión sanguínea disminuye porque después de atravesar los capilares del ámbito branquial, aún debe recorrer los del resto de órganos. + Anfibios y reptiles: El corazón es tricameral, con dos aurículas y un ventrículo. La división de aurículas permite la circulación doble, evitando la pérdida de presión sanguínea. Hay dos conductos: el pulmonar (va a los pulmones) y el general (al de los demás órganos). Hay cierta mezcla de sangre oxigenada (pulmonar) y desoxigenada (general) que llega a las aurículas. La contracción alterna de las aurículas y la válvula espiral, evitan que la mezcla sea total. + Aves y mamíferos: Su corazón es tetracameral, con dos aurículas y dos ventrículos. Su circulación es doble, de alta presión y completa gracias a la tabicación de los ventrículos (no hay mezcla de sangre). El corazón funciona como una doble bomba. Para evitar el reflujo de sangre, hay válvulas auriculoventriculares (tricúspide y mitral) y semilunares. En un ciclo cardíaco, se alternan la diástole (relajación) y la sístole (contracción). En la diástole auricular, la sangre entra en las aurículas, para pasar a los ventrículos (en diástole) durante la sístole auricular. La sístole ventricular envía sangre a los circuitos, mientras las aurículas entran en la diástole de un nuevo ciclo. El corazón de los mamíferos tiene un sistema eléctrico que inicia el latido del corazón independientemente de los impulsos nerviosos (por células marcapasos del corazón). La médula espinal controla el ritmo cardiaco. La contracción cardíaca comienza en los ventrículos y se distribuye hacia las aurículas, alternando sus sístoles y diástoles, logrando un bombeo eficiente gracias a la musculatura ventricular. 5. La excreción en los animales Se eliminan CO2 y productos nitrogenados del metabolismo celular. Regula agua y sales en el medio interno mediante ósmosis, con órganos excretores que mantienen la homeostasis del volumen y concentración de solutos. 5.1. Productos de excreción El CO₂ y otros nutrientes se excretan mediante la respiración, mientras que los productos nitrogenados se eliminan por distintos mecanismos según el modo de vida del animal. Los productos nitrogenados, como amoníaco, urea y ácido úrico, provienen de la degradación de proteínas y ácidos nucleicos. Por su toxicidad, se excretan: el amoníaco y la urea diluidos en orina, y el ácido úrico como precipitado, conservando agua. 5.2. Órganos excretores Algunos animales sin órganos excretores, como poríferos y cnidarios, eliminan amoníaco por difusión. La mayoría tiene órganos excretores: nefridios en platelmintos, anélidos y moluscos; glándulas antenales y tubos de Malpighi en artrópodos; y riñones en vertebrados. Los órganos excretores forman orina en dos etapas: filtran el líquido circulatorio o intercelular y lo modifican en túbulos, eliminando desechos y regulando agua y sales para el equilibrio osmótico. + Invertebrados no artrópodos (órganos excretores): Los nefridios filtran sustancias del medio interno gracias a células flageladas o ciliadas. Cuando pasa por el nefroducto, el filtrado sufre reabsorción de agua y metabolitos útiles, permaneciendo dentro del túbulo lo que se va a eliminar. Se obtiene la orina, que sale del túbulo al exterior por poros excretores. Dos tipos de nefridios: los protonefridios, en animales sin sistema circulatorio (sistema cerrado, platelmintos), y los metanefridios (sistema abierto, en anélidos y moluscos). + Artrópodos (órganos excretores): Las glándulas antenales de los crustáceos, ubicadas en la base de las antenas, filtran, reabsorben y almacenan orina antes de expulsarla. Los tubos de Malpighi son estructuras ciegas en insectos y arañas que filtran desechos mediante el transporte activo de solutos, lo que provoca la entrada de agua y ácido úrico desde la hemolinfa. La orina formada se dirige al intestino para ser eliminada, pero antes, en el recto, se realiza una reabsorción. + Vertebrados (órganos excretores): El riñón es el principal órgano excretor de los vertebrados. Su estructura varía pero su funcionamiento es similar. La nefrona está formada por corpúsculo, formado por la cápsula de Bowman y túbulos renales. En el túbulo renal hay tres tramos: túbulo proximal, asa de Henle y túbulo distal. El distal se une con el colector desembocando en la pelvis renal. Existen capilares en el interior del corpúsculo renal y alrededor del túbulo, procedentes de las ramificaciones de las arterias renales, que forman las venas renales para devolver la sangre al corazón. La orina se forma en la nefrona a partir de un filtrado inicial, cuya composición se modifica a lo largo de los conductos renal y colector mediante diversos procesos: Filtración de la sangre: ocurre cuando el plasma, con solutos y pocas proteínas, entra en la nefrona a través de la cápsula de Bowman en el glomérulo. Reabsorción tubular: recupera sustancias útiles del filtrado en las regiones proximal y distal, como agua, glucosa, aminoácidos, vitaminas e iones en las regiones proximal y distal, ajustándose a los niveles de iones en la sangre para mantener la homeostasis. Secreción tubular: paso de sustancias por transporte activo en el túbulo contorneado distal, aumentando la concentración de la orina. Ósmosis: en la rama descendente del asa de Henle y los tubos colectores recupera agua aprovechando el gradiente de concentración en la médula renal, siendo esencial para mantener la homeostasis. Guía 3  GUÍA 4 - REINO VEGETAL > TAXONOMÍA: La ciencia dedicada a la clasificación de los seres vivos. (Carl Linneo) > TIPOS ➔ BRIOFITAS: (NO VASCULARES): - Con rizoides, cauloides y filoides análogos a la raíz, tallos y hojas de las vasculares. - Ambientes húmedos. - Colonizan superficies rocosas. - Hepáticas, Musgos, Antoceros. ➔ CORMOFITAS (VASCULARES): - Tejidos conductores. PTERIDOFITAS: ESPERMAFITAS: - SIN SEMILLAS, ni flores, ni frutos. - CON SEMILLAS. - Con raíz y tallo subterráneo. - Raíz, Tallo, Hojas y Flores. - Ambientes húmedos. - Adaptadas al medio terrestre. - SI ESPORAS. - Helechos, Equisetos. - GIMNOSPERMAS: - SIN FRUTOS. - Pino, Ciprés. - ANGIOSPERMAS: - CON FRUTOS - Monocotiledóneas, Dicotiledóneas. - Tulipanes, Rosal, Fresas. > NUTRICIÓN VEGETAL Autótrofas: Más abundantes, por la fotosíntesis producen materia orgánica a partir de la inorgánica. (fotoautótrofo). Heterótrofas: Carecen de cloroplasto, no hay fotosíntesis, absorben nutrientes por la savia de las plantas a las que parasitan. - Procesos implicados: Incorporación de los nutrientes: La materia inorgánica pasa a las células mediante la absorción. Intercambio gaseoso: A través de estructuras respiratorias hay intercambio de O2 y CO2, esenciales para el metabolismo celular. Distribución de nutrientes a través de un sistema de transporte: - Vasos leñosos: XILEMA - Vasos cribosos: FLOEMA Metabolismo: Los nutrientes son transformados en sustancias aprovechables. Excreción: Sustancia de desechos producidas durante el metabolismo. 1. Nutrición en las plantas no vasculares o briofitas Tejidos y órganos menos desarrollados, con estructura talofítica. Carecen de sistema vascular, raíz, tallos y hojas. La absorción de nutrientes se da en toda la superficie de la planta 2. Nutrición en las plantas vasculares fotosintéticas Con estructura cormofítica, presentan: - Órganos especializados en la absorción (Raíz), transporte (Tallo) y fotosíntesis (Hojas). - Tejidos conductores: Xilema y Floema Adaptaciones para la obtención de nutrientes - Asociación con hongos y asociación con bacterias fijadoras de N2. - Las plantas carnívoras lo obtienen a través de los insectos que atrapan. - Parasitismo: absorben los nutrientes de la planta hospedadora. > ABSORCIÓN EN PLANTAS VASCULARES FOTOAUTÓTROFAS. Las raíces realizan la absorción del agua y sales minerales, en la zona pilífera, con los pelos radicales: prolongaciones de las células epidérmicas para aumentar la superficie de contacto. El agua y las sales pueden entrar en la raíz y alcanzar el xilema a través de dos vías: - El agua atraviesa la raíz por ósmosis y las sales por transporte activo. Tienen canales que conectan el citoplasma de células. - El agua y las sales disueltas atraviesan la epidermis de la raíz por poros. Van hasta la endodermis donde se impide que los iones entren en ella y lleguen al xilema. > INTERCAMBIO GASEOSO Necesitan O2 para la respiración y CO2 para fabricar moléculas orgánicas.Absorben CO2 y emiten O2. ¿Dónde? En la epidermis de las hojas, en el envés. Las plantas vasculares fotosintéticas hacen la entrada de gases por los estomas. Formados por dos células oclusivas que por su turgencia se abren y cierran. ¿Cómo? Dos células oclusivas que por su turgencia se abren y cierran, (ósmosis). El movimiento de agua depende de la concentración de K+ en estas células. - Estoma cerrado: Cuando pierden agua se vuelven flácidas y el estoma se cierra. - Estoma abierto: Llega agua procedente de las células vecinas se vuelven turgentes y sus paredes hacen una forma arriñonada, se abre el estoma y los gases entran. Los cambios en la concentración de k+ están regulados por diferentes factores: Luz (abiertos), Temperatura (cerrados), Concentración de CO2 (abiertos). > TRANSPORTE DE NUTRIENTES El sistema vascular está formado por vasos conductores, que forman el xilema y el floema, y transportan sustancias necesarias para la nutrición. Transporte savia bruta ¿Qué es la savia bruta? Xilema Conjunto de agua y sales minerales que llegan desde las raíces hasta el xilema.  Formada por células muertas (lignina), polímero que ayuda a la rigidez del tallo. Transporta la savia bruta en sentido ascendente El ascenso de la savia bruta requiere varios mecanismos: Transpiración (más importante): Pérdida de vapor de agua a través de los estomas. Tiene presión negativa que produce la succión del agua hacia las hojas. Presión radicular: En la raíz se genera una presión positiva, por el agua que entra por los pelos radicales, al ser presión negativa hace que la savia se desplace hacia arriba para compensar la diferencia de presión. (Capilaridad) Cohesión y adhesión de las moléculas de agua: Los puentes de hidrógeno unen las moléculas entre sí (Cohesión) y con las paredes del xilema (Adhesión). Transporte Savia Elaborada ¿Qué es la savia elaborada? Floema Se obtiene tras la fotosíntesis y es transportado por Formado por células alargadas en fila. Tabiques el floema, compuesto por: Agua, Glucosa, sacarosa perforados -> tubos cribosos. Desde las hojas hasta y Otros nutrientes. las partes necesarias. (Doble dirección). Procesos: -Transporte de azúcares y otros compuestos hacia los vasos cribosos del floema. -Flujo de agua desde el xilema hacia el tubo criboso por un aumento de azúcares mediante ósmosis. -Desplazamiento de la savia elaborada debido a la presión positiva. -Transporte activo de compuestos orgánicos desde el floema a las células absorbentes (raiz). > FOTOSÍNTESIS Proceso por el cual se transforma materia inorgánica en orgánica, usa energía solar. En las hojas, dentro de los cloroplastos que contienen tilacoides. Fase luminosa: (En la membrana externa de los tilacoides) Captación de energia solar: Por la clorofila, pigmento de la membrana de los tilacoides y almacenamiento de energia química en molecula de ATP. Fotólisis del agua: La molécula de agua se rompe y libera O2. Fase oscura: no necesita luz pero si depende de la fase luminosa. En el estroma del cloroplasto. Ocurre el ciclo de Calvin, los productos de la fase luminosa se utilizan para la formación de glucosa. Factores que influyen en la fotosíntesis: Concentración de CO2. Si es alta, tiene un mayor rendimiento de la fotosíntesis. Concentración de O2. Si es alta, menor rendimiento, disminuye la fotorrespiración y se fija más CO2. Escasez de agua. Su escasez disminuye el rendimiento fotosintético. Temperatura. Tiempo de iluminación. Unas cuantas más horas de luz, mayor rendimiento fotosintético. Otras necesitan períodos nocturnos. Intensidad luminosa. Importancia: Transforman la energia de la luz en energía química. Produce biomoléculas orgánicas imprescindibles para la vida en la Tierra. Produce O2, hace posible la respiración de los seres y permite la capa de ozono O3 que protege de la radiación UV. > EXCRECIÓN Y SECRECIÓN DE SUSTANCIAS Son procesos que ocurren en paralelo. Como su tasa metabólica es menor que la de los animales, la cantidad de sustancias de desecho es muy baja. Sólidas: pueden ser cristales de oxalato cálcico que actúan como mecanismo de defensa. Líquidas: Aceites esenciales: (menta, lavanda), resinas: (aislantes) y látex. Gaseosas: CO2 y etileno. Útil para acelerar procesos. Reutilizados en procesos anabólicos: concretamente el H2O y el CO2 se emplean para realizar la fotosíntesis. Los desechos no siempre salen al exterior, acumulándose en vacuolas o espacios intercelulares. > LA FUNCIÓN DE RELACIÓN CON SU ENTORNO Las plantas responden a estímulos, adaptándose para sobrevivir y crecer. Tropismos: Respuestas del crecimiento hacia o en contra del estímulo. - Fototropismo: Crecimiento hacia la luz. - Geotropismo: Crecimiento a favor (Raíz) o en contra de la gravedad (tallos). Nastias: Movimientos temporales y reversibles independiente a la dirección del estímulo. - Fotonastia: el estímulo es la luz (girasoles). Hormonas vegetales: Coordinan las respuestas: - Auxinas: Promueven el crecimiento de tallos y raíces. - Etileno: Acelera la maduración de los frutos y la caída de las hojas. > CICLO BIOLÓGICO DE LAS BRIOFITAS El gametofito es la generación dominante y el esporofito vive sobre el gametofito. Generación Haploide: 1. En el esporangio, tiene lugar la meiosis, que origina esporas haploides. 2. El esporangio se abre libera esporas, que originan protonemas, que desarrolla el gametofito. 3. Los gametofitos poseen gametangios. Los gametangios femeninos producen oosferas, y los masculinos producen anterozoides. Generación Diploide: 4. En el gametangio femenino, tiene lugar la fecundación, necesita agua en la que se desplazan los anterozoides. La fecundación origina un cigoto diploide. 5. A partir del cigoto, se desarrolla un esporofito diploide. > CICLO BIOLÓGICO DE LAS PTERIDOFITAS Gametofitos y esporofitos independientes, ya que cuando se desarrolla el esporofito el otro muere. Generación haploide: 1. En el esporangio, tiene lugar la meiosis, que origina esporas haploides. 2. El esporangio se abre y libera esporas, que originan el gametofito haploide. 3. El prótalo posee arquegonios y anteridios que producen oosferas y anterozoides. Generación diploide: 4. Los anterozoides van al arquegonio, en el que ocurre la fecundación, creando un cigoto 2n. 5. A partir del cigoto, se desarrolla el esporofito diploide, de vida independiente. > CICLO BIOLÓGICO DE UNA GIMNOSPERMA 1. En los conos se originan esporas(n): microsporas masc y megasporas fem. (meiosis). 2. Las microsporas masc crean granos de polen donde se generan los gametos masculinos. Las megasporas fem desarrollan gametofitos fem que crean los arquegonios, cada uno tiene una oosfera. 3. Polinización: los granos de polen alcanzan el cono femenino por el aire. 4. La fecundación crea un embrión (2n) dentro de una semilla. Esta se forma a partir del tejido del gametofito, que rodea al embrión en desarrollo, y es un tejido nutritivo (endospermo). 5. La semilla adquiere una cubierta protectora y una plúmula que ayuda a la dispersión por el viento. 6. La germinación de la semilla origina un nuevo esporofito, cerrando el ciclo. > CICLO BIOLÓGICO ANGIOSPERMA 1. Por la meiosis se forman microsporas, en los estambres, y megasporas, en el ovario. 2. Las microsporas crean granos de polen y las megasporas el gametofito fem y forman gametos. 3. Polinización: los granos de polen alcanzan el estigma de una flor. 4. Se forma el tubo polínico, que va hasta el ovario, donde se hace la fecundación. 5. Tras la fecundación, se originan un cigoto (2n) y el endospermo (3n), resultante de la unión de los dos núcleos polares con un gameto masc. 6. Se forma la semilla, que originará un esporofito (2n), con raíz, tallo, hojas, flores y frutos. > POLINIZACIÓN Proceso de transferencia del polen desde los estambres hasta el estigma. - Autopolinización, polinización cruzada (otra planta, misma especie) En función del agente polinizador: - Anemófila: Con flores simples, poco atractivas y las flores masc se agrupan formando amentos que desprenden el polen por el viento. - Zoófila:Presentan atractivos para los animales (Abejas). - Higrófila: Agua. > LA DOBLE FECUNDACIÓN DE LOS ANGIOSPERMAS Intervienen dos gametos masc, uno fecunda el óvulo, creando el cigoto y el otro se une a los dos núcleos polares del gametofito, para crear el endospermo. > SEMILLA Y FRUTO - En las espermatofitas el embrión está dentro de la semilla y le da nutrientes y protección. -Las semillas pueden presentar uno o dos cotiledones. -Las semillas están escondidas hasta que germinan. -Los nutrientes necesarios se almacenan en el endospermo. -El fruto deriva del ovario de la flor fecundada y en su interior contiene semillas. Protege las semillas y contribuye en el traslado hasta donde germina. > MECANISMOS DE DISEMINACIÓN DE SEMILLAS Y FRUTOS - Dispersión por viento a través de una estructura alada de la semilla o fruto (Diente de león) - Dispersión por el agua, los frutos flotan (coco) - Dispersión por animales. Ingieren las semillas y las expulsan o quedan adheridas a su pelaje. Gimnospermas -> el viento y animales. Angiospermas -> más diversidad. > GERMINACIÓN (desarrollo del embrión de una espermafita) 3 fases: - Hidratación: Se absorbe agua para activar el metabolismo. - Germinación: Los cambios metabólicos provocan la formación de la plántula. - Crecimiento: El embrión crece y rompe la cubierta de la semilla y surge la radícula. 2 tipos: - Los cotiledones emergen del suelo. Luego los cloroplastos los transforman en órganos fotosintéticos. (semillas de judía) - Los cotiledones están muy enterrados. El hipocótilo es muy corto. Luego el epicótilo se alarga y aparecen las primeras hojas. (semillas de haba)