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8<br />

Nervio<br />

Ampolla de Lorenzini<br />

La función de relación de los <strong>animales</strong>.<br />

Receptores y efectores<br />

Poros<br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

5<br />

Los estímulos y las respuestas<br />

Los órganos de los sentidos<br />

en invertebrados<br />

Los órganos de los sentidos<br />

en vertebrados<br />

La respuesta motora.<br />

El aparato locomotor<br />

La respuesta secretora.<br />

Las glándulas<br />

Para cualquier animal, percibir el medio<br />

que le rodea y poder responder<br />

a sus características y a los cambios<br />

que se producen en él, es una de sus funciones<br />

más básicas. Es importante para<br />

su supervivencia, para su alimentación,<br />

para su reproducción, etc.<br />

Percibir el medio se realiza gracias<br />

a las estructuras sensoriales, entre<br />

las que se encuentran los órganos<br />

de los sentidos. Aunque los más conocidos<br />

son los cinco que poseemos las personas,<br />

no son los únicos; existe una enorme variedad<br />

de estructuras sensitivas en el reino animal.


Descubren el origen del sexto sentido de los tiburones<br />

Un equipo de investigadores de las universidades de Florida y Luisiana (EE. UU.)<br />

ha descubierto, en marzo de 2006, cómo se desarrolla el sentido por el que los tiburones pueden<br />

detectar campos eléctricos.<br />

El tiburón gato manchado<br />

(Scyliorhinus canicula) es<br />

uno de los pocos <strong>animales</strong><br />

con capacidad electrosensorial.<br />

Un equipo de investigadores<br />

ha identificado un<br />

conjunto de células embrionarias,<br />

denominadas cresta<br />

neural, como el origen de esta<br />

capacidad.<br />

Los investigadores han<br />

analizado tiburones gato y<br />

han observado que, durante<br />

el proceso de desarrollo<br />

embrionario, ciertas células<br />

de la cresta neural se desplazan<br />

hacia la cabeza del tiburón,<br />

donde forman pequeños<br />

órganos llamados ampollas<br />

Diario de la Ciencia<br />

de Lorenzini, que son canales<br />

llenos de gelatina, abiertos<br />

en un poro de la piel del<br />

hocico.<br />

Estos órganos permiten a<br />

los tiburones percibir campos<br />

eléctricos tan débiles como<br />

el producido por la contracción<br />

de un músculo.<br />

Gracias a ello, pueden detectar<br />

las señales eléctricas generadas<br />

por presas escondidas<br />

en la arena del fondo<br />

oceánico. Además, les<br />

permite orientarse durante<br />

las grandes migraciones,<br />

ya que también pueden detectar<br />

el campo magnético terrestre.<br />

Recuerda y contesta<br />

Gracias a la función de relación, los organismos perciben<br />

estímulos y responden a ellos.<br />

Se considera estímulo a todo aquello que provoque<br />

una respuesta por parte de un ser vivo.<br />

Los <strong>animales</strong> pueden responder frente a un estímulo<br />

por medio de un movimiento (respuesta motora)<br />

o de la secreción de alguna sustancia (respuesta secretora).<br />

F<br />

F<br />

F<br />

Pon varios ejemplos de estímulos.<br />

Explica que respuesta puede tener un animal frente<br />

a cada uno de los estímulos de la cuestión anterior.<br />

La producción de sudor es una respuesta frente<br />

a un estímulo. Nombra un estímulo que pueda producir<br />

esta respuesta. ¿Se trata de una respuesta motora<br />

o secretora? ¿Qué tipo de secreción es?<br />

La función de relación de los <strong>animales</strong>. Receptores y efectores<br />

147


1<br />

Los estímulos y las respuestas<br />

La capacidad de reaccionar ante estímulos constituye la base de la función de relación.<br />

La facultad de percibir estímulos se denomina sensibilidad. Los <strong>animales</strong><br />

pueden tener sensibilidad frente a estímulos físicos y químicos. Además estos estímulos<br />

pueden provenir tanto del exterior como del interior del propio organismo.<br />

El conjunto de respuestas que un animal desarrolla frente a los estímulos, principalmente<br />

externos, constituye el comportamiento.<br />

Por otro lado, las respuestas a determinados estímulos, principalmente internos,<br />

son las responsables de la homeostasis*, gracias a la cual los organismos se acomodan<br />

y adaptan a los cambios.<br />

1.1. Receptores<br />

Los receptores del dolor son terminaciones<br />

nerviosas libres, distribuidas por todo<br />

el cuerpo de los <strong>animales</strong>, interna<br />

y externamente. En general se denominan<br />

nociceptores y son sensibles a cualquier<br />

estímulo que sobrepase una determinada<br />

intensidad.<br />

*Homeostasis: Tendencia de cualquier<br />

sistema biológico a mantenerse<br />

en equilibrio dinámico mediante<br />

el funcionamiento de sistemas<br />

reguladores.<br />

*pH: Característica química<br />

de una sustancia, que informa sobre su<br />

grado de acidez o basicidad. Los valores<br />

de pH menores de 7 corresponden<br />

a ácidos; los valores mayores<br />

de 7, a bases, y un valor de pH igual a 7<br />

corresponde a una sustancia neutra.<br />

En los <strong>animales</strong>, las estructuras encargadas de recibir los estímulos se llaman receptores.<br />

Por tanto, los receptores son los que obtienen la información de las condiciones<br />

de su entorno y de las condiciones internas del animal, manteniéndolo informado<br />

de su estado y situación.<br />

Los receptores pueden estar formados por una o varias células especializadas. Los<br />

más sencillos son simples terminaciones nerviosas o células aisladas, especializadas<br />

y en contacto directo con neuronas.<br />

En otras ocasiones, los receptores se encuentran situados en estructuras más complejas<br />

que facilitan la recepción de los estímulos y protegen a los elementos receptores.<br />

En estos casos constituyen los órganos de los sentidos.<br />

Los receptores se pueden clasificar de muchas formas. Dependiendo de la procedencia<br />

del estímulo que capten pueden ser:<br />

• Exterorreceptores. Son aquellos que captan información proveniente del medio<br />

externo del animal.<br />

• Interorreceptores. Son sensibles a informaciones del interior del organismo.<br />

A su vez se pueden clasificar en:<br />

– Propiorreceptores. Informan sobre la postura, la tensión muscular, etc. Se<br />

encuentran distribuidos en los músculos, tendones y articulaciones.<br />

– Viscerorreceptores. Informan de la actividad visceral y los cambios en<br />

el medio interno, por ejemplo, variaciones de temperatura, pH* o concentración<br />

de gases (O 2 y CO 2 ). Se localizan diseminados por todo el organismo.<br />

En función del estímulo al que son sensibles, se diferencian:<br />

• Quimiorreceptores. Son sensibles a estímulos de naturaleza química. Por<br />

ejemplo, receptores olfativos y gustativos.<br />

• Termorreceptores. Informan sobre variaciones de temperatura. Por ejemplo,<br />

los corpúsculos de Krause y los de Ruffini de la piel de vertebrados.<br />

• Fotorreceptores. Detectan estímulos luminosos. Por ejemplo, receptores de la<br />

visión.<br />

• Mecanorreceptores. Son sensibles a estímulos mecánicos tales como variaciones<br />

de presión, roces, sonidos, etc. Por ejemplo, receptores del tacto y la<br />

audición.<br />

Todos los receptores se caracterizan por su alta especificidad, es decir, que cada<br />

receptor es sensible únicamente a un estímulo determinado, mientras que no es<br />

capaz de percibir otros tipos de estímulos.<br />

148 Unidad 8


F<br />

1.2. Percepción<br />

Cuando un animal recibe un estímulo a través de un receptor, este lo transforma<br />

en una señal nerviosa que es enviada a un centro nervioso. En estos centros, las<br />

señales nerviosas son procesadas y se interpreta la información que llevan, por<br />

tanto, es en los centros nerviosos donde se perciben las sensaciones captadas<br />

por medio de los receptores.<br />

Así, por ejemplo, es el oído el que recibe el estímulo auditivo (onda sonora), pero<br />

son los lóbulos temporales del cerebro los que interpretan la señal que reciben a<br />

través del nervio auditivo. De esta forma, son los lóbulos temporales los que interpretan<br />

la información y perciben las sensaciones auditivas.<br />

1.3. Efectores<br />

Una vez que el centro nervioso correspondiente ha recibido e interpretado la información,<br />

la procesa y elabora una respuesta adecuada al tipo de estímulo percibido.<br />

Aunque algunos estímulos no implican ninguna respuesta por parte del animal,<br />

muchos de ellos hacen que el animal responda de alguna manera.<br />

Cuando el animal responde a un estímulo, los centros nerviosos envían una señal,<br />

en forma de impulso nervioso, a través de los nervios, hacia los órganos efectores,<br />

que son los encargados de llevar a cabo la respuesta.<br />

La respuesta de un animal puede ser de dos tipos:<br />

• Respuesta motora. Implica un movimiento. Los órganos efectores de este tipo<br />

de respuestas son los músculos, que se contraen o relajan cuando reciben un<br />

impulso nervioso. Esta contracción o relajación provoca el movimiento de alguna<br />

parte del animal.<br />

• Respuesta secretora. Implica la secreción de alguna sustancia. Los órganos<br />

efectores son las glándulas, que se encargan de producir y secretar diferentes<br />

sustancias químicas cuando reciben los impulsos nerviosos correspondientes.<br />

Estímulo<br />

Luz intensa.<br />

Receptor<br />

El ojo capta<br />

el estímulo.<br />

Centro nervioso<br />

El cerebro percibe el estímulo<br />

y elabora la respuesta<br />

adecuada.<br />

La ceguera puede estar causada<br />

por una disfunción en los ojos, los órganos<br />

de recepción del estímulo visual,<br />

por una afección en el área del cerebro<br />

encargada de interpretar la información<br />

o por una disfunción del nervio óptico.<br />

Efector múscular<br />

Los músculos<br />

cierran los<br />

párpados.<br />

F<br />

Efector glándular<br />

Las glándulas<br />

producen<br />

lágrimas.<br />

F<br />

Actividades<br />

1<br />

2<br />

¿Qué tipo de respuestas están más <strong>relacion</strong>adas con el comportamiento, las motoras<br />

o las glandulares? ¿Y con la homeostasis?<br />

La ceguera puede ser debida a una malformación del ojo o a un fallo del cerebro.<br />

¿Puede haber alguna otra causa, <strong>relacion</strong>ada con la forma de enviar la información?<br />

La función de relación de los <strong>animales</strong>. Receptores y efectores<br />

149


Cnidario<br />

2<br />

Los órganos de los sentidos<br />

en invertebrados<br />

Platelminto<br />

Fotorreceptores<br />

Mancha ocular<br />

Los órganos de los sentidos son estructuras, más o menos complejas, que agrupan<br />

los receptores correspondientes a un determinado tipo de estímulo. Algunos<br />

órganos de los sentidos, principalmente los más evolucionados, tienen estructuras<br />

anexas que cumplen una doble función: por un lado, facilitan y matizan la<br />

percepción de los estímulos y, por otro, protegen a los receptores.<br />

2.1. Órganos de la visión<br />

Gasterópodo<br />

Ocelo<br />

Copa<br />

ocular<br />

Cristalino<br />

Son los órganos en los que se agrupan los fotorreceptores. Los más sencillos se encuentran<br />

en los cnidarios y son simples manchas oculares localizadas en la superficie<br />

del animal. Algo más complejas son las copas oculares características de los<br />

platelmintos.<br />

Los anélidos y algunos gasterópodos, como los caracoles, presentan órganos de la visión<br />

algo más complejos, tipo ocelo, en los que los fotorreceptores se agrupan en una<br />

pequeña cavidad con un cristalino, aunque todavía carecen de estructuras anexas.<br />

En los artrópodos es característica la presencia de dos tipos de ojos:<br />

• Ocelos. Su número es variable y son muy sencillos. Son sensibles únicamente a<br />

las variaciones en la intensidad de la luz.<br />

• Ojos compuestos. Están formados por la unión de muchas estructuras simples<br />

repetidas. Cada una de estas estructuras simples se denomina omatidio. La visión<br />

que ofrece este tipo de ojo recibe el nombre de visión en mosaico y es la<br />

suma de lo que se recibe en todos los omatidios.<br />

En los crustáceos se presentan dos ojos compuestos localizados sobre pedúnculos<br />

móviles.<br />

Ojo<br />

compuesto<br />

Omatidio<br />

Lente<br />

Células<br />

retinulares<br />

Células<br />

pigmentarias<br />

Los cefalópodos tienen ojos en cámara muy<br />

parecidos a los de vertebrados. Está formado<br />

por un globo ocular en cuyo fondo se agrupan<br />

los fotorreceptores, que son de dos tipos:<br />

conos y bastones. Son sensibles tanto a la intensidad<br />

de la luz como a sus diferentes longitudes<br />

de onda. Es decir, son capaces de<br />

percibir luces y sombras y también colores.<br />

Tienen un cristalino rígido y un iris que regula<br />

la cantidad de luz que entra. Algunas especies<br />

presentan dos tipos de ojos, uno adaptado<br />

a la luz solar y otro a la bioluminiscencia.<br />

Los omatidios de los ojos compuestos<br />

se aprecian como facetas poligonales<br />

de una estructura en mosaico.<br />

2.2. Órganos de la audición<br />

Son los órganos que agrupan los receptores de ondas sonoras, un tipo de mecanorreceptores.<br />

En los invertebrados se encuentran los órganos timpánicos, característicos<br />

de los insectos. Estos órganos derivan de las aberturas traqueales correspondientes<br />

al sistema respiratorio de estos <strong>animales</strong>.<br />

Están formados por una membrana que vibra cuando recibe las ondas sonoras. Los<br />

receptores reciben esta vibración y envían la información al cerebro del insecto.<br />

La localización de los órganos timpánicos varía de unos insectos a otros. En las moscas<br />

se encuentran en las antenas; en los escarabajos, en la pared del abdomen; en las<br />

mariposas, en el tórax; en los saltamontes, en las patas; en las abejas, en las alas; etc.<br />

150 Unidad 8


2.3. Órganos del equilibrio<br />

Los órganos del equilibrio agrupan mecanorreceptores que informan sobre la posición<br />

del animal y sus variaciones. Se denominan estatocistos y se encuentran<br />

en todos los grupos de invertebrados de vida libre, a partir de los cnidarios.<br />

Los estatocistos están constituidos por una cavidad hueca, tapizada internamente<br />

por células receptoras, provistas de cilios hacia el interior. Dentro de la cavidad<br />

se encuentra una pequeña estructura esférica de cristales o masas calcáreas, llamado<br />

estatolito, que se mueve libremente.<br />

El movimiento de la esfera cristalina, o las masas calcáreas, es detectado por las células<br />

receptoras, gracias a la presión ejercida sobre los cilios internos. El mensaje<br />

es transmitido por los nervios hacia los centros nerviosos y, de este modo, el animal<br />

permanece informado sobre su estado de equilibrio y movimiento, lo que le<br />

permite orientarse y desplazarse.<br />

Su localización es variada en los diferentes grupos de invertebrados. En las medusas<br />

se localizan en el borde de la umbrela*; en los moluscos, cerca de los ojos; en<br />

la mayoría de los artrópodos, en las antenas; etc.<br />

2.4. Órganos del gusto y del olfato<br />

Estos dos sentidos están muy inter<strong>relacion</strong>ados. En ambos casos, los receptores<br />

son sensibles a sustancias químicas que se encuentran en el medio.<br />

Todos los invertebrados presentan quimiorreceptores, incluso los cnidarios más<br />

sencillos, en los que aparecen dispersos por la superficie corporal.<br />

Los receptores del gusto se localizan, en general, próximos a las estructuras bucales<br />

y se <strong>relacion</strong>an con la función de nutrición.<br />

Los receptores olfativos tienen una localización más variada, ya que están <strong>relacion</strong>ados<br />

con varias funciones, como el apareamiento (reproducción), la captura de<br />

presas (alimentación), el reconocimiento del territorio (relación), e incluso con la<br />

comunicación entre individuos de la misma especie.<br />

2.5. Órganos del tacto<br />

Estos órganos agrupan receptores de varios tipos: térmicos, mecánicos, químicos,<br />

nocirreceptores…<br />

En general, estos receptores no se agrupan en órganos concretos, y corresponden a<br />

neuronas poco diferenciadas distribuidas por todo el cuerpo del animal. A pesar<br />

de esto, en algunos grupos destaca la función táctil de determinados órganos, por<br />

ejemplo, los tentáculos de los moluscos y los palpos de los artrópodos. Algunos<br />

insectos, como las hormigas, y algunos crustáceos, como los cangrejos, tienen<br />

muy desarrollado este sentido también en sus antenas.<br />

En los moluscos existen unas células quimiorreceptores y táctiles, localizadas en la<br />

superficie de los tentáculos, mediante las cuales pueden determinar ciertas características<br />

químicas del agua. En los nautilos estas células están agrupadas en un<br />

órgano especial de su cavidad paleal, denominado osfradio.<br />

Cilios<br />

Células<br />

receptoras<br />

Estatolito<br />

Fibras<br />

nerviosas<br />

*Umbrela: Cuerpo en forma de paraguas<br />

de las medusas.<br />

Las antenas de las mariposas están formadas<br />

por una serie de anillos recubiertos<br />

de hoyuelos, donde se encuentran<br />

los receptores de los sentidos del tacto<br />

y del olfato. Además proporcionan equilibrio<br />

y orientación en el vuelo.<br />

Actividades<br />

3<br />

4<br />

Haz una relación de diferentes órganos de los sentidos que se puedan encontrar<br />

en un artrópodo.<br />

¿Qué grupo de invertebrados presenta unos ojos más parecidos a los de vertebrados?<br />

Describe su estructura.<br />

La función de relación de los <strong>animales</strong>. Receptores y efectores<br />

151


3<br />

Los órganos de los sentidos<br />

en vertebrados<br />

*Visión estereoscópica: Tipo de visión<br />

que permite distinguir las distancias<br />

a las que se encuentran los objetos.<br />

Se produce gracias a que las<br />

informaciones que recibe el cerebro<br />

de cada ojo son diferentes. Esto permite<br />

al cerebro una percepción de las<br />

imágenes en tres dimensiones (3D).<br />

Los órganos de los sentidos de los vertebrados son estructuras más complejas<br />

que las correspondientes a los invertebrados. El proceso de cefalización de los<br />

vertebrados ha implicado que la mayoría de los órganos de los sentidos se localicen<br />

en la cabeza.<br />

3.1. Órganos de la visión<br />

En los vertebrados, los fotorreceptores se agrupan en ojos de tipo cámara, localizados<br />

a ambos lados de la cara.<br />

El ojo en cámara está formado por el globo ocular y los órganos anexos. La estructura<br />

del globo ocular es muy similar en todos los grupos de vertebrados.<br />

Humor vítreo<br />

Cristalino<br />

Nervio<br />

óptico<br />

Córnea<br />

Pupila<br />

Humor<br />

acuoso<br />

Retina<br />

Coroides<br />

Los ojos en posición lateral permiten<br />

un amplio campo de visión.<br />

Iris<br />

Esclerótica<br />

Los ojos en posición frontal aumentan<br />

el área de visión estereoscópica.<br />

Los ojos de los peces son los más sencillos y carecen de párpados. Los de los anfibios<br />

son parecidos, aunque sí tienen párpados.<br />

En los reptiles existen glándulas lacrimales que mantienen húmedo el globo<br />

ocular. La capa esclerótica está endurecida y en la retina se acumulan conos y<br />

bastones. Presentan dos párpados horizontales y una membrana nictitante<br />

transparente (tercer párpado), que se encuentra entre los párpados y el ojo, se<br />

pliega perpendicularmente a los otros párpados y protege la córnea. En las serpientes,<br />

los párpados están soldados, por lo que no parpadean.<br />

En las aves, la vista está muy desarrollada. Su agudeza visual se debe a la presencia<br />

de zonas con una gran concentración de fotorreceptores (fóveas) en la retina.<br />

Muchas aves tienen los ojos en posición lateral, lo que les permite tener un amplio<br />

campo de visión. En otros casos, como búhos, lechuzas, etc., los ojos se encuentran<br />

en posición frontal, lo que reduce el campo visual pero aumenta el área de visión<br />

estereoscópica*. Tienen dos párpados y membrana nictitante.<br />

Los mamíferos tienen los ojos en posición lateral, excepto en los primates que son<br />

frontales, lo que permite la visión estereoscópica. En el borde de los párpados<br />

presentan pestañas, que protegen de la entrada de partículas. Algunos mamíferos,<br />

como los felinos, tienen desarrollada la membrana nictitante.<br />

152 Unidad 8


3.2. Órganos de la audición<br />

El órgano donde se encuentran los receptores de la audición es el oído, que alcanza<br />

gran desarrollo en las aves y los mamíferos.<br />

El oído de los peces está formado únicamente por un oído interno, que detecta<br />

vibraciones del agua, donde el sonido se transmite más rápidamente que en<br />

el aire.<br />

Los anfibios presentan una cavidad timpánica, limitada exteriormente por el<br />

tímpano, y que conecta con la faringe por la trompa de Eustaquio.<br />

Los reptiles tienen un complejo oído interno y un oído medio en el que se amplifican<br />

las ondas sonoras. El tímpano conecta con el oído interno mediante una<br />

columnilla. En el caso de las serpientes no existe cavidad timpánica, por lo que<br />

realmente carecen del sentido de la audición. Algunos, como los cocodrilos, tienen<br />

además un conducto auditivo externo.<br />

Las aves tienen un sentido de la audición muy agudo. Presentan conducto auditivo<br />

externo y las trompas de Eustaquio conectan con el paladar.<br />

En los mamíferos, por fuera del conducto auditivo externo se presentan pabellones<br />

auriculares (orejas), que son expansiones externas que ayudan a localizar la<br />

procedencia del sonido. En muchas especies, las orejas son orientables.<br />

Los anfibios carecen de pabellón auditivo.<br />

Órgano de Corti<br />

Oído<br />

externo<br />

Oído<br />

medio<br />

Oído<br />

interno<br />

Canales<br />

semicirculares<br />

Caracol<br />

Nervio<br />

Otolito<br />

Canal<br />

coclear<br />

Crestas<br />

Sáculo<br />

y utrículo<br />

Endolinfa<br />

Células<br />

ciliadas<br />

Pabellón<br />

auditivo<br />

Conducto<br />

auditivo<br />

externo<br />

Tímpano<br />

Trompa<br />

de Eustaquio<br />

Células<br />

ciliadas<br />

3.3. Órganos del equilibrio<br />

Este órgano se encuentra en el oído interno. Su mayor complejidad se da en mamíferos,<br />

en los que está formado por los canales semicirculares y los órganos<br />

otolíticos: sáculo y utrículo.<br />

Los canales semicirculares son tres conductos en cuyo interior hay crestas con células<br />

ciliadas sensibles al movimiento de la endolinfa que rellena el interior. Informan<br />

sobre los movimientos de giro de la cabeza.<br />

El sáculo y el utrículo son cavidades, tapizadas por células ciliadas receptoras, en<br />

cuyo interior hay esferitas calcáreas (otolitos) que se mueven junto con la endolinfa.<br />

Informan sobre el equilibrio del cuerpo y sus movimientos.<br />

Actividades<br />

5<br />

6<br />

¿Tendrías visión estereoscópica<br />

si solo utilizaras un ojo?<br />

¿Tienen orejas los mamíferos<br />

acuáticos? Explica cuál puede<br />

ser la causa.<br />

La función de relación de los <strong>animales</strong>. Receptores y efectores<br />

153


En los reptiles, la lengua integra receptores<br />

gustativos y táctiles. Además, la utilizan para<br />

captar las partículas del aire e introducirlas<br />

en la boca, donde estimulan los receptores<br />

olfativos.<br />

3.4. Órganos del gusto y del olfato<br />

En los vertebrados, el sentido del gusto y el del olfato están íntimamente ligados,<br />

especialmente en los <strong>animales</strong> terrestres, en los que las sensaciones gustativas se<br />

complementan con las olfativas, dado que los receptores del gusto y del olfato<br />

se encuentran muy próximos, en cavidades interconectadas.<br />

Los quimiorreceptores del gusto se agrupan en los botones gustativos, que deben<br />

permanecer húmedos, ya que las sustancias químicas a las que son sensibles estos<br />

receptores deben estar en disolución.<br />

En los peces, los botones gustativos se encuentran en muchas partes del animal:<br />

boca, faringe, aletas y barbas. En el resto de vertebrados se localizan en el interior<br />

de la boca y en la lengua, que están permanentemente húmedas, gracias a la saliva.<br />

Los quimiorreceptores del olfato se encuentran en el interior de las cavidades nasales,<br />

localizados sobre la mucosa que está en contacto directo con el medio (aire<br />

o agua) en el que vive el animal.<br />

Los peces poseen una única cavidad, cubierta internamente por receptores, que<br />

comunica con el exterior a través de poros. El resto de vertebrados posee dos fosas<br />

nasales, conectadas al exterior por dos orificios, a través de los cuales inhalan<br />

el aire que necesitan para la respiración. El interior de las fosas nasales está<br />

tabicado y cubierto por una mucosa, llamada pituitaria, que es de dos tipos:<br />

roja, encargada de filtrar, calentar y humedecer el aire, y amarilla, localizada en<br />

la zona superior y que agrupa los quimiorreceptores. Los receptores envían los<br />

mensajes al bulbo olfatorio que lo transmite al nervio olfatorio y a través de él<br />

hasta el cerebro.<br />

Bulbo olfatorio<br />

Pituitaria<br />

amarilla<br />

Pituitaria<br />

roja<br />

Nervio<br />

olfatorio<br />

Papila<br />

gustativa<br />

Fosa nasal<br />

Células<br />

sensoriales<br />

Botón<br />

gustativo<br />

Lengua<br />

Actividades<br />

7<br />

8<br />

9<br />

Los peces viven en el agua.<br />

Explica la relación entre este hecho<br />

y que los botones gustativos<br />

se localicen en la zona externa<br />

del cuerpo.<br />

¿Qué diferencias existen entre<br />

la pituitaria roja y la amarilla?<br />

En las personas, los receptores<br />

táctiles no se distribuyen por igual<br />

en todas las partes del cuerpo.<br />

Menciona tres partes con una gran<br />

sensibilidad táctil.<br />

Fibra<br />

nerviosa<br />

3.5. Órganos del tacto<br />

Superficie<br />

de la lengua<br />

El sentido del tacto agrupa sensaciones provenientes de varios tipos de receptores:<br />

térmicos, mecánicos, químicos, nociceptores…<br />

Estos receptores se encuentran distribuidos por toda la piel del animal e informan<br />

de estímulos externos. Su distribución no es homogénea, así existen concentraciones<br />

de receptores específicos en zonas concretas del animal especializadas en determinadas<br />

sensaciones. Por ejemplo, en la piel de los labios de los mamíferos<br />

existe una alta concentración de receptores táctiles y térmicos.<br />

154 Unidad 8


3.6. Otros órganos de los sentidos<br />

Existen algunos órganos de los sentidos que son exclusivos de determinados grupos<br />

de <strong>animales</strong>. Los receptores que agrupan están <strong>relacion</strong>ados con la función<br />

que desarrollan.<br />

• Línea lateral. Es un órgano que presentan peces y larvas de anfibios. Se puede<br />

identificar como una línea longitudinal a cada lado del animal.<br />

Estas líneas están formadas por la sucesión de pequeños poros que atraviesan<br />

las escamas y conectan con un largo tubo lleno de fluido que recorre<br />

los flancos del animal, por debajo de la piel. El interior de los tubos<br />

está tapizado por células ciliadas, capaces de captar hasta las más<br />

pequeñas vibraciones del agua.<br />

Mediante este órgano, los peces y las larvas de anfibios pueden detectar<br />

las corrientes y la presión del agua, percibiendo así su posición, la<br />

profundidad a la que se encuentran, o incluso la presencia de otros<br />

<strong>animales</strong> en sus proximidades.<br />

• Foseta facial. Se trata de un órgano termosensitivo que se presenta en algunas<br />

serpientes, como la serpiente de cascabel.<br />

Está formado por dos estructuras localizadas entre los ojos y la boca. En ellas<br />

se encuentran receptores capaces de captar las radiaciones infrarrojas, es decir,<br />

el calor emitido por otros cuerpos. Esto les permite detectar la presencia de<br />

otros <strong>animales</strong> aun cuando no pueden verlos.<br />

• Ampollas de Lorenzini. Son órganos que integran receptores capaces de detectar<br />

variaciones en los campos eléctricos. Se presentan en la parte inferior del<br />

morro de determinados peces condrictios, como algunos tipos de tiburones.<br />

También se han encontrado este tipo de receptores localizados en la línea lateral<br />

de un pez del género Gymnarchus, que vive en el Nilo.<br />

Gracias a estos receptores, los <strong>animales</strong> pueden percibir las pequeñas corrientes<br />

eléctricas asociadas a la contracción muscular, lo que les permite detectar la presencia<br />

de <strong>animales</strong> ocultos.<br />

Además de estos, existen órganos de los sentidos<br />

capaces de detectar otros tipos de estímulos. Por<br />

Cerebro<br />

ejemplo, algunos <strong>animales</strong> que realizan largas<br />

migraciones son capaces de orientarse gracias a<br />

su capacidad para percibir el campo magnético<br />

terrestre.<br />

Otros <strong>animales</strong> son capaces de detectar las ondas<br />

producidas por el eco. Para ello, emiten un<br />

ultrasonido de baja frecuencia que, al chocar<br />

con un objeto, produce un eco que puede ser<br />

detectado. Esto les permite orientarse y desplazarse<br />

incluso en la oscuridad. Esta capacidad recibe<br />

el nombre de ecolocalización y la presen-<br />

Oído interno<br />

tan, por ejemplo, los murciélagos y los delfines.<br />

Actividades<br />

Escama<br />

Ultrasonido<br />

Poro<br />

Nervio<br />

Eco<br />

Canal<br />

La ecolocalización proporciona a los delfines<br />

un sistema sensorial muy preciso, gracias<br />

a su capacidad de utilizar una amplia forma<br />

de emisiones sonoras y a su sensible audición.<br />

10<br />

¿Qué le ocurriría a un pez si le taponásemos los orificios que forman la línea lateral?<br />

11 ¿Qué nombre reciben los receptores capaces de detectar campos eléctricos? ¿Qué <strong>animales</strong><br />

los presentan y dónde?<br />

La función de relación de los <strong>animales</strong>. Receptores y efectores<br />

155


4<br />

La respuesta motora.<br />

El aparato locomotor<br />

Las respuestas motoras están ligadas, básicamente, al comportamiento de los<br />

<strong>animales</strong>.<br />

Son respuestas que implican algún tipo de movimiento. Pueden ser movimientos<br />

sin desplazamiento, como cerrar los párpados, o con desplazamiento del animal,<br />

como caminar o volar. Los órganos efectores de estas respuestas son los músculos.<br />

Los músculos forman el sistema muscular que se asocia al sistema esquelético,<br />

en los <strong>animales</strong> que lo poseen, constituyendo el aparato locomotor.<br />

4.1. Sistema muscular<br />

Los anélidos son invertebrados sin esqueleto,<br />

presentan músculos cuyas contracciones<br />

hacen que el animal se desplace. El sistema<br />

es muy parecido a los movimientos<br />

peristálticos que hacen avanzar el alimento<br />

en el tubo digestivo.<br />

*Miocardio: Pared muscular que forma<br />

el corazón.<br />

El sistema muscular está formado por órganos muy similares, que son los músculos.<br />

Estos son órganos formados por tejido muscular, constituido por células alargadas<br />

llamadas fibras musculares. El citoplasma de estás células presenta gran<br />

cantidad de miofilamentos, principalmente actina y miosina, gracias a los cuales<br />

tienen capacidad contráctil.<br />

Los músculos de vertebrados e invertebrados son muy parecidos. En general se<br />

pueden clasificar en dos tipos:<br />

• Músculo estriado. En este tipo, los miofilamentos se agrupan en unidades<br />

morfológicas y fisiológicas llamadas sarcómeros, en los que la actina y la miosina<br />

se disponen formando una estriación transversal a las fibras musculares. Son<br />

músculos de contracción rápida. Se pueden diferenciar tres tipos:<br />

– Músculo esquelético de vertebrados. Son los asociados al sistema esquelético.<br />

Su contracción es rápida, voluntaria y poco resistente a la fatiga.<br />

– Músculo cardíaco. Corresponde al que forma el miocardio*. Morfológicamente<br />

es muy parecido al músculo esquelético, aunque su contracción es involuntaria<br />

y es muy resistente a la fatiga.<br />

– Músculo estriado de invertebrados. Su funcionamiento y composición es<br />

muy similar al de vertebrados, aunque presenta algunas diferencias morfológicas.<br />

La organización de los miofilamentos es muy variada y da lugar a<br />

distintos tipos de estriación, desde la más parecida al músculo estriado de<br />

vertebrados hasta un músculo de estriación oblicua, típico de algunos<br />

invertebrados. En este último, los miofilamentos se disponen formando bandas<br />

que no son perpendiculares al eje principal de la fibra muscular.<br />

• Músculo liso. Los miofilamentos no tienen la misma disposición que en el estriado,<br />

por lo que no presentan estriación aparente cuando se observan al microscopio.<br />

Su contracción es lenta, involuntaria y muy resistente a la fatiga.<br />

Constituyen la musculatura asociada a los órganos internos, como la capa muscular<br />

de los vasos sanguíneos, los músculos del estómago, del intestino, etc.<br />

Actividades<br />

12<br />

¿Por qué se denomina «músculo esquelético» al músculo estriado de vertebrados?<br />

13<br />

El sistema nervioso central controla los músculos estriados, mientras que el sistema<br />

nervioso vegetativo controla los músculos lisos. ¿Existe algún tipo de músculo estriado<br />

controlado por el sistema nervioso vegetativo?<br />

14<br />

¿Qué tipo de músculo produce los movimientos peristálticos del esófago?<br />

156 Unidad 8


4.2. Sistema esquelético<br />

El sistema esquelético constituye el componente estático del aparato locomotor,<br />

mientras el sistema muscular es la parte dinámica.<br />

Aunque los invertebrados no corresponden a un grupo con carácter taxonómico,<br />

se caracterizan por la ausencia de vértebras y muestran una gran variedad en cuanto<br />

a la presencia de esqueleto* . La mayoría no tienen sistema esquelético, aunque<br />

sí poseen estructuras duras, que pueden localizarse externa o internamente.<br />

Los poríferos tienen pequeñas espículas de espongina, que es una sustancia elástica<br />

y dura, formada por una proteína fibrilar, que les confiere cierta consistencia y<br />

mantiene la forma corporal.<br />

Los cnidarios con forma de medusa tienen el cuerpo blando, con una fina cubierta<br />

elástica, mientras muchos pólipos se recubren de una estructura calcárea externa,<br />

que en el caso de los corales puede llegar a acoger millones de individuos y<br />

alcanzar un gran tamaño.<br />

Los moluscos gasterópodos segregan desde el manto una concha externa, formada<br />

por sales cálcicas, que les protege. En general, suele estar enrollada en espiral,<br />

excepto en las babosas, que presentan una placa interna situada por encima de<br />

la cavidad respiratoria.<br />

Los moluscos bivalvos se caracterizan por presentar dos conchas o valvas articuladas,<br />

que se cierran fuertemente gracias a la acción de dos potentes músculos<br />

aductores, lo que mantiene al animal en el interior de la valvas protegido de sus<br />

depredadores.<br />

Algunos moluscos cefalópodos, como la sepia, presentan una concha interna de<br />

carácter calcáreo, denominada pluma o jibia.<br />

Estas estructuras duras de los moluscos van creciendo de forma concéntrica según<br />

aumenta el tamaño del animal.<br />

Los equinodermos, como los erizos, tienen un esqueleto interno formado por<br />

placas calcáreas duras unidas.<br />

Los artrópodos, como los insectos, presentan un esqueleto externo (exoesqueleto)<br />

que los recubre. El exoesqueleto está formado por quitina, una sustancia dura y<br />

ligera, y está constituido por unidades independientes que se articulan entre sí, lo<br />

que permite una gran movilidad al animal, mientras protege sus órganos internos<br />

y evita su desecación. En los artrópodos, los músculos se unen internamente al<br />

exoesqueleto, para realizar los movimientos de los apéndices.<br />

Los vertebrados poseen un esqueleto interno formado por estructuras duras denominadas<br />

huesos. El esqueleto está formado por tejido óseo cuya sustancia intercelular<br />

está compuesta principalmente por sales de calcio.<br />

Los peces condrictios tienen un esqueleto más blando, formado por tejido cartilaginoso,<br />

por lo que se les conoce como peces cartilaginosos.<br />

4.3. Movimientos<br />

El sistema muscular y el esquelético funcionan conjuntamente para llevar a cabo<br />

el movimiento del animal.<br />

Los huesos se unen unos a otros por las articulaciones, que en algunos casos permiten<br />

sus movimientos. Los huesos se mueven gracias a la acción combinada de<br />

los músculos.<br />

El movimiento que se realiza depende de la posición del músculo, del tipo de articulación<br />

y de otros músculos implicados. Los principales movimientos que ejecutan<br />

los músculos son: flexión, extensión, abducción, aducción, elevación, depresión,<br />

supinación y pronación.<br />

*Esqueleto: Aunque es un término<br />

ambiguo, se utiliza para designar<br />

al conjunto de piezas duras y resistentes,<br />

que pueden estar articuladas entre sí<br />

y que da consistencia y sostiene<br />

el cuerpo de los <strong>animales</strong>, protegiendo<br />

sus partes blandas.<br />

15<br />

16<br />

Músculo<br />

aductor<br />

posterior<br />

Músculo<br />

aductor anterior<br />

En los moluscos bivalvos los músculos<br />

aductores dejan una marcada señal<br />

en la zona interna de la concha donde<br />

se unen.<br />

Actividades<br />

Los erizos presentan un esqueleto<br />

por debajo de su cubierta externa.<br />

¿Por qué si tienen un esqueleto<br />

interno no se consideran<br />

vertebrados?<br />

Además de los insectos, ¿qué otros<br />

grupos de <strong>animales</strong> tienen<br />

exoesqueleto?<br />

17 ¿Qué tipo de vertebrados no tienen<br />

esqueleto óseo?<br />

La función de relación de los <strong>animales</strong>. Receptores y efectores<br />

157


5<br />

La respuesta secretora. Las glándulas<br />

Ciertas sustancias volátiles de las cebollas<br />

irritan la conjuntiva del ojo. Este estímulo<br />

provoca una respuesta secretora<br />

de las glándulas lacrimales para proteger<br />

el ojo.<br />

Las feromonas producidas por las hembras<br />

durante la época fértil atraen a los machos<br />

de su especie.<br />

Además de la respuesta motora, los <strong>animales</strong> pueden responder a un estímulo mediante<br />

la secreción de sustancias. En este tipo de respuestas, los órganos efectores<br />

son glándulas. Son respuestas ligadas, básicamente, a la homeostasis de los <strong>animales</strong>.<br />

Dependiendo de la naturaleza de las sustancias que producen y del lugar al que las<br />

vierten, se distinguen tres tipos de glándulas:<br />

• Glándulas de secreción externa. También se llaman glándulas exocrinas. Las<br />

sustancias que producen son variadas, por ejemplo, sudor, enzimas digestivas, saliva,<br />

etc. Vierten su secreción al exterior del cuerpo o a una cavidad que mantiene<br />

contacto con el exterior. Las glándulas salivales, las sudoríparas, las lacrimales y<br />

las glándulas digestivas del estómago son ejemplos de glándulas exocrinas.<br />

• Glándulas de secreción interna. También se llaman glándulas endocrinas.<br />

Las sustancias que producen son las hormonas, compuestos orgánicos formados<br />

por proteínas, lípidos, derivados de aminoácidos, etc., que regulan muchas<br />

funciones corporales. Las hormonas son vertidas a la circulación sanguínea, y<br />

efectúan su acción a distancia de donde se han producido, sobre células u órganos<br />

muy concretos, denominados órganos diana. El tiroides, las glándulas suprarrenales<br />

y la hipófisis son ejemplos de glándulas endocrinas.<br />

• Glándulas de secreción mixta. Son glándulas con doble función, tanto exocrina<br />

como endocrina. El páncreas es una glándula mixta, con una parte exocrina<br />

que segrega jugo pancreático al interior del duodeno, y una parte endocrina que<br />

segrega insulina y glucagón a la sangre.<br />

En los invertebrados, además de las glándulas endocrinas, son abundantes las<br />

neuronas secretoras, que son células neuronales que segregan un tipo de hormonas<br />

denominadas neurohormonas.<br />

5.1. Feromonas<br />

Tanto los vertebrados como los invertebrados segregan un tipo de sustancias, llamadas<br />

feromonas, que expulsan al exterior y actúan sobre otros <strong>animales</strong>, generalmente<br />

de su misma especie.<br />

La naturaleza química de las feromonas es muy variada, se producen en pequeñas<br />

cantidades y son captadas por quimiorreceptores. Pueden encontrarse mezcladas<br />

en otras sustancias excretadas, como por ejemplo en el sudor o en la orina.<br />

Las feromonas intervienen, en general, en funciones <strong>relacion</strong>adas con el comportamiento,<br />

tales como la señalización de un territorio o la localización de individuos<br />

del otro sexo.<br />

En invertebrados pueden intervenir incluso en procesos de desarrollo y diferenciación<br />

individual. Como en el caso de una feromona que segrega la abeja reina de<br />

cada colmena que atrae al resto de las abejas en torno a ella y, además, impide que<br />

se desarrollen los ovarios de las obreras y que construyan nuevas celdas reales.<br />

Actividades<br />

18<br />

La bilis es producida por el hígado y se vierte al interior del tubo digestivo, concretamente<br />

al duodeno. Entonces, ¿por qué se considera una secreción exocrina?<br />

19<br />

¿Qué estructuras producen neurohormonas?<br />

20 Si las feromonas se vierten al exterior del cuerpo, ¿se trata de una secreción exocrina<br />

o endocrina?<br />

158 Unidad 8


Laboratorio<br />

Disección de un ojo de cordero<br />

Los ojos de todos los mamíferos tienen una estructura muy similar. Las capas del globo ocular y las estructuras que controlan la cantidad<br />

de luz que entra y el enfoque de las imágenes son muy parecidas y fáciles de ver en una disección rápida y sencilla.<br />

Objetivos<br />

• Practicar técnicas de disección.<br />

• Analizar la anatomía de un órgano sensorial,<br />

identificando sus partes.<br />

Material necesario<br />

– Ojo de cordero (se puede – Tijeras con punta fina<br />

conseguir fácilmente<br />

– Bandeja de disección<br />

en una carnicería)<br />

– Material de dibujo<br />

Músculos<br />

ciliares<br />

Conjuntiva<br />

Iris<br />

Cristalino<br />

Zona<br />

de corte<br />

Humor vítreo<br />

Desarrollo<br />

1. Colocamos el ojo sobre la bandeja de disección y comprobamos que no presenta ninguno<br />

de los elementos anejos (pestañas, restos de párpados…). En caso de mantener alguno,<br />

lo eliminaremos para tener exclusivamente el globo ocular.<br />

2. Identificaremos algunas de las partes que se pueden observar externamente: conjuntiva,<br />

iris, pupila y nervio óptico, principalmente. Podemos realizar un dibujo anatómico en el<br />

que señalaremos cada una de las partes que hemos identificado.<br />

3. Sujetando el globo ocular con los dedos, cogeremos un pellizco en la parte media<br />

de la conjuntiva que nos permita realizar un pequeño corte con las tijeras, tal como<br />

muestra la fotografía.<br />

4. Introducimos ligeramente la punta de las tijeras y poco a poco dividimos el globo en dos<br />

mitades, de manera que en una quede la parte del iris, y en la otra, la salida del nervio<br />

óptico (ver fotografía).<br />

5. Damos la vuelta a ambas mitades y veremos que de una de ellas se desprende el cristalino<br />

(se observa como una bolita transparente) rodeado de los músculos ciliares (se observan<br />

como una serie de hilillos negros radiales alrededor del cristalino). En una de las mitades<br />

podremos ver la pupila y en la zona interior de la otra distinguiremos claramente la retina,<br />

de un color irisado.<br />

6. Completaremos la disección con varios dibujos de los diferentes componentes del ojo.<br />

Retina<br />

Nervio óptico<br />

Cristalino<br />

Pupila<br />

Cristalino<br />

Retina<br />

Cristalino<br />

Músculos<br />

ciliares<br />

Humor<br />

vítreo<br />

Humor vítreo<br />

Practica<br />

21 Realiza dibujos esquemáticos de cada uno de los pasos 23 Al cortar el globo ocular en dos mitades, además<br />

del procedimiento.<br />

del cristalino se esparce un líquido transparente de<br />

consistencia gelatinosa. ¿Cómo se llama ese líquido?<br />

22 ¿Qué función tienen los músculos ciliares que rodean<br />

el cristalino? ¿Crees que esa función guarda relación<br />

con la disposición que se observa en la disección?<br />

24 ¿Observaríamos las mismas estructuras si realizáramos<br />

la disección de un ojo de vaca?<br />

La función de relación de los <strong>animales</strong>. Receptores y efectores<br />

159


Actividades de repaso<br />

25 Indica qué tipo de receptores (exterorreceptores o<br />

interorreceptores) informan a un animal de los siguientes<br />

estímulos.<br />

33<br />

34<br />

¿Qué es un osfradio? ¿En qué <strong>animales</strong> se pueden encontrar?<br />

Copia el siguiente esquema del globo ocular de un vertebrado.<br />

a) Dolor d) Hambre<br />

b) Luz solar e) Cantidad de O 2 en sangre<br />

B<br />

C<br />

D<br />

c) Sonidos f) Temperatura externa<br />

26<br />

¿Qué tipo de receptores integran los siguientes órganos<br />

de los sentidos?<br />

a) Vista d) Olfato<br />

b) Oído e) Tacto<br />

c) Gusto f) Equilibrio<br />

I<br />

A<br />

H<br />

E<br />

F<br />

G<br />

27<br />

28<br />

¿Qué diferencia existe entre la recepción de un estímulo<br />

y su percepción?<br />

El siguiente esquema representa la percepción de un estímulo<br />

sonoro.<br />

35<br />

a) Nombra todas las partes señaladas.<br />

b) Indica la función de cada una.<br />

¿Qué vertebrados presentan orejas? ¿Qué función tienen estos<br />

órganos?<br />

36<br />

Explica qué son y dónde se encuentran las siguientes<br />

estructuras y elementos: canales semicirculares, sáculo,<br />

endolinfa y otolitos.<br />

37<br />

¿Qué diferencias existen entre la pituitaria amarilla y la roja?<br />

38<br />

Copia la siguiente tabla y complétala según el órgano<br />

en el que se encuentre cada elemento.<br />

a) Cópialo y añade los siguientes términos en el lugar que<br />

corresponda: estímulo, receptor, centro nervioso y efector.<br />

b) Explica en pocas palabras el proceso completo que ocurre<br />

desde que se produce el estímulo hasta que se lleva a cabo<br />

la respuesta.<br />

c) ¿Qué órgano es el receptor del estímulo?<br />

d) ¿Qué tipo de receptores son los que reciben este estímulo?<br />

e) ¿Qué tipo de respuesta se produce? ¿Cuál es el órgano<br />

efector?<br />

Elemento<br />

Pituitaria roja<br />

Retina<br />

Otolitos<br />

Trompa de Eustaquio<br />

Córnea<br />

Botones gustativos<br />

Cristalino<br />

Órgano<br />

29<br />

30<br />

31<br />

Los artrópodos se caracterizan por tener dos tipos de ojos.<br />

¿Cuáles son y qué características tiene cada uno?<br />

¿Qué tipo de ojos tienen los pulpos? ¿Son capaces de reconocer<br />

los colores con ellos?<br />

En los invertebrados, los órganos que reciben estímulos sonoros<br />

son los órganos timpánicos. ¿Estos órganos están situados<br />

siempre en la cabeza? Pon ejemplos de sitios en los que se<br />

localizan y en qué <strong>animales</strong> se<br />

presentan.<br />

32 Copia el siguiente esquema<br />

y nombra las partes<br />

señaladas.<br />

¿Qué son los estatocistos?<br />

¿Qué tipo de receptor son?<br />

¿A qué estímulos son sensibles?<br />

¿De qué informan al animal?<br />

A<br />

D<br />

B<br />

C<br />

39<br />

40<br />

41<br />

42<br />

¿Cómo se denominan los órganos de los tiburones que captan<br />

las variaciones de los campos eléctricos?<br />

¿Qué aparato es el encargado de llevar a cabo las respuestas<br />

motoras que implican un desplazamiento? ¿Qué sistemas<br />

forman este aparato en los vertebrados? ¿Cuál es su parte activa<br />

y cuál la pasiva?<br />

Realiza un cuadro resumen con los tipos de músculos que se<br />

pueden encontrar en los <strong>animales</strong>. Incluye sus características<br />

morfológicas principales, su tipo de funcionamiento, si es<br />

voluntario o involuntario y en qué tipo de <strong>animales</strong> se presenta.<br />

Explica qué son las siguientes estructuras, elementos<br />

y sustancias:<br />

a) Espongina d) Quitina<br />

b) Esqueleto e) Valvas<br />

c) Endoesqueleto f) Pluma o jibia<br />

160 Unidad 8


Actividades de ampliación<br />

43 Las respuestas de tipo motor son características<br />

del comportamiento animal, y las respuestas secretoras,<br />

características de la homeostasis.<br />

Explica qué es el comportamiento y la homeostasis.<br />

En ocasiones, el comportamiento también puede producir<br />

49 Cuando damos vueltas rápidamente y paramos de golpe,<br />

tenemos la sensación de que continuamos girando. Esta<br />

sensación puede incluso llegar a marearnos.<br />

a) ¿Qué órgano informa a nuestro cerebro de que estamos<br />

girando?<br />

respuestas secretoras, y la homeostasis, respuestas motoras.<br />

b) ¿Dónde se localiza este órgano?<br />

Pon algún ejemplo de estos dos últimos casos.<br />

c) Explica brevemente cómo se obtiene y procesa esta<br />

44 ¿Cuál es la diferencia entre un receptor y un órgano<br />

de los sentidos?<br />

información.<br />

d) ¿Por qué se mantiene la sensación de seguir girando?<br />

45<br />

46<br />

47<br />

48<br />

Los interorreceptores recogen información del interior<br />

del organismo. ¿Qué tipos conoces? ¿Cuál de ellos informa<br />

a un organismo aéreo de una acumulación excesiva de CO 2<br />

en la sangre?<br />

Algunas personas sordas no tienen enfermedades<br />

ni disfunciones en el oído ni en el lóbulo temporal del cerebro<br />

que les impidan oír. ¿Podrías dar una explicación a este hecho?<br />

¿Qué tipo de estructura está representada en el siguiente<br />

dibujo? ¿Cuál es su función? ¿En qué <strong>animales</strong> se puede<br />

encontrar? Nombra cada una de las partes señaladas.<br />

A<br />

B<br />

C<br />

D<br />

En una experiencia de laboratorio se colocó un pulpo<br />

en una pecera con dos bolas, una verde y otra roja, conectadas<br />

a diferentes sistemas. La bola verde estaba conectada<br />

a un sistema que liberaba alimento cuando se tocaba.<br />

La bola roja producía una pequeña descarga eléctrica<br />

(absolutamente inofensiva, aunque molesta) al tocarla.<br />

Periódicamente se variaba la localización de las bolas, aunque<br />

no el sistema al que estaba conectada cada una.<br />

Al cabo de pocos días, el pulpo evitaba cualquier contacto<br />

con la bola roja y «accionaba» la bola verde siempre que quería<br />

comer.<br />

50<br />

51<br />

Realiza la siguiente prueba. Tapa los orificios nasales a una<br />

persona con los ojos cerrados, (por ejemplo, pinzando con los<br />

dedos). Dale a probar una cucharadita con canela y pídele que<br />

lo identifique. Si no es capaz, suelta el pinzado de la nariz<br />

y comprueba que entonces lo identifica fácilmente.<br />

a) ¿Por qué no se identifica la canela con la nariz tapada, pero sí<br />

con ella destapada?<br />

b) ¿Qué sentido estimula principalmente la canela, el olfato<br />

o el gusto?<br />

c) ¿Por qué es necesario tener la nariz destapada para percibir<br />

los olores?<br />

d) ¿Por qué están estrechamente <strong>relacion</strong>ados los sentidos<br />

del gusto y del olfato?<br />

e) Hay alimentos que tienen un olor muy agradable pero un<br />

sabor que puede resultar poco agradable, como el limón, que<br />

tiene un aroma muy agradable pero puede resultar<br />

excesivamente ácido. ¿Cómo resulta más agradable tomarlo,<br />

con la nariz tapada o destapada?<br />

f) Cuando tenemos la nariz taponada, por ejemplo por un<br />

resfriado, los alimentos «no saben a nada». Da una<br />

explicacióna este hecho.<br />

¿Cuál es la función de los siguientes órganos, estructuras<br />

y sustancias?<br />

a) Membrana nictitante h) Otolitos<br />

b) Fóvea i) Endolinfa<br />

c) Canales semicirculares j) Pituitaria roja<br />

d) Botones gustativos k) Foseta facial<br />

e) Bulbo olfatorio l) Actina y miosina<br />

f) Línea lateral m) Músculo liso<br />

g) Ampollas de Lorenzini n) Feromonas<br />

52 Las siguientes fotografías corresponden a estructuras duras<br />

de diferentes <strong>animales</strong>. Identifica qué es cada una, a qué tipo<br />

de animal corresponde, si se puede considerar un esqueleto,<br />

y si es externo o interno.<br />

A B C<br />

a) ¿Qué demuestra este experimento en cuanto a la capacidad<br />

visual y la estructura ocular de los pulpos?<br />

b) ¿Qué otras conclusiones se pueden obtener?<br />

c) ¿Cuál era la finalidad de variar la posición de las bolas<br />

periódicamente?<br />

D E F G<br />

La función de relación de los <strong>animales</strong>. Receptores y efectores<br />

161


Orientaciones para un examen<br />

Realiza un dibujo esquemático del llamado reflejo rotuliano,<br />

en el que se produce la extensión de la pierna al golpear el tendón<br />

inferior de la rótula, cuando está todo el miembro en flexión<br />

y con la pierna colgando.<br />

A continuación, contesta las siguientes cuestiones:<br />

a) Indica cómo se llama al conjunto de elementos que intervienen<br />

en el reflejo.<br />

b) Señala cada uno de los elementos que lo constituyen.<br />

c) Qué ocurriría si hubiese una lesión medular a nivel<br />

de la región dorsal.<br />

Realización de un dibujo esquemático sobre un acto reflejo<br />

Para realizar un dibujo del tipo que se pide en la actividad,<br />

puedes emplear recuadros en cuyo interior escribas<br />

los elementos que quieres representar, por ejemplo: Músculo ,<br />

esta manera es más sencilla que dibujar un músculo esquelético<br />

tal como aparecen en muchos libros. Une los recuadros<br />

mediante flechas para así indicar la relación entre ellos,<br />

y a su vez el sentido de movimiento del impulso nervioso.<br />

a) El reflejo rotuliano se considera un acto reflejo. Al dar el golpe<br />

se deforma el tendón, lo que produce a su vez un pequeño<br />

estiramiento del músculo y, es este el que estimula los<br />

receptores del propio músculo, que a su vez también se contrae<br />

momentáneamente y produce la extensión de la pierna.<br />

El conjunto de elementos que lo forman se llama arco reflejo.<br />

b) Tienes que saber que los elementos que forman el arco<br />

reflejo son siempre los mismos, diferenciándose solamente<br />

en el tipo de receptores y efectores:<br />

1. Para comenzar coloca el receptor sensible al estímulo, en<br />

este caso: receptores musculares. Propiorreceptores.<br />

2. Después, una neurona sensitiva que lleve el estímulo<br />

al sistema nervioso central (médula); en este caso, la<br />

neurona se sitúa en el ganglio raquídeo de la región<br />

lumbar, y las fibras aferentes sensitivas se localizan en la<br />

rama posterior del nervio raquídeo.<br />

3. Una vez el estímulo llega a la médula espinal, sitúa una<br />

neurona de asociación, encargada de la elaboración<br />

de la respuesta, y que en los reflejos más sencillos<br />

a veces falta.<br />

4. La respuesta ahora necesita de una neurona motora<br />

o eferente del asta anterior de la médula, cuyas fibras salen<br />

por la rama anterior del nervio raquídeo.<br />

5. Al final, las fibras motoras llegan al efector, que en este<br />

reflejo es el músculo cuádriceps crural.<br />

c) Si hubiese una lesión de la médula espinal a nivel dorsal, el<br />

reflejo también se produciría, ya que no se precisa de vías<br />

nerviosas que pasen por esa región de la médula, pues la<br />

respuesta a la excitación tiene su origen en una zona<br />

diferente de la médula espinal, y no interviene el encéfalo.<br />

Fibra<br />

eferente<br />

sensitiva<br />

Estímulo<br />

Receptores<br />

musculares<br />

Propioceptores<br />

Efectores<br />

musculares<br />

Cuádriceps crural<br />

Neurona<br />

sensitiva<br />

Movimiento<br />

Neurona<br />

motora<br />

Fibra aferente<br />

sensitiva<br />

Neurona<br />

de asociación<br />

Neurona<br />

sensitiva<br />

Ganglio<br />

Neurona<br />

motora<br />

Nervio<br />

Efector<br />

Neurona<br />

de asociación<br />

Médula<br />

Propioceptores<br />

Estímulo<br />

Movimiento<br />

Practica<br />

53<br />

Ordena los términos siguientes según se realiza el proceso desde que un conductor<br />

ve un semáforo en rojo hasta que frena el coche:<br />

a) Ojo e) Vía nerviosa sensitiva<br />

b) Cerebro f) Presión sobre el pedal de freno<br />

c) Movimiento de los músculos y huesos de la pierna derecha g) Frenar el coche<br />

d) Semáforo en rojo h) Vía nerviosa motora<br />

162 Unidad 8


Aplicaciones de la Ciencia<br />

El prodigioso olfato del perro<br />

Una de las principales características innatas de los perros es el<br />

espectacular desarrollo de su sentido del olfato. Esto les<br />

permite <strong>relacion</strong>arse con el mundo exterior y percibir<br />

sensaciones que las personas no podemos apreciar.<br />

La capacidad olfatoria del perro es un millón de veces superior a<br />

la de las personas. Mientras nosotros poseemos unos cinco<br />

millones de células olfatorias situadas en una superficie de unos<br />

5 cm 2 , los perros pueden llegar a poseer 220 millones de células<br />

olfatorias en una superficie de unos 150 cm 2 . Gracias a ellas, los<br />

perros son capaces de detectar olores que las personas ni siquiera<br />

sabemos que existen, así como identificar olores muy débiles,<br />

incluso cuando son «camuflados» por otros olores.<br />

Sin embargo, el prodigioso olfato de los cánidos no reside solo<br />

en su concentración de células olfatorias, sino también en la<br />

forma en que estas ejercen su función. Cuando el aire entra en<br />

la nariz de un perro se separa en dos corrientes. Por un lado va<br />

hacia los pulmones, como ocurre en el resto de mamíferos,<br />

mientras que por otro se dirige de forma directa a las células<br />

olfatorias, mediante las cuales se perciben los olores y se fijan<br />

en la memoria del animal. De esta forma, cada olor es<br />

reconocido como signo de una circunstancia determinada, y<br />

cada vez que el animal vuelve a percibirlo, reconoce la<br />

circunstancia correspondiente.<br />

La memoria olfativa de un perro dura toda su vida y es<br />

determinante en el comportamiento del animal. Los olores<br />

influyen en su fisiología y en su comportamiento, ya que les<br />

indican dónde están, e incluso quién es quién.<br />

A pesar de tener un olfato muy desarrollado, lo pueden<br />

perfeccionar aún más, y hacerlo más sensible y discriminatorio,<br />

gracias al entrenamiento. De esta forma, las personas podemos<br />

usar la gran capacidad olfatoria canina para detectar explosivos<br />

o drogas, o en equipos de rescate para actuar en caso de<br />

siniestros o catástrofes. Incluso, actualmente existen perros<br />

entrenados que son utilizados para detectar diferentes tipos de<br />

cáncer, como el de pulmón, mama o vejiga, con solo oler el<br />

aliento de los pacientes.<br />

Servicio cinológico de la Guardia Civil<br />

En el año 1982, la Guardia Civil creó el servicio cinológico<br />

con el fin de utilizar determinadas razas de perros para apoyar<br />

sus diferentes unidades operativas. Entre las disciplinas en las<br />

que trabajan, destacan:<br />

• Perros de seguridad y rescate (SYR), dividida asimismo en<br />

cuatro campos: seguridad y protección a personas y<br />

edificios, búsqueda de personas en grandes áreas o espacios<br />

abiertos, búsqueda de personas sepultadas por avalanchas de<br />

nieve, búsqueda de personas sepultadas en catástrofes<br />

naturales como terremotos, inundaciones, derrumbamiento<br />

de edificios, etc.<br />

• Perros detectores de explosivos, para la seguridad<br />

personal, de instalaciones, etc.<br />

• Perros detectores de drogas, que cuenta con tres<br />

subespecialidades experimentales: detectores de alimentos<br />

de riesgo, identificadores de personas y detectores de drogas.<br />

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La función de relación de los <strong>animales</strong>. Receptores y efectores<br />

163


9<br />

La coordinación nerviosa<br />

y hormonal de los <strong>animales</strong><br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

5<br />

6<br />

7<br />

8<br />

9<br />

La coordinación y el sistema nervioso<br />

El impulso nervioso<br />

y la sinapsis nerviosa<br />

El sistema nervioso en vertebrados<br />

El sistema nervioso en invertebrados<br />

El funcionamiento del sistema<br />

nervioso<br />

La elaboración de la respuesta<br />

por el sistema nervioso<br />

La coordinación hormonal.<br />

El sistema endocrino<br />

Glándulas endocrinas y hormonas<br />

en vertebrados<br />

Las hormonas en invertebrados<br />

Las actividades que cualquier animal está<br />

realizando en un momento determinado<br />

son incontables, aunque esté en reposo<br />

absoluto. El palpitar de su corazón,<br />

su respiración, el mantenimiento de la postura…,<br />

son procesos que deben estar coordinados<br />

y regulados para que el funcionamiento global<br />

del organismo sea correcto.<br />

Si el animal no se encuentra en reposo,<br />

por ejemplo, cuando un colibrí está volando,<br />

a las acciones anteriores se le suman otras<br />

muchas, como el control muscular,<br />

la percepción de los objetos próximos, etc.<br />

Estas requieren una alta precisión de<br />

movimientos y una increíble coordinación<br />

por parte de todos los órganos del ave.


Diario de la Ciencia<br />

Un grupo de científicos resuelven el enigma<br />

del vuelo del colibrí<br />

A principios de 2007, se ha identificado la parte del diminuto cerebro del colibrí que le permite<br />

permanecer suspendido en el aire para libar el néctar de las flores.<br />

Los colibríes, conocidos<br />

por la velocidad con la que<br />

mueven sus alas, su capacidad<br />

para volar hacia delante<br />

o hacia atrás, o permanecer<br />

suspendidos en el aire<br />

mientras se alimentan, han<br />

sido objeto de numerosas<br />

investigaciones. El objetivo<br />

de estos estudios era conocer<br />

qué factores morfológicos<br />

y metabólicos permiten<br />

al colibrí volar con la precisión<br />

de un helicóptero.<br />

Sin embargo, hasta ahora,<br />

ninguno de los estudios había<br />

abordado la cuestión de<br />

cuáles eran las especializaciones<br />

neurológicas que les<br />

confieren esa capacidad de<br />

vuelo tan original.<br />

Especialistas en Neurología<br />

del Departamento de<br />

Psicología de la Universidad<br />

de Alberta (Canadá)<br />

han comparado el cerebro<br />

del colibrí, del tamaño de la<br />

punta de un dedo, con el de<br />

otras veintiocho especies de<br />

pájaros. Los científicos trataban<br />

de localizar las partes<br />

del cerebro que permiten al<br />

colibrí batir sus alas hasta<br />

unas 75 veces por segundo,<br />

manteniendo una posición<br />

estable mientras se alimenta<br />

de las flores, evitando<br />

que incluso las ráfagas de<br />

viento puedan empujarlo.<br />

Estos investigadores han<br />

encontrado que, en el colibrí,<br />

el núcleo específico<br />

del cerebro encargado de<br />

detectar movimientos en el<br />

campo visual, es de dos a<br />

cinco veces más grande que<br />

en cualquier otra especie.<br />

Este núcleo confiere estabilidad<br />

a los movimientos<br />

del ojo, habilidad que, a su<br />

vez, posibilitaría que el pequeño<br />

pájaro estabilice sus<br />

movimientos. El sistema visual<br />

del colibrí mantendría<br />

su vuelo estático gracias a<br />

que las neuronas del núcleo,<br />

conectadas a otros<br />

centros de la región visual<br />

del cerebro, actuarían como<br />

un preciso detector,<br />

compensando las perturbaciones<br />

y registrando con<br />

exactitud los movimientos<br />

de las flores agitadas por el<br />

viento.<br />

Recuerda y contesta<br />

Todos los procesos vitales no se realizan de forma<br />

independiente, sino que están coordinados.<br />

Los <strong>animales</strong> tienen capacidad de reacción frente<br />

a los estímulos del medio externo, siendo la base<br />

de su comportamiento. También reaccionan ante<br />

variaciones del medio interno, manteniendo sus constantes<br />

dentro de determinados límites.<br />

F<br />

F<br />

F<br />

F<br />

¿Sabes cómo coordinan sus funciones los <strong>animales</strong>?<br />

¿Conoces los sistemas que intervienen?<br />

¿Cómo se llama, en los <strong>animales</strong>, la capacidad<br />

de reaccionar frente a estímulos del medio ambiente?<br />

¿Puedes explicar cómo mantienen constante<br />

el medio interno?<br />

La coordinación nerviosa y hormonal de los <strong>animales</strong><br />

165


1<br />

La coordinación y el sistema nervioso<br />

Las diferentes funciones de los seres vivos se realizan de forma coordinada. Los<br />

sistemas que se encargan de la relación y coordinación en los <strong>animales</strong> son el sistema<br />

nervioso y el hormonal o endocrino.<br />

Coordinación nerviosa<br />

Se lleva a cabo por impulsos nerviosos de naturaleza<br />

electroquímica.<br />

La información se lleva específicamente a un punto de un órgano<br />

concreto.<br />

Su acción es rápida y precisa, pero su efecto decrece inmediatamente.<br />

Existen células encargadas de esta función, llamadas neuronas,<br />

distribuidas por todo el organismo.<br />

Coordinación hormonal<br />

Se efectúa mediante la producción de sustancias químicas,<br />

denominadas hormonas.<br />

La información llega a células u órganos determinados,<br />

llamados diana.<br />

Es de acción lenta y el efecto se mantiene durante largos periodos.<br />

La producción de hormonas se realiza en órganos especializados<br />

llamados glándulas endocrinas.<br />

Ambos sistemas se encuentran muy <strong>relacion</strong>ados y tienen muchos puntos de conexión,<br />

como la existencia de órganos neurohormonales.<br />

1.1. La coordinación nerviosa. Sistema nervioso<br />

El principal componente del sistema nervioso es el tejido nervioso, que está altamente<br />

especializado para la conducción de los impulsos nerviosos entre las diversas<br />

partes del cuerpo.<br />

La función básica de este sistema es codificar la información recibida de los receptores,<br />

transmitirla y procesarla para que se produzca una respuesta apropiada. En<br />

el sistema nervioso destacan dos tipos celulares: las neuronas y las células de<br />

glía. Estás células pueden formar diferentes estructuras: fibras nerviosas, nervios,<br />

ganglios y centros nerviosos.<br />

El tejido nervioso está formado<br />

fundamentalmente por neuronas.<br />

1.1.1. Neuronas<br />

La neurona es la unidad funcional y estructural del sistema nervioso. Produce y<br />

transmite impulsos nerviosos.<br />

Las neuronas tienen forma estrellada y se pueden clasificar en:<br />

• Monopolares. Con un solo axón.<br />

• Bipolares. Con dos únicas prolongaciones, una de ellas actúa de axón.<br />

• Multipolares. Con un único axón y muchas dendritas.<br />

Cuerpo celular o soma. Parte ensanchada en la que se<br />

encuentra el núcleo y los principales orgánulos<br />

citoplasmáticos. Contiene gran cantidad de neurofibrillas que<br />

se disponen también en las prolongaciones del citoplasma y<br />

los denominados gránulos de Nissl, constituidos por retículo<br />

endoplasmático rugoso.<br />

Dendritas. Prolongaciones citoplasmáticas<br />

cortas, y muy ramificadas, que conducen el<br />

impulso nervioso hacia el cuerpo celular.<br />

Axón. Llamado también cilindro-eje, es una prolongación larga<br />

que se ramifica en su extremo. Transmite el impulso nervioso<br />

desde el cuerpo celular hacia otra neurona.hacia el cuerpo celular.<br />

166 Unidad 9


1.1.2. Células de glía<br />

También llamadas células gliales, realizan funciones de nutrición, relleno, aislamiento<br />

y sostén de las neuronas. Existen distintos tipos celulares:<br />

• Astrocitos. De aspecto estrellado y con numerosas ramificaciones, en sus extremos<br />

se ensanchan para apoyarse en los capilares.<br />

• Oligodendrocitos. Son más pequeñas que las anteriores y con menos prolongaciones.<br />

Tienen un núcleo muy ovalado.<br />

• Microglía. Son poco numerosas, con el cuerpo alargado y muchas ramificaciones.<br />

Se cree que tienen función fagocitaria.<br />

• Células de Schwann. Son células de sostén que envuelven los axones de las<br />

neuronas fuera del sistema nervioso central. Su membrana es rica en un lípido<br />

llamado mielina.<br />

1.1.3. Fibras, nervios, ganglios y centros nerviosos<br />

Los axones de las neuronas se encuentran asociados a las células de Schwann formando<br />

fibras nerviosas, que pueden ser de dos tipos:<br />

• Fibras mielínicas. Formadas por un solo axón y varias células de Schwann rodeándolo<br />

en capas concéntricas, lo que forma la vaina de mielina. Entre dos<br />

células de Schwann consecutivas existen estrangulamientos sin mielina llamados<br />

nódulos de Ranvier.<br />

• Fibras amielínicas. Constituidas por varios axones que quedan recubiertos por<br />

evaginaciones de las células de Schwann, sin formar capas concéntricas.<br />

Astrocito<br />

Microglía<br />

Oligodendrocito<br />

Célula de<br />

Schwann<br />

Fibra mielínica Fibra amielínica Estructura de un nervio<br />

Célula de<br />

Schwann<br />

Célula de<br />

Schwann<br />

Axón<br />

Axones<br />

Las fibras nerviosas se pueden agrupan constituyendo los nervios, que quedan<br />

protegidos por varias capas de tejido conjuntivo, denominadas perineuro y epineuro.<br />

Los cuerpos de las neuronas pueden quedar, a su vez, agrupados en estructuras<br />

denominadas ganglios, que junto con los nervios forman el sistema nervioso periférico.<br />

Cuando los cuerpos neuronales se asocian en el sistema nervioso central de vertebrados<br />

originan los centros nerviosos.<br />

Perineuro<br />

Ganglio<br />

Epineuro<br />

Actividades<br />

1<br />

¿Cuál es la función de las neuronas? ¿Qué tipos de neuronas existen según<br />

sus prolongaciones?<br />

2<br />

Señala las diferencias entre los ganglios y los centros nerviosos.<br />

Célula de Schwann<br />

Axón<br />

La coordinación nerviosa y hormonal de los <strong>animales</strong><br />

167


2<br />

El impulso nervioso<br />

y la sinapsis nerviosa<br />

Membrana neuronal con potencial<br />

de reposo.<br />

Na <br />

Na <br />

Tras un estímulo se crea un potencial<br />

de acción.<br />

K <br />

Na <br />

K <br />

Na <br />

El potencial de acción avanza<br />

por la membrana neuronal.<br />

K <br />

Na <br />

K Na <br />

El potencial avanza y las zonas anteriores<br />

se repolarizan.<br />

El impulso nervioso es un mensaje, de naturaleza electroquímica, que se transmite<br />

por las neuronas. Puede originarse en el propio sistema nervioso o en los órganos<br />

receptores. El mecanismo por el que se propaga es el siguiente:<br />

– En condiciones normales, una fibra nerviosa en reposo está polarizada; en el exterior<br />

de su membrana hay una gran cantidad de cationes (), y en el interior,<br />

un predominio de aniones (). Esta distribución crea una diferencia de carga<br />

entre ambos lados de la membrana, que produce un potencial eléctrico o potencial<br />

de reposo. La diferencia de potencial, entre un lado y otro de la membrana,<br />

es muy pequeña, de 70 mV. La membrana plasmática actúa de aislante<br />

e impide que se cree corriente eléctrica entre el exterior y el interior.<br />

– Un cambio en la distribución de aniones y cationes, dentro y fuera de la<br />

membrana de las neuronas, inicia el impulso nervioso. Cuando el axón es<br />

estimulado se provoca la alteración local de la permeabilidad de la membrana,<br />

y entran muchos iones Na . Esto hace que el interior se cargue positivamente,<br />

y el exterior, negativamente en ese punto, y se registra una inversión<br />

muy breve de la polaridad. Esta inversión crea una variación brusca de la diferencia<br />

de potencial que se denomina potencial de acción.<br />

– Las áreas contiguas al punto donde se ha producido la despolarización se ven<br />

afectadas por corrientes de cargas positivas hacia el interior, produciéndose<br />

nuevos potenciales de acción en estas zonas. La propagación del potencial de<br />

acción se debe a la propagación de estas corrientes, y originan una onda de despolarización<br />

que viaja a lo largo de la neurona, constituyendo el impulso nervioso.<br />

– Después, la neurona vuelve a repolarizarse mediante una onda de repolarización<br />

que se debe a la salida de iones K desde el interior.<br />

2.1. Características del impulso nervioso<br />

Los impulsos nerviosos son la manera en la que se transmite la información por el<br />

sistema nervioso. Se caracterizan por:<br />

– La transmisión del impulso nervioso sigue la ley del todo o nada, pues es independiente<br />

de las características del estímulo, no existiendo diferentes intensidades.<br />

Se produce o no, y su intensidad no varía durante la conducción.<br />

– Todos los impulsos son semejantes. Que los impulsos nerviosos se perciban<br />

como sensaciones sonoras, dolorosas, visuales, etc., depende del centro nervioso<br />

encargado de interpretar esos impulsos.<br />

– Es unidireccional, pues se propaga desde cualquier parte de la neurona hacia el<br />

extremo del axón.<br />

– En las fibras mielínicas se transmite por un mecanismo saltatorio entre los nódulos<br />

de Ranvier, lo que aumenta la velocidad de propagación respecto a las fibras<br />

amielínicas. Esto ocurre debido a que los potenciales de acción solo se producen<br />

en las zonas libres de mielina.<br />

Actividades<br />

3<br />

4<br />

Explica qué es el potencial de acción. ¿Es lo mismo potencial de reposo<br />

que potencial de acción?<br />

¿Qué significa que el impulso nervioso cumple la ley del «todo o nada»?<br />

168 Unidad 9


2.2. La sinapsis nerviosa<br />

Los impulsos nerviosos no solo se trasnmiten a lo largo de una fibra nerviosa, sino<br />

que pasan de una neurona a otra.<br />

El punto de comunicación entre neuronas se llama sinapsis nerviosa, y no implica<br />

un contacto físico membrana con membrana, sino una zona de influencia química<br />

de una neurona con otra.<br />

Los axones en su parte terminal se dividen en unas prolongaciones<br />

pequeñas, cada una de las cuales termina en un botón<br />

terminal, que está casi en contacto con la dendrita o el<br />

cuerpo celular de otra neurona.<br />

En la sinapsis nerviosa se distinguen tres elementos:<br />

• Botón presináptico. Constituido por el final<br />

de un axón. Se observan abundantes vesículas<br />

y mitocondrias.<br />

• Hendidura sináptica. Es el hueco existente<br />

entre las neuronas implicadas en la sinapsis. Es<br />

de unos 200 Å de anchura.<br />

• Elemento postsináptico. Constituido por el cuerpo<br />

neuronal o la dendrita de la neurona siguiente.<br />

Las vesículas del elemento presináptico están cargadas de unas<br />

sustancias, llamadas neurotransmisores, que son liberadas a la hendidura<br />

sináptica, en el momento que el impulso nervioso llega al botón<br />

terminal del axón.<br />

Para que se realice la descarga de neurotransmisores es necesaria la presencia<br />

de iones de calcio y magnesio.<br />

Los neurotransmisores liberados se unen a receptores específicos de la<br />

membrana del elemento postsináptico.<br />

Estos neurotransmisores provocan un potencial de acción, lo que hace que el<br />

impulso nervioso continúe en la neurona siguiente.<br />

En la sinapsis, la neurotransmisión es unidireccional desde la célula presináptica<br />

hacia la postsináptica.<br />

Entre los neurotransmisores más conocidos destaca la acetilcolina que aumenta<br />

la permeabilidad de la membrana postsináptica al Na .<br />

Otros neurotransmisores son la adrenalina, la noradrenalina y la serotonina.<br />

Según el elemento postsináptico, pueden existir distintos tipos de sinapsis:<br />

• Axo-axónica. Cuando se realiza entre el extremo de un axón y el axón de la<br />

neurona siguiente.<br />

• Axo-somática. Tiene lugar entre el final de un axón y el cuerpo celular de la<br />

neurona postsináptica.<br />

• Axo-dendrítica. Se da entre el final de un axón y una dendrita.<br />

Hendidura<br />

sináptica<br />

Neurotransmisores<br />

Receptores<br />

Botón<br />

presináptico<br />

Vesículas<br />

Elemento<br />

postsináptico<br />

Actividades<br />

5<br />

6<br />

Define lo que es una sinapsis, explica cómo funciona e indica los tipos de sinapsis<br />

que se pueden establecer.<br />

¿Qué es un neurotransmisor? ¿Cómo actúa la acetilcolina?<br />

¿Qué otros neurotransmisores conoces?<br />

La coordinación nerviosa y hormonal de los <strong>animales</strong><br />

169


3<br />

El sistema nervioso en vertebrados<br />

Los vertebrados tienen un tipo de sistema nervioso denominado tubular. Este sistema<br />

se desarrolla a partir del tubo neural del embrión, que se encuentra en posición<br />

dorsal. El tubo se engrosa y diferencia sus paredes dejando un hueco central.<br />

La parte anterior adquiere un gran desarrollo y constituye el encéfalo, mientras<br />

que el resto del tubo forma la médula espinal. Anatómicamente se divide en: sistema<br />

nervioso central (SNC) y sistema nervioso periférico (SNP).<br />

Actividades<br />

7<br />

8<br />

¿Qué protección posee el sistema<br />

nervioso central? ¿Por qué crees<br />

que está tan protegido?<br />

¿Por qué crees que la corteza<br />

cerebral de los hemisferios<br />

cerebrales tienen<br />

tantas circunvoluciones<br />

en la especie humana?<br />

3.1. Sistema nervioso central (SNC)<br />

El SNC de vertebrados está formado por el encéfalo y la medula espinal. Se encuentra<br />

protegido por los huesos del cráneo, en el caso del encéfalo, y por las vértebras,<br />

en el caso de la médula. Además, existen tres membranas de tejido conjuntivo,<br />

llamadas meninges, que sirven de protección: la interna o piamadre, la<br />

media o aracnoides y la externa o duramadre; entre las dos primeras se encuentra<br />

el líquido cefalorraquídeo.<br />

En el sistema nervioso central podemos distinguir entre:<br />

• Sustancia gris. Constituida por la agrupación de cuerpos celulares. Se localiza<br />

en la superficie de los hemisferios cerebrales y en la zona interna de la médula.<br />

• Sustancia blanca. Formada por la agrupación de axones mielinizados. Ocupa<br />

las zonas internas y profundas de los hemisferios cerebrales y la parte externa<br />

de la médula.<br />

3.1.1. Encéfalo<br />

Está situado en el interior del cráneo. En él podemos diferenciar varias partes.<br />

Diencéfalo. Está localizado entre los hemisferios cerebrales, en él se<br />

encuentran el tálamo y el hipotálamo. El tálamo es el centro de análisis<br />

y transmisión de la información sensorial hacia los centros cerebrales<br />

de la corteza. En el hipotálamo están los centros que regulan el apetito,<br />

la temperatura corporal y el equilibrio hídrico, entre otras funciones.<br />

También produce neurohormonas que regulan las glándulas endocrinas.<br />

Mesencéfalo. En él<br />

se encuentran<br />

los cuatro tubérculos<br />

cuadrigéminos, los<br />

dos anteriores reciben<br />

fibras de los ojos<br />

y los posteriores están<br />

<strong>relacion</strong>ados con<br />

reflejos auditivos.<br />

Telencéfalo. Es la parte más grande.<br />

Está formado por dos hemisferios<br />

cerebrales separados por un surco,<br />

llamado cisura interhemisférica.<br />

En su parte interna existe una ancha<br />

franja de sustancia blanca que une<br />

ambos hemisferios, llamada cuerpo<br />

calloso. La parte externa está formada<br />

por sustancia gris y constituye<br />

la corteza cerebral, que en la especie<br />

humana se encuentra muy replegada<br />

formando abundantes<br />

circunvoluciones cerebrales. Percibe<br />

las sensaciones, las hace conscientes<br />

y elabora las respuestas voluntarias.<br />

En la corteza radican los centros<br />

superiores de la voluntad, la<br />

inteligencia, la capacidad de<br />

pensamiento, la memoria, etc.<br />

Mielencéfalo o bulbo raquídeo. Es<br />

un abultamiento en forma de cono<br />

que se continúa con la médula<br />

espinal. Regula gran parte del sistema<br />

nervioso autónomo, controlando<br />

movimientos cardíacos, respiratorios,<br />

reflejos del vómito, tos, deglución, etc.<br />

Metencéfalo. También llamado<br />

cerebelo, consta de dos hemisferios<br />

cerebelosos. Exteriormente se<br />

distinguen surcos paralelos. Coordina<br />

los movimientos del cuerpo, participa<br />

en el mantenimiento de la postura<br />

y controla los movimientos aprendidos.<br />

170 Unidad 9


3.1.2. Médula espinal<br />

La médula espinal deriva del tubo neural, es de aspecto blanquecino, más o menos<br />

cilíndrica, de paredes muy gruesas con una luz central muy estrecha llamada<br />

epéndimo.<br />

La médula se encuentra protegida por las meninges dentro del canal vertebral.<br />

En el ser humano se extiende desde la base del cráneo hasta la segunda vértebra<br />

lumbar.<br />

En un corte trasversal, la médula está parcialmente dividida en dos mitades, derecha<br />

e izquierda, por un surco medio en la parte dorsal y por una hendidura en la<br />

parte ventral. La sustancia gris está en la zona interna y tiene forma de H, con dos<br />

astas anteriores y dos astas posteriores, conectadas por la comisura gris. La<br />

sustancia blanca se encuentra en el exterior.<br />

De cada lado de la médula parten 31 pares de nervios espinales, cada uno de los<br />

cuales tiene una raíz dorsal o aferente y otra ventral o eferente.<br />

La médula espinal transmite la información que le llega desde los nervios periféricos,<br />

procedentes de distintas regiones corporales por vías aferentes, hasta los<br />

centros superiores del encéfalo. También transmite impulsos a los músculos y<br />

glándulas, a través de los nervios eferentes, como respuesta a un estímulo recibido,<br />

o a señales procedentes de los centros encefálicos.<br />

Epéndimo<br />

Comisura gris<br />

Sustancia gris<br />

F<br />

Asta<br />

anterior<br />

Asta<br />

posterior<br />

Médula<br />

espinal<br />

Sustancia<br />

blanca<br />

Vértebras<br />

3.2. Sistema nervioso periférico (SNP)<br />

Es la parte del sistema nervioso que une los efectores y los receptores con los centros<br />

del sistema nervioso central. Está formado por:<br />

• Nervios craneales. En peces y anfibios<br />

hay 10 pares. En reptiles, aves y mamíferos<br />

existen 12 pares, que salen de la parte ventral<br />

del encéfalo y conectan con órganos de<br />

la cabeza, parte superior del tronco y diversos<br />

órganos internos.<br />

• Nervios espinales. En el ser humano<br />

hay 31 pares (8 cervicales, 12 dorsales, 5<br />

lumbares y 6 sacros), que salen de la médula<br />

espinal por los espacios intervertebrales.<br />

Son nervios formados por neuronas<br />

sensitivas y neuronas motoras, que<br />

inervan tanto receptores como efectores<br />

de diferentes zonas del cuerpo.<br />

• Ganglios raquídeos. Las neuronas sensitivas<br />

de las vías aferentes, antes de entrar<br />

a la médula, por las raíces dorsales<br />

del nervio, forman un ganglio llamado<br />

ganglio raquídeo. Las neuronas motoras<br />

de las vías eferentes, salen por la raíz ventral<br />

y carecen de ganglio.<br />

Actividades<br />

9<br />

Indica qué función desempeña la médula espinal en el funcionamiento del sistema nervioso.<br />

Sistema nervioso periférico<br />

10 ¿Qué diferencia hay entre las vías aferentes y las eferentes?<br />

Nervios<br />

craneales<br />

Nervios espinales<br />

Encéfalo<br />

Médula<br />

espinal<br />

Sistema nervioso central<br />

Nervios<br />

espinales<br />

Relación de nervios craneales<br />

I....................... Olfatorio<br />

II....................... Óptico<br />

III....................... Oculomotor<br />

IV....................... Patético<br />

V....................... Trigémino<br />

VI....................... Motor ocular común<br />

VII....................... Facial<br />

VIII....................... Acústico<br />

IX....................... Glosofaríngeo<br />

X....................... Vago<br />

XI....................... Espinal<br />

XII....................... Hipogloso<br />

La coordinación nerviosa y hormonal de los <strong>animales</strong><br />

171


4<br />

El sistema nervioso en invertebrados<br />

Red difusa<br />

En invertebrados encontramos una gran variedad de tipos de sistema nervioso:<br />

• Red difusa. Es propio de celentéreos. Es uno de los sistemas nerviosos más<br />

sencillos. Las células nerviosas forman una malla por todo el cuerpo del animal<br />

sin que existan órganos nerviosos de control. Los impulsos nerviosos se propagan<br />

indistintamente en todas las direcciones. Los receptores sensoriales son células<br />

sensitivas del ectodermo, y los estímulos provocan una contracción de las<br />

células mioepiteliales* del animal.<br />

• Sistema nervioso cordal. Lo poseen platelmintos y nematodos. Presenta ganglios<br />

en la cabeza, llamados ganglios cerebroides, y de ellos parten dos cordones<br />

nerviosos en posición ventral, con fibras que salen y se distribuyen por todo<br />

el cuerpo del animal.<br />

Ganglios<br />

cerebroides<br />

Cordón nervioso<br />

*Células mioepiteliales: Células<br />

de la epidermis con capacidad<br />

para contraerse.<br />

*Inervar: Acción que ejerce un nervio.<br />

• Sistema nervioso ganglionar. Es característico de anélidos, artrópodos y moluscos.<br />

En los anélidos, los ganglios forman una doble fila en posición ventral,<br />

presentando un par de ellos por anillo. Existen ganglios cerebroides en posición<br />

dorsal, que conectan con órganos sensoriales que hay en la cabeza. Entre<br />

los ganglios cerebroides y la cadena de ganglios ventral existe una conexión<br />

mediante un collar periesofágico que rodea la parte anterior del tubo digestivo.<br />

En los artrópodos los ganglios cefálicos son de mayor tamaño e inervan* los<br />

ojos, las antenas y las piezas de la boca. La cadena de ganglios ventral presenta<br />

mayor acumulación de ganglios en determinadas zonas del tórax y abdomen.<br />

En los moluscos, los ganglios se encuentran en determinadas regiones del organismo,<br />

como la cabeza, el pie y la masa visceral. En los moluscos cefalópodos<br />

los lóbulos ópticos son órganos bastante especializados y el sentido de la vista<br />

está muy desarrollado.<br />

Ganglios cerebroides<br />

Collar periesofágico<br />

Cadena de ganglios<br />

(lado derecho)<br />

Collar nervioso<br />

periesofágico<br />

• Sistema nervioso anular. Presente en equinodermos. En este tipo de sistema,<br />

alrededor del esófago existe un cordón nervioso que forma un anillo, llamado<br />

collar periesofágico, del cual parten cinco nervios radiales hacia otras tantas<br />

zonas de su cuerpo.<br />

Actividades<br />

Nervio radial<br />

11 ¿Qué tienen en común la mayoría de los invertebrados de simetría bilateral<br />

con respecto al sistema nervioso?<br />

172 Unidad 9


5<br />

El funcionamiento<br />

del sistema nervioso<br />

Frente a los estímulos recibidos, los centros nerviosos elaboran respuestas. Según<br />

el tipo de respuesta y el órgano efector que inerva, se pueden distinguir dos componentes<br />

funcionales en el sistema nervioso periférico: somático y autónomo.<br />

5.1. Sistema nervioso somático<br />

Interviene en respuestas voluntarias, inervando músculos esqueléticos que se<br />

mueven con un control consciente. Posee nervios encargados de la relación con el<br />

medio externo, y puede responder a los cambios que en él se producen.<br />

Las neuronas motoras del sistema somático son distintas y están separadas de las<br />

neuronas del autónomo, aunque los axones formen parte del mismo nervio periférico.<br />

Sus cuerpos celulares se encuentran dentro de los centros del sistema nervioso<br />

central, y sus axones son lo suficientemente largos como para conectar con los<br />

músculos esqueléticos de forma directa.<br />

Actividades<br />

12 Enumera las diferencias más<br />

importantes entre el sistema<br />

nervioso somático y el autónomo.<br />

5.2. Sistema nervioso autónomo<br />

También llamado vegetativo, interviene en respuestas<br />

involuntarias y automáticas, regulando la actividad<br />

de las vísceras. Posee nervios encargados del<br />

mantenimiento de la homeostasis y del funcionamiento<br />

de los órganos. Sus nervios motores controlan el<br />

corazón, la musculatura lisa de órganos y vísceras y<br />

las glándulas del cuerpo. Los centros de control se localizan<br />

en el hipotálamo, bulbo raquídeo y médula.<br />

En sus nervios motores existen dos neuronas: una<br />

neurona motora preganglionar, situada en el sistema<br />

nervioso central, con fibras mielínicas, cuyos axones<br />

establecen sinapsis con otra neurona, denominada<br />

postganglionar y situada en ganglios periféricos<br />

fuera del SNC, con fibras amielínicas. Los axones<br />

de esta última salen de los ganglios y conectan con el<br />

órgano efector.<br />

Mientras que el sistema somático solo puede estimular<br />

al efector, nunca inhibirlo, el sistema nervioso autónomo<br />

tiene capacidad para estimular o inhibir los<br />

órganos efectores.<br />

Desde el punto de vista funcional, el sistema nervioso<br />

autónomo presenta dos componentes, uno simpático y<br />

otro parasimpático. Los órganos controlados por él están<br />

inervados a la vez, tanto por fibras del simpático,<br />

como del parasimpático. Los dos componentes realizan<br />

funciones antagónicas, siendo el equilibrio en la actividad<br />

de ambos, lo que hace a los órganos funcionar<br />

correctamente.<br />

El simpático actúa en situaciones de alerta o alarma, y<br />

frente a condiciones adversas para el organismo, aumentando<br />

el gasto energético. El parasimpático actúa<br />

relajando y recuperando las condiciones normales<br />

para el organismo, disminuyendo el gasto energético.<br />

Sistema parasimpático<br />

Contracción<br />

de la pupila<br />

Estimulación<br />

de la<br />

secreción<br />

salival<br />

Disminución<br />

del ritmo<br />

cardíaco<br />

Constricción<br />

bronquial<br />

Aumento<br />

de la<br />

movilidad<br />

gástrica<br />

Inhibición<br />

de la<br />

liberación<br />

de glucosa<br />

Inhibición<br />

de secreción<br />

de adrenalina<br />

Contracción<br />

de la vejiga<br />

de la orina<br />

Contracción<br />

del ano<br />

Sistema simpático<br />

Dilatación<br />

de la pupila<br />

Inhibición<br />

de la secreción<br />

salival<br />

Aumento<br />

del ritmo<br />

cardíaco<br />

Dilatación<br />

bronquial<br />

Inhibición<br />

de la movilidad<br />

gástrica<br />

Estimulación<br />

de la liberación<br />

de glucosa<br />

Estimulación<br />

de la secreción<br />

de adrenalina<br />

Relajación<br />

de la vejiga<br />

de la orina<br />

Relajación<br />

del ano<br />

La coordinación nerviosa y hormonal de los <strong>animales</strong><br />

173


6<br />

La elaboración de la respuesta<br />

por el sistema nervioso<br />

Actividades<br />

13 Razona por qué los actos voluntarios<br />

son más lentos que los actos reflejos.<br />

La respuesta motora depende de la actuación de un circuito de neuronas entre los<br />

órganos receptores y los órganos efectores. Cuando la respuesta es rápida e inconsciente,<br />

se realiza de una forma simple y constituye un acto reflejo. Cuando en la<br />

elaboración la respuesta se requiere la participación de centros nerviosos superiores,<br />

es más elaborada y constituye un acto voluntario.<br />

Receptor<br />

Efector<br />

Estímulo<br />

Neurona<br />

sensitiva<br />

Neurona motora<br />

6.1. Actos reflejos<br />

Son aquellos actos en los que no interviene la voluntad, y se realizan de manera<br />

inconsciente. Corresponden, por ejemplo, a las reacciones automáticas que se<br />

producen como respuestas a una quemadura o un pinchazo.<br />

Son actos rápidos, en los que participa la médula espinal como único órgano del<br />

sistema nervioso central. El conjunto de neuronas que participan en el acto reflejo<br />

se denomina arco reflejo.<br />

Neurona<br />

de asociación<br />

6.2. Actos voluntarios<br />

• Órgano receptor. Recibe el estímulo del exterior.<br />

• Neurona sensitiva. Lleva la información recibida, a través de<br />

nervios espinales hacia la sustancia gris de la médula espinal.<br />

• Neurona de asociación. Situada en la sustancia gris de la médula,<br />

transforma la sensación recibida en una respuesta motora.<br />

• Neurona motora. Lleva la respuesta a los órganos efectores, a<br />

través de nervios espinales.<br />

• Órgano efector. Ejecuta la respuesta. Puede ser un músculo o<br />

una glándula.<br />

Efector<br />

Neurona<br />

motora<br />

Receptor<br />

Estímulo<br />

Encéfalo<br />

Neurona<br />

sensitiva<br />

Neurona<br />

aferente<br />

Son aquellos actos que se realizan con la participación de los centros nerviosos de<br />

la corteza cerebral, por tanto, conscientes y más elaborados que los anteriores.<br />

– El órgano receptor capta un estímulo, este se transmite por<br />

una neurona sensitiva, que entra por la raíz posterior de los<br />

nervios periféricos hacia las astas posteriores de la médula<br />

espinal.<br />

Neurona<br />

eferente<br />

– Los cuerpos neuronales de la sustancia gris reciben el impulso<br />

y lo envían, a través de fibras de la sustancia blanca de la<br />

médula, hacia el bulbo raquídeo.<br />

A este nivel hace sinapsis con otra neurona, que conecta con<br />

la corteza cerebral del hemisferio contrario al lado donde se<br />

produce el estímulo.<br />

– Al llegar la información a la corteza cerebral, se percibe, se<br />

hace consciente y se elabora una respuesta adecuada y consciente,<br />

frente al estímulo percibido.<br />

– La respuesta, a través de neuronas motoras, sale del encéfalo<br />

y, por fibras nerviosas de la sustancia blanca del mismo lado<br />

de la médula por donde ascendió, baja hasta un determinado<br />

nivel.<br />

– Allí hace sinapsis con el cuerpo de una neurona motora de las<br />

astas anteriores, que envía la respuesta por las raíces anteriores<br />

del nervio espinal hacia el efector.<br />

174 Unidad 9


7<br />

La coordinación hormonal.<br />

El sistema endocrino<br />

Además de la coordinación nerviosa, existe una coordinación hormonal que se lleva<br />

a cabo gracias a un conjunto de órganos especializados llamados glándulas endocrinas,<br />

que producen y segregan hormonas.<br />

Las hormonas se liberan a la sangre en pequeñas cantidades, son transportadas<br />

por el sistema circulatorio a todo el cuerpo, y producen respuestas fisiológicas en<br />

células u órganos llamados células u órganos diana.<br />

Desde el punto de vista químico, las hormonas son sustancias heterogéneas, tales<br />

como: proteínas, lípidos, derivados de aminoácidos, etc.<br />

7.1. Mecanismos de acción hormonal<br />

Las hormonas participan en la regulación del medio interno (homeostasis) activando<br />

o inhibiendo distintas actividades celulares. Participan en procesos como<br />

crecimiento y desarrollo de células y tejidos, regulación de la reacciones metabólicas,<br />

etc.<br />

Una vez producidas, las hormonas son transportadas por la sangre y llegan a todas<br />

las células, pero no todas las células responden de la misma manera. Las hormonas<br />

actúan únicamente en ciertas células. Esta especificidad se debe a la existencia<br />

de unas moléculas receptoras en las células diana; de manera que una hormona<br />

solo puede actuar sobre aquellas células que disponen de estos receptores.<br />

La secreción de hormonas por las glándulas se halla regulada tanto por el SNC como<br />

por el propio sistema hormonal. La acumulación de hormonas en el medio interno<br />

resulta perjudicial, por lo que se inactivan o destruyen con rapidez.<br />

Actividades<br />

14 ¿Qué es una célula diana?<br />

¿Por qué mecanismo se garantiza<br />

la especificidad de actuación<br />

de las hormonas exclusivamente<br />

sobre las células diana?<br />

Rincón para el debate<br />

El alcohol, una droga peligrosa<br />

El alcohol es una de las drogas de más<br />

fácil acceso para los adolescentes,<br />

y su consumo se ha convertido<br />

en un verdadero problema social<br />

en muchos países. Algunas personas<br />

piensan que, aunque se beba<br />

frecuentemente, si no se es un<br />

alcohólico típico las consecuencias<br />

no pueden ser muy alarmantes; sin<br />

embargo, los efectos suelen ser graves<br />

y a veces irreversibles.<br />

Hay dos tipos de intoxicación debida<br />

al consumo de alcohol: la intoxicación<br />

aguda, ocasionada por la ingestión<br />

masiva de alcohol, y la intoxicación<br />

crónica, provocada por un consumo<br />

de alcohol excesivo y continuado, o<br />

por intoxicaciones agudas repetidas.<br />

Pero ¿qué trastornos provoca el uso<br />

excesivo de alcohol? El alcohol<br />

es una droga que modifica el estado<br />

de ánimo, afecta a casi todas<br />

las células del cuerpo,<br />

fundamentalmente a las del sistema<br />

nervioso central, donde actúa como<br />

depresivo, interfiriendo<br />

en el funcionamiento normal<br />

de algunos neurotransmisores.<br />

En los alcohólicos crónicos<br />

se producen graves trastornos<br />

cerebrales, hepáticos como<br />

la cirrosis, y cardiovasculares<br />

al aumentar la presión sanguínea<br />

y, por tanto, el riesgo de infarto.<br />

Finalmente, el alcohol provoca<br />

adicción física y dependencia<br />

psicológica.<br />

¿Qué dos tipos de intoxicaciones<br />

provoca el consumo de alcohol?<br />

¿Cómo afecta el alcohol<br />

al funcionamiento del sistema<br />

nervioso? ¿Qué otros daños ocasiona<br />

en el cuerpo humano? ¿Crees que las<br />

personas que consumen alcohol<br />

habitualmente son conscientes de los<br />

daños que les puede provocar?<br />

La coordinación nerviosa y hormonal de los <strong>animales</strong><br />

175


8<br />

Glándulas endocrinas<br />

y hormonas en vertebrados<br />

El sistema hormonal de los vertebrados está constituido por una serie de glándulas endocrinas<br />

bien diferenciadas, que en su mayoría están controladas por el hipotálamo.<br />

Hipófisis<br />

anterior<br />

Hipotálamo<br />

Hipófisis<br />

posterior<br />

Hipófisis<br />

intermedia<br />

Tiroides<br />

Paratiroides<br />

Tráquea<br />

8.1. Hipotálamo<br />

Es una pequeña parte del encéfalo que se conecta a la hipófisis, formando el eje<br />

hipotálamo-hipófisis. Las neuronas del hipotálamo envían señales nerviosas y segregan<br />

neurotransmisores que controlan la hipófisis.<br />

Los neurotransmisores segregados por el hipotálamo se llaman factores hipotalámicos<br />

de liberación o inhibición. Entre ellos destacan, la TRH (hormona<br />

liberadora de tirotropina), la CRH (hormona liberadora de corticotropina), la<br />

GHRH (hormona liberadora de la hormona del crecimiento), la GHIH o somatostatina<br />

(hormona inhibidora de la hormona del crecimiento), la GnRH (hormona<br />

liberadora de gonadotropinas) y la PIH (hormona inhibidora de la prolactina).<br />

Además, el hipotálamo produce otras dos hormonas, la oxitocina y la vasopresina<br />

(ADH), la primera estimula las contracciones del útero, favoreciendo la expulsión<br />

del feto en el parto. La vasopresina aumenta la absorción de agua en los túbulos<br />

renales, así como la presión arterial.<br />

8.2. Hipófisis<br />

Es una pequeña glándula unida a la parte inferior del hipotálamo. Produce hormonas<br />

que controlan la secreción de otras glándulas endocrinas. Su actividad está<br />

regulada por el hipotálamo y, mediante un sistema de retroalimentación, por las<br />

glándulas que ella misma controla. En la hipófisis se diferencian varias partes:<br />

• Adenohipófisis o lóbulo anterior. Produce hormonas que en su mayoría estimulan<br />

la producción de otras hormonas, como: hormona del crecimiento o GH,<br />

estimula el crecimiento de huesos, músculos y cartílagos; prolactina, estimula la<br />

producción de leche en las glándulas mamarias después del parto; folículo estimulante<br />

o FSH, hace madurar los folículos ováricos y estimula la formación de<br />

estrógenos, en el testículo estimula la producción de espermatozoides; luteo estimulina<br />

o LH, provoca la ovulación, la formación del cuerpo lúteo y la consiguiente<br />

formación de progesterona, en el testículo estimula la producción de testosterona;<br />

hormona estimulante del tiroides o TSH, estimula la producción de<br />

hormonas en la glándula tiroides, y hormona adrenocorticotropa o ACTH, estimula<br />

la secreción de hormonas de la corteza suprarrenal.<br />

• Neurohipófisis o lóbulo posterior. Está formada por las terminaciones axónicas<br />

de neuronas del hipotálamo. Acumula oxitocina y vasopresina.<br />

• Región intermedia. Produce la hormona melanocito estimulante o MSH,<br />

que estimula la síntesis de melanina en la dermis de mamíferos. En anfibios y<br />

reptiles controla la coloración de la piel.<br />

8.3. Tiroides<br />

El tiroides se sitúa en el cuello, debajo de la laringe. Es una glándula formada por<br />

dos lóbulos unidos por una pequeña porción de tejido. Produce tiroxina y triyodotironina,<br />

que derivan del aminoácido tirosina y contienen yodo; su efecto es<br />

acelerar los procesos metabólicos de las células. También produce calcitonina, un<br />

polipéptido que actúa disminuyendo la concentración de calcio en sangre y líquidos<br />

corporales, y estimulando su fijación en los huesos.<br />

176 Unidad 9


8.4. Paratiroides<br />

Constituida por cuatro pequeñas glándulas situadas simétricamente a ambos lados<br />

del tiroides. Producen la parathormona, un polipéptido que participa en el metabolismo<br />

del calcio y del ion fosfato; su efecto es contrario a la calcitonina, provocando<br />

la liberación de calcio del hueso.<br />

Actividades<br />

15 Establece, mediante un esquema,<br />

la relación que existe entre<br />

la glándula hipófisis y los testículos<br />

y ovarios.<br />

8.5. Páncreas<br />

El páncreas se encuentra debajo del estómago. Su capacidad endocrina radica en<br />

unos conjuntos de células denominados islotes de Langerhans, que segregan insulina<br />

y glucagón. Ambas hormonas intervienen en la regulación de los niveles de<br />

glucosa en sangre (glucemia) y tienen efectos antagónicos.<br />

– La insulina reduce la cantidad de glucosa en sangre al aumentar la permeabilidad<br />

de las membranas celulares favoreciendo su entrada a las células, además estimula<br />

la formación de glucógeno a partir de glucosa en el hígado.<br />

– El glucagón aumenta la glucemia haciendo que el hígado degrade glucógeno a<br />

glucosa que pasa a la sangre.<br />

El control del proceso se realiza por la concentración de glucosa en sangre, de modo<br />

que su aumento estimula la secreción de insulina, y su disminución por debajo de<br />

unos límites estimula la secreción de glucagón.<br />

8.6. Glándulas suprarrenales<br />

Son dos pequeños órganos situados sobre los riñones. Se diferencian dos zonas:<br />

• Corteza suprarrenal. Es la parte externa de la glándula; produce casi treinta<br />

hormonas esteroides, que se pueden agrupar en tres tipos diferentes: mineralcorticoides,<br />

como la aldosterona, que regulan el metabolismo iónico; glucocorticoides,<br />

como el cortisol y la cortisona, que intervienen en el metabolismo<br />

celular de glúcidos, lípidos y proteínas, y los andrógenos suprarrenales, que<br />

en los testículos se convierten en testosterona.<br />

• Médula suprarrenal. Es la parte interior de la glándula; produce dos hormonas:<br />

la adrenalina y la noradrenalina. Actúan sobre diversos órganos del cuerpo<br />

y lo hacen en situación de alerta o estrés, aumentando el ritmo cardíaco, nivel<br />

de glucosa en sangre, la respiración, etc.<br />

Vena<br />

porta<br />

Arteria<br />

mesentérica<br />

superior<br />

Cápsula<br />

suprarrenal<br />

Epidídimo<br />

Páncreas<br />

Riñón<br />

8.7. Testículos<br />

Situados en la parte baja del abdomen dentro de la bolsa escrotal. Producen hormonas<br />

androgénicas o masculinas, en las células intersticiales o de Leydig, situadas<br />

entre los tubos seminíferos.<br />

Los andrógenos son las hormonas responsables del funcionamiento de los órganos<br />

sexuales en el hombre, y de la aparición de los caracteres sexuales secundarios y<br />

su mantenimiento a lo largo de la vida. La testosterona es la principal hormona<br />

androgénica e interviene, además, en el proceso de formación de espermatozoides.<br />

8.8. Ovarios<br />

Situados en el parte baja de la cavidad abdominal. Producen hormonas femeninas<br />

o estrógenos y progesterona. Los estrógenos, como el estradiol, mantienen los<br />

caracteres sexuales secundarios y son los responsables del mantenimiento del ciclo<br />

menstrual.<br />

La progesterona, u hormona del embarazo, se segrega durante la segunda mitad<br />

del ciclo menstrual, y si el óvulo es fecundado facilita su implantación en el útero.<br />

Útero<br />

Trompa de Falopio<br />

Ovario<br />

Testículo<br />

La coordinación nerviosa y hormonal de los <strong>animales</strong><br />

177


9<br />

Las hormonas en invertebrados<br />

La mayoría de los invertebrados presentan una coordinación hormonal, que se lleva<br />

a cabo mediante hormonas segregadas por células neurosecretoras.<br />

En anélidos, artrópodos y moluscos, las células neurosecretoras se encuentran distribuidas<br />

por todo el sistema nervioso y liberan las neurohormonas directamente a<br />

los líquidos corporales.<br />

• En anélidos, los ganglios cerebroides situados en la parte cefálica, producen<br />

neurohormonas que regulan los procesos de regeneración y crecimiento.<br />

• En insectos existen dos órganos situados en la cabeza, los cuerpos cardíacos y<br />

los cuerpos alares, a los que vierten la células neurosecretoras del protocerebro.<br />

Los cuerpos alares poseen células secretoras propias y producen la hormona juvenil,<br />

que retrasa la aparición de los caracteres propios del individuo adulto y<br />

que ayuda a mantener el estado larvario.<br />

Los cuerpos cardíacos almacenan la neurohormona de activación (AH), que<br />

una vez segregada controla la actividad de la glándula protorácica, la verdadera<br />

glándula productora de la hormona de la muda o ecdisona, que provoca la<br />

muda del exoesqueleto y la metamorfosis del insecto.<br />

Protocerebro<br />

Glándula protorácica<br />

Hormona juvenil<br />

Neurohormona<br />

de activación (AH)<br />

Ecdisona<br />

Larva<br />

Larva<br />

Pupa<br />

Adulto<br />

Control homonal de la metamorfosis de insectos.<br />

*Cromatóforo: Célula de la dermis<br />

con pigmentación.<br />

• En crustáceos se presenta una glándula de seno, formada por terminaciones<br />

axónicas, que produce neurohormonas como la cromatoforotropina que actúa<br />

sobre los cromatóforos* y regula los cambios de pigmentación del cuerpo. También<br />

produce la hormona inhibidora de la muda (MIH), que inhibe la secreción<br />

de la hormona de la muda (MH).<br />

• En moluscos cefalópodos existen las glándulas ópticas, situadas al lado de los<br />

ojos y controladas por el nervio óptico. Segregan hormonas gonadotrópicas,<br />

responsables del crecimiento del animal y del desarrollo de las gónadas.<br />

Actividades<br />

16<br />

¿Existen verdaderas glándulas endocrinas en los <strong>animales</strong> invertebrados?,<br />

¿a qué están asociadas las estructuras que forman hormonas en estos <strong>animales</strong>?<br />

17<br />

¿Qué función tiene la hormona de la muda en los artrópodos?<br />

178 Unidad 9


Laboratorio<br />

Disección de un encéfalo de cordero<br />

El encéfalo se encuentra en el interior del cráneo y está constituido por un grupo de órganos que, junto con la médula espinal,<br />

forman el sistema nervioso central. Su estructura y componentes es muy similar en todos los mamíferos, aunque existe<br />

una gran diferencia en el desarrollo del cerebro y las circunvoluciones de su corteza.<br />

Objetivos<br />

• Conocer la anatomía de los órganos del encéfalo.<br />

• Diferenciar las estructuras encefálicas más aparentes.<br />

• Practicar técnicas de disección.<br />

Material necesario<br />

– Encéfalo de cordero<br />

– Bandeja de disección<br />

– Formol al 10 % o alcohol<br />

de 96 0 , y amoníaco<br />

– Bisturí<br />

– Tijeras<br />

– Pinzas de disección<br />

– Material de dibujo<br />

Desarrollo<br />

1. Colocamos el encéfalo, cubierto de formol al 10 %<br />

(o alcohol de 96 0 ), dentro de un recipiente<br />

y lo cerramos herméticamente. Dejamos actuar<br />

de cuatro a siete días, para que el órgano<br />

se endurezca y podamos manipularlo mejor.<br />

Después lo lavamos con abundante agua y amoníaco<br />

durante unos minutos y finalmente lo volvemos<br />

a enjuagar con agua.<br />

Podemos encontrar en ocasiones restos<br />

de la meninges en el encéfalo y médula. Son unas<br />

membranas que, aunque delgadas, contienen vasos<br />

sanguíneos.<br />

2. Colocamos en la bandeja de disección el encéfalo<br />

con la cara dorsal hacia nosotros. Tratamos<br />

de diferenciar los dos hemisferios cerebrales,<br />

observando las circunvoluciones, la cisura<br />

interhemisférica, los hemisferios del cerebelo,<br />

el bulbo raquídeo y la médula.<br />

3. Volvemos el encéfalo y lo colocamos ahora por<br />

su cara ventral. Podemos distinguir los nervios<br />

olfativos en su parte anterior y los nervios ópticos.<br />

4. Para la disección colocamos el encéfalo hacia arriba<br />

y con el bisturí cortamos, longitudinalmente, y con<br />

cuidado, todo el encéfalo, para lo cual seguimos la<br />

línea de la cisura interhemisférica. Podremos<br />

diferenciar diversas partes tal como se observa<br />

en la fotografía.<br />

5. A continuación cortamos transversalmente uno<br />

de los hemisferios cerebrales. Distinguiremos<br />

la sustancia gris de la corteza cerebral y la sustancia<br />

blanca interior.<br />

Cara dorsal<br />

Hemisferios cerebrales<br />

Cisura interhemisférica<br />

Hemisferios<br />

del cerebelo<br />

Médula<br />

Nervios<br />

olfativos<br />

Cara ventral<br />

Nervios ópticos<br />

Médula<br />

Cuerpo calloso<br />

Corte longitudinal<br />

Bulbo raquídeo<br />

Cerebelo<br />

Cerebelo<br />

Tálamo Hipotálamo Bulbo raquídeo<br />

Practica<br />

18<br />

19<br />

Haz un dibujo esquemático de la anatomía externa<br />

del encéfalo visto por su cara dorsal y otro visto por su cara<br />

ventral. Nombra las estructuras que distingas.<br />

Realiza otro dibujo del corte longitudinal, indicando<br />

las zonas que diferencias.<br />

20<br />

¿Cómo se puede saber cuál es la parte anterior y posterior<br />

del encéfalo? ¿Qué órganos se encuentran en la parte<br />

anterior y cuáles en la parte posterior?<br />

21 ¿A qué se debe la diferencia de color entre la sustancia gris<br />

y la blanca?<br />

La coordinación nerviosa y hormonal de los <strong>animales</strong><br />

179


Actividades de repaso<br />

22<br />

23<br />

24<br />

25<br />

26<br />

Realiza un dibujo de una neurona, señala las partes que<br />

conozcas e indica el sentido en el que se mueve el impulso<br />

nervioso.<br />

¿Qué son las células de glía?, ¿cuáles son los distintos tipos<br />

y qué funciones realizan?<br />

¿En qué consiste el potencial de reposo? Explica cómo<br />

se produce el potencial de acción.<br />

Qué estructura anatómica tienen las fibras mielínicas y<br />

amielínicas. ¿En cuál de ellas el impulso nervioso es más rápido?<br />

El siguiente esquema representa una sinapsis nerviosa.<br />

31<br />

32<br />

De los siguientes órganos del cuerpo humano,<br />

¿cuáles están inervados por el sistema nervioso autónomo<br />

y cuáles por el sistema nervioso somático?<br />

a) Glándula salival<br />

b) Músculos flexores y extensores de los dedos<br />

c) Estómago<br />

d) Musculatura de las mandíbulas<br />

e) Vejiga de la orina<br />

¿Qué diferencias existen entre los siguientes pares de elementos?<br />

a) Hormona y neurohormona<br />

Copia el dibujo, indica cada uno de sus componentes<br />

b) Glándula endocrina y glándula exocrina<br />

y explica cómo es su funcionamiento.<br />

c) Órgano efector y órgano diana<br />

A<br />

33 Copia y completa la siguiente tabla, referente a las hormonas<br />

de invertebrados.<br />

D<br />

B<br />

C<br />

Grupo animal Órgano Hormona producida<br />

Insectos<br />

Glándula protorácica<br />

Hormona juvenil<br />

27<br />

Señala las diferencias entre:<br />

Anélidos<br />

Ganglios cerebroides<br />

a) Sustancia gris y sustancia blanca<br />

b) Sistema nervioso central y sistema nervioso periférico<br />

c) Ganglios nerviosos y centros nerviosos<br />

Crustáceos<br />

Moluscos<br />

cefalópodos<br />

Cromatoforotropina<br />

Gonadotrópica<br />

28<br />

29<br />

30<br />

Por qué se dice que el impulso nervioso es de naturaleza<br />

electroquímica. Explica cómo se inicia el impulso nervioso<br />

en las neuronas. ¿Qué quiere decir que es unidireccional?<br />

Copia y completa las siguientes frases referentes al sistema<br />

nervioso de invertebrados.<br />

a) En los los impulsos nerviosos se transmiten<br />

en todas las direcciones y no existe un centro nervioso<br />

de control.<br />

b) La estrella de mar tienen un sistema nervioso ,<br />

y del cordón nervioso que rodea el esófago parten cinco<br />

hacia otras tantas partes del cuerpo.<br />

c) En los platelmintos los situados<br />

en la cabeza tienen la función de un encéfalo sencillo.<br />

d) Tanto los crustáceos como los insectos tienen una cadena<br />

de<br />

en posición<br />

Copia el siguiente cuadro con las partes del encéfalo y rellénalo<br />

con las funciones de cada parte.<br />

Partes del encéfalo<br />

Funciones<br />

Corteza cerebral<br />

Tálamo<br />

Hipotálamo<br />

Cerebelo<br />

Bulbo raquídeo<br />

34<br />

35<br />

36<br />

37<br />

38<br />

Indica qué hormonas producen cada uno de los siguientes<br />

efectos:<br />

a) Aumento de la frecuencia cardíaca.<br />

b) Disminución de la glucosa en la sangre.<br />

c) Estimulación de la formación de leche.<br />

d) Aumento de la reabsorción de sodio en el riñón.<br />

De las siguientes hormonas, ¿cuál produce una disminución<br />

del calcio en la sangre?<br />

a) Parathormona c) Calcitonina e) Aldosterona<br />

b) Insulina d) Glucagón<br />

¿Dónde se produce la hormona que regula el crecimiento<br />

y desarrollo del cuerpo?<br />

a) Hipófisis c) Paratiroides<br />

b) Corteza suprarrenal d) Tiroides<br />

Tanto los testículos como los ovarios poseen dos funciones,<br />

indica cuáles son. ¿Qué otra glándula<br />

controla su funcionamiento?<br />

Copia el dibujo del cuerpo humano<br />

de un hombre y de una mujer y<br />

nombra las glándulas endocrinas.<br />

Incluye en el dibujo los órganos<br />

controlados por hormonas<br />

de la corteza suprarrenal.<br />

180 Unidad 9


Actividades de ampliación<br />

39 Compara el tipo de coordinación nerviosa con la coordinación<br />

hormonal y expresa en un esquema las características más<br />

importantes de cada una.<br />

47<br />

48<br />

Señala las diferencias estructurales y funcionales entre las fibras<br />

mielínicas y las amielínicas. Haz un dibujo esquemático.<br />

Observa el siguiente esquema.<br />

40 Indica cómo se produce el impulso nervioso y explica<br />

los siguientes conceptos:<br />

a) Polarización de la fibra nerviosa.<br />

b) Despolarización de la fibra nerviosa.<br />

c) Repolarización de la misma.<br />

41<br />

Observa la siguiente gráfica, en la que se representa<br />

el potencial de una membrana en un impulso nervioso.<br />

42<br />

43<br />

44<br />

45<br />

46<br />

Potencial de membrana<br />

(milivoltios)<br />

100<br />

50<br />

0<br />

50<br />

100<br />

Explica lo que ocurre en la zona llana de la curva, la zona<br />

de ascenso y la de descenso.<br />

Une ambas columnas según la relación existente entre las<br />

siguientes partes del encéfalo y las funciones que se enumeran.<br />

a) Tálamo<br />

b) Cerebelo<br />

c) Bulbo raquídeo<br />

d) Corteza cerebral<br />

e) Hipotálamo<br />

Tiempo (milisegundos)<br />

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10<br />

1) Elaboración de las sensaciones<br />

conscientes y de las respuestas<br />

voluntarias.<br />

2) Regulación de movimientos<br />

cardíacos y respiratorios.<br />

3) Centro de análisis y transmisión<br />

de la información sensorial hacia<br />

los centros cerebrales.<br />

4) Regulación del apetito<br />

y de la temperatura del cuerpo.<br />

5) Coordinación de los movimientos<br />

del cuerpo.<br />

Durante el parto, a algunas mujeres se les administra<br />

una hormona para acelerar el proceso, debido a la lentitud<br />

de las contracciones de las paredes del útero. ¿De qué hormona<br />

se trata? ¿Dónde se produce de manera natural?<br />

Señala las similitudes y diferencias que existen en el<br />

funcionamiento de la luteoestimulina (LH) y la folículo<br />

estimulante (FSH) en el hombre y en la mujer.<br />

Si en un análisis de sangre se detectan niveles elevados de<br />

glucosa y también el análisis de orina tiene glucosa, ¿qué<br />

enfermedad puede padecer esa persona?, ¿cuál será la causa de<br />

dicha enfermedad? ¿cómo podrían paliarse sus efectos?<br />

Si a una rata se le estirpa la glándula tiroides, ¿qué efectos<br />

crees que se producirán?, ¿cómo podría paliarse el efecto<br />

que provoca la falta de dicha glándula?<br />

a) ¿Qué representa? Señala cada uno de los componentes.<br />

b) Explica cómo se desarrolla el proceso nervioso<br />

que representa el dibujo.<br />

c) ¿Qué ocurriría si por un accidente la médula espinal quedara<br />

cortada en su inicio?<br />

49 Explica qué puede ocurrir en las siguientes situaciones:<br />

a) Si un hombre no produce suficiente testosterona.<br />

b) Si la hipófisis de una persona no segrega hormona<br />

del crecimiento.<br />

c) Si en una mujer disminuye la producción de estrógenos<br />

y progesterona.<br />

50 Explica el proceso de regulación hormonal por<br />

retroalimentación. Pon un ejemplo de dicho proceso<br />

con la hormona tiroxina.<br />

51<br />

Muchos fármacos pueden actuar a nivel del SNC modificando<br />

las concentraciones de neurotransmisores o actuando de igual<br />

forma que lo hacen ellos. Por ejemplo, el aumento<br />

de la concentración de noradrenalina, dopamina o serotonina<br />

influyen en el estado de ánimo de las personas. El uso habitual<br />

de casi cualquier fármaco que afecte al estado de ánimo puede<br />

causar dependencia psicológica, en la que el paciente se hace<br />

emocionalmente dependiente del fármaco. Otros causan<br />

tolerancia o estado de adaptación del organismo<br />

al medicamento, que tras la administración repetitiva<br />

va perdiendo su eficacia y hay que aumentar la dosis<br />

para conseguir el efecto buscado.<br />

El uso de algunas drogas, como heroína, tabaco, alcohol<br />

y barbitúricos puede causar adicción o dependencia física<br />

en la que ocurren cambios fisiológicos en las células,<br />

que hacen a la persona dependiente del fármaco.<br />

En algunos casos, si se suspende su uso bruscamente<br />

se pueden producir trastornos físicos.<br />

a) ¿Qué tipo de neurotransmisores puede afectar al estado<br />

de ánimo?<br />

b) Señala las diferencias entre: tolerancia, dependencia<br />

psicológica y dependencia física.<br />

c) Busca información sobre los siguientes medicamentos<br />

y sustancias y comprueba si producen tolerancia,<br />

dependencia psicológica o adicción: ansiolíticos,<br />

analgésicos narcóticos, anfetaminas, nicotina.<br />

La coordinación nerviosa y hormonal de los <strong>animales</strong><br />

181


Orientaciones para un examen<br />

Observa la figura adjunta y realiza las siguientes actividades:<br />

a) Completa el esquema con las glándulas y otros órganos que faltan.<br />

b) Analiza y explica el significado del esquema.<br />

<br />

TRH<br />

TRH<br />

TSH<br />

Glándulas endocrinas<br />

Hormona liberadora de tirotropina<br />

Hormona estimulante de la tiroides<br />

Inhibición<br />

Estimulación<br />

TSH<br />

<br />

<br />

Tiroxina<br />

Triyodotironina<br />

Análisis de esquemas de control hormonal mediante retroalimentación<br />

La figura representa un esquema de la secreción de las hormonas tiroxina y triyodotironina, así como la regulación<br />

de su producción por retroalimentación negativa. En él se incluyen tres cuadrados que representan glándulas<br />

endocrinas <strong>relacion</strong>adas mediante flechas con las hormonas que producen.<br />

En este tipo de esquemas, las flechas o líneas con signos positivos () indican estimulación de la glándula endocrina<br />

para producir la/s hormona/s, y los signos negativos () significan inhibición de la glándula para reducir o anular<br />

la producción de hormona/s. Estos esquemas suelen ser representados en cascada, ya que la estimulación de una<br />

glándula activa la producción de una hormona que a su vez estimula otra glándula, etc. En el ejercicio contestaremos:<br />

a) Los órganos y glándulas que no están identificados con un nombre<br />

son: el hipotálamo en la parte superior, productor de la hormona TRH,<br />

que estimula la adenohipófisis, glándula que figura en el medio<br />

del esquema, y que a su vez produce la hormona TSH. La glándula<br />

que figura en la parte inferior, productora de tiroxina y triyodotironina,<br />

es la tiroides. Hay que tener en cuenta que todas las hormonas<br />

liberadoras son producidas exclusivamente por el hipotálamo, y<br />

siempre actúan sobre la adenohipófisis (lóbulo anterior de la hipófisis).<br />

b) Para explicar el esquema hay que fijarse en los signos de las líneas que<br />

<strong>relacion</strong>an glándulas y hormonas. Como se ve, hay signos positivos ()<br />

y negativos (), lo que indica que debe existir algún tipo de regulación<br />

de la producción de dichas hormonas para conservar la homeostasis.<br />

La secreción de hormonas del tiroides se regula mediante mecanismos<br />

de retroalimentación negativa, ya que existe una línea discontinua ( )<br />

que <strong>relacion</strong>a dichas hormonas con la adenohipófisis. Esto significa que<br />

existirá una inhibición de su secreción, pues la concentración<br />

de las hormonas es percibida como adecuada o elevada por<br />

sus acciones fisiológicas. Hay que fijarse en que aquí la inhibición<br />

es indirecta, ya que no se actúa directamente sobre la tiroides, sino<br />

sobre otra glándula que a través de la TSH estimula la producción.<br />

En el caso de que las concentraciones de las hormonas de la tiroides<br />

disminuyan hasta valores no funcionales, se estimula la secreción<br />

de TSH y así también la formación de tiroxina y triyodotironina<br />

por la glándula tiroides.<br />

Hipotálamo<br />

<br />

TRH<br />

Adenohipófisis<br />

<br />

TSH<br />

Tiroides<br />

Tiroxina<br />

Triyodotironina<br />

<br />

Practica<br />

52<br />

Explica y analiza el esquema<br />

adjunto, identificando<br />

las glándulas y hormonas<br />

que faltan. ¿Qué efecto tendrá<br />

en el esquema la supresión<br />

de hormona CRH?<br />

<br />

CRH<br />

<br />

<br />

<br />

Cortisol<br />

182<br />

Unidad 9


Aplicaciones de la Ciencia<br />

Santiago Ramón y Cajal, científico,<br />

maestro y humanista<br />

A Santiago Ramón y Cajal (1852-1934) se le considera<br />

el científico español más destacado, tanto por la importancia<br />

de sus hallazgos, como por su influencia científica. A pesar de<br />

que en aquella época España tenía un gran retraso en el ámbito<br />

científico, realizó un gran trabajo investigador que culminó<br />

con el premio Nobel de Fisiología y Medicina, de 1906,<br />

por sus descubrimientos sobre el sistema nervioso.<br />

En su trabajo científico fue de estimable ayuda su gran afición<br />

por el dibujo y la fotografía. Sus estupendas ilustraciones sobre<br />

la organización del sistema nervioso han sido reproducidos<br />

durante décadas en los principales textos de neurociencias.<br />

Presentó por primera vez sus trabajos en el Congreso Anual<br />

de la Sociedad Anatómica Alemana de la Universidad<br />

de Berlín, en 1889. En él expuso los tres pilares<br />

sobre los que se asienta la llamada teoría neuronal:<br />

• La individualidad histológica y funcional de la célula<br />

nerviosa. Ramón y Cajal demostró, que el sistema nervioso<br />

estaba formado por billones de células nerviosas que se<br />

encontraban físicamente separadas. Posteriormente,<br />

el profesor Wilhelm Waldeyer las denominó neuronas.<br />

Hasta entonces se sostenía que el sistema nervioso estaba<br />

constituido por una amplia red de filamentos continuos.<br />

Esta teoría, llamada reticularista, estaba defendida por<br />

científicos de prestigio como Von Gerlach y Camilo Golgi.<br />

• Las neuronas se comunican entre sí por contigüidad y no<br />

por continuidad. Esta forma de conexión fue llamada<br />

sinapsis por el fisiólogo Charles Sherrington, para describir<br />

este tipo de contactos nerviosos.<br />

• El impulso nervioso se transmite por la neurona siempre en<br />

una dirección, según lo que Ramón y Cajal denominó «ley<br />

de la polarización dinámica», pues la célula nerviosa está<br />

polarizada, al recibir la información por sus dendritas o por<br />

su cuerpo celular y enviarla a otras células a través del axón.<br />

Incompleta fuera la actividad del científico si se contrajera<br />

exclusivamente a actuar sobre las cosas; opera también sobre las almas.<br />

Ello es deber primordial si el investigador pertenece al magisterio. Todos<br />

tienen el derecho de esperar que buena parte de la labor del maestro<br />

sea empleada en forjar discípulos que le sucedan y le superen.<br />

Santiago Ramón y Cajal<br />

La escuela de Cajal<br />

En 1892 Santiago Ramón y Cajal fundó el Laboratorio de<br />

Investigaciones Biológicas, donde se formaron muchos de sus<br />

discípulos especialistas en neurohistología. Entre ellos:<br />

Pedro Ramón y Cajal (1854-1950), aunque nunca trabajó<br />

junto a su hermano, colaboró con él, investigando<br />

en invertebrados inferiores y reforzando con más trabajos<br />

los descubrimientos de su hermano.<br />

Jorge Francisco Tello (1880-1958), se le considera su primer<br />

discípulo, ocupó la dirección del Instituto Cajal a la muerte<br />

de su maestro.<br />

Fernando de Castro (1896-1967), sucesor del anterior<br />

en la dirección del Instituto, colaboró estrechamente<br />

con Ramón y Cajal en muchos trabajos.<br />

La continuidad del inmenso trabajo de Ramón y Cajal en<br />

España queda de manifiesto en el actual Instituto de<br />

Neurobiología Ramón y Cajal (Instituto Cajal), del CSIC.<br />

Este Instituto, creado en 1 936, ha contribuido al desarrollo de<br />

la neurociencia española durante el siglo XX, siendo además<br />

de un importante centro docente, el mayor centro de<br />

investigación en neurociencias de España. En él se realiza<br />

una investigación neurobiológica de excelencia en diferentes<br />

ámbitos, como: el electrofisiológico, el neuroquímico<br />

y el neurofarmacológico, tratando de <strong>relacion</strong>ar la<br />

investigación básica con la aplicada.<br />

No te lo pierdas<br />

Libros<br />

F JOSÉ MIGUEL GAONA. Endorfinas: las hormonas de la felicidad.<br />

Ed. La esfera de los libros<br />

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envejecimiento y muerte de los humanos. Ed. RBA libros<br />

En la red<br />

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F www.sociedaddeparaplejia.com/sep/sep.nsf/?Open<br />

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La coordinación nerviosa y hormonal de los <strong>animales</strong><br />

183


10<br />

La reproducción de los <strong>animales</strong><br />

1<br />

2<br />

3<br />

4<br />

5<br />

6<br />

7<br />

8<br />

9<br />

El proceso de la reproducción<br />

El aparato reproductor masculino<br />

El aparato reproductor femenino<br />

La estructura de los gametos<br />

La gametogénesis<br />

La fecundación en <strong>animales</strong><br />

El desarrollo embrionario<br />

en los <strong>animales</strong><br />

El desarrollo postembrionario<br />

Los ciclos biológicos<br />

Todas las funciones de un ser vivo son necesarias<br />

para que el organismo se mantenga con vida.<br />

La reproducción es la única que no es<br />

imprescindible para la supervivencia<br />

del individuo, aunque es la única indispensable<br />

para el mantenimiento de la especie.<br />

Evolutivamente se han desarrollado<br />

mecanismos de reproducción muy diferentes,<br />

desde las más sencillas formas de reproducción<br />

asexual hasta los más complejos sistemas<br />

de reproducción sexual de los <strong>animales</strong>.<br />

10<br />

La clonación. Técnicas, aplicaciones<br />

y repercusiones<br />

11<br />

El control artificial de la reproducción


Diario de la Ciencia<br />

Las hembras de dragón de Komodo<br />

se pueden reproducir en ausencia de machos<br />

Un grupo de científicos han detectado, en dos zoológicos de Gran Bretaña, que<br />

hembras de esta especie, que vivían en cautividad aisladas de los machos, han sido<br />

capaces de reproducirse mediante un proceso conocido como partenogénesis.<br />

El primer caso documentado<br />

de partenogénesis en<br />

dragones de Komodo, una<br />

especie en peligro de extinción,<br />

se ha registrado en<br />

abril del año 2006 en el<br />

zoológico de Londres, cuando<br />

Sungai puso once huevos.<br />

El segundo caso se ha<br />

producido cuando Flora,<br />

que vive en el zoológico de<br />

Chester, puso en mayo de<br />

ese mismo año una nidada<br />

de veinticinco huevos. Ninguna<br />

de las dos dragonas de<br />

Komodo, el mayor lagarto<br />

del mundo, había tenido<br />

contacto alguno con un macho<br />

de su especie en los últimos<br />

años.<br />

Científicos, dirigidos por<br />

Phill Watt, de la Universidad<br />

de Liverpool, realizaron<br />

una serie de pruebas<br />

que han revelado que los<br />

huevos se habían desarrollado<br />

pese a no haber<br />

sido fecundados por esperma.<br />

Tras examinar el material<br />

genético de las nidadas<br />

de ambas hembras han descubierto<br />

que este se correspondía<br />

exactamente con el<br />

de sus progenitoras. Tras<br />

más de siete meses han nacido<br />

los pequeños dragones,<br />

de entre 40 y 45 centímetros<br />

de largo y 100 a 125<br />

gramos de peso. Las crías,<br />

cuatro de Sungai y cinco de<br />

Flora, crecerán hasta convertirse<br />

en adultos de unos<br />

tres metros de largo y 140<br />

kilos de peso.<br />

«Aunque se sabe que<br />

otras especies de lagarto son<br />

capaces de formar huevos<br />

sin esperma del macho, esta<br />

es la primera vez que se<br />

tiene constancia de este proceso<br />

en un dragón de Komodo»<br />

ha reflejado un comunicado<br />

del zoológico de<br />

Chester.<br />

Los científicos reconocen<br />

que este acontecimiento ha<br />

aportado una gran dosis de<br />

esperanza a la reproducción<br />

en cautividad de esta especie,<br />

de la que tan solo sobreviven<br />

4 000 individuos<br />

en su hábitat natural, en las<br />

islas indonesias de Komodo,<br />

Flores y Rinca.<br />

Recuerda y contesta<br />

Todos los seres vivos se reproducen. Este proceso conduce<br />

a la formación de organismos semejantes y asegura<br />

la perpetuación de las especies.<br />

La reproducción puede ser asexual y sexual.<br />

La unión de los gametos se llama fecundación y continúa<br />

con un proceso de desarrollo embrionario.<br />

F<br />

F<br />

F<br />

¿Qué efecto tiene la función reproductora a nivel<br />

de la especie?<br />

¿Cómo se llama el aparato encargado<br />

de la reproducción?, ¿de qué órganos consta?<br />

¿Cómo se llaman las células que se unen<br />

en la fecundación?<br />

La reproducción de los <strong>animales</strong><br />

185


1<br />

El proceso de la reproducción<br />

La reproducción es el proceso por el cual los seres vivos producen nuevos individuos<br />

semejantes a los progenitores, asegurando la perpetuación de las especies.<br />

En los <strong>animales</strong> existen dos tipos de reproducción: sexual y asexual, según se produzca<br />

o no unión de células especializadas y, por tanto intercambio de material<br />

genético. Algunas especies <strong>animales</strong> adoptan uno u otro tipo de reproducción dependiendo<br />

de las circunstancias ambientales.<br />

1.1. Reproducción asexual<br />

En este tipo de reproducción participa un solo individuo, de él se separa la unidad<br />

reproductora que puede ser una célula o un grupo de células, dando lugar, tras<br />

su desarrollo, a un individuo genéticamente igual al progenitor. También se llama<br />

multiplicación vegetativa y existen diferentes tipos:<br />

• Gemación. Es frecuente en poríferos y cnidarios. Se produce a partir de una protuberancia<br />

o yema que se desarrolla y da lugar a un nuevo individuo que se separa<br />

del progenitor. En ocasiones pueden quedar unidos formando una colonia.<br />

• Escisión o fragmentación. Consiste en la rotura espontánea del organismo<br />

progenitor en dos o más fragmentos, cada uno de los cuales dará lugar, tras su<br />

desarrollo a un individuo completo, adulto e independiente. Se produce en algunos<br />

cnidarios y en numerosos anélidos.<br />

También se da en algunos cnidarios mediante un proceso llamado estrobilación.<br />

El pólipo se fragmenta transversalmente varias veces y cada una de las partes o<br />

éfiras se diferencia en una medusa adulta.<br />

Fragmento regenerado<br />

Yema<br />

Estrella de mar<br />

Hidra de agua dulce<br />

Fragmento regenerado<br />

Un caso especial de fragmentación es la poliembrionía, que ocurre cuando el<br />

embrión se divide en las primeras etapas del desarrollo embrionario. En vertebrados<br />

se produce en el armadillo, cuyo embrión se divide en cuatro u ocho en<br />

una fase temprana del desarrollo. En la especie humana, cuando sucede, da lugar<br />

a gemelos monocigóticos.<br />

Actividades<br />

1.2. Ventajas e inconvenientes de la reproducción asexual<br />

1<br />

2<br />

¿Cuál es la diferencia principal entre<br />

los dos tipos de reproducción?<br />

¿Cuáles son las ventajas<br />

de los <strong>animales</strong> con reproducción<br />

asexual?<br />

En condiciones favorables, mediante una reproducción asexual, tan solo se necesita<br />

un individuo para producir, en poco tiempo, una gran cantidad de descendientes<br />

en los que se mantienen las características del progenitor. Además, los procesos<br />

reproductores, excepto en algunos casos, no son especialmente complejos.<br />

Pero, en la reproducción asexual, salvo por mutaciones, no hay variabilidad genética,<br />

lo que dificulta la adaptación a otros ambientes y la evolución de las especies.<br />

186 Unidad 10


1.3. Reproducción sexual<br />

La reproducción sexual se realiza mediante la unión de dos células provenientes de<br />

dos individuos distintos. Ambos progenitores suelen ser morfológicamente distintos<br />

y pertenecen a sexos diferentes: macho y hembra. Los descendientes poseen caracteres<br />

procedentes de ambos progenitores.<br />

En la reproducción sexual de los <strong>animales</strong>, cada uno de los progenitores produce<br />

células haploides* (n) especializadas, llamadas gametos, que portan información<br />

genética del individuo que la produce. La unión de ambos gametos se denomina fecundación,<br />

y tras ella se forma una célula huevo diploide* (2n), denominada cigoto,<br />

a partir de la cual se desarrolla un nuevo individuo.<br />

La reproducción por gametos se denomina gametogamia y puede ser de dos tipos:<br />

• Partenogénesis. El nuevo individuo se desarrolla a partir únicamente del gameto<br />

femenino sin producirse fecundación. Puede ser accidental o habitual y,<br />

a pesar de no haber fecundación, se considera como un tipo de reproducción<br />

sexual, ya que hay producción de gametos.<br />

Es típica de insectos, como las abejas y las hormigas, en los que los óvulos sin fecundar<br />

dan origen a machos. También se da en algunos crustáceos y otros invertebrados.<br />

• Anfigonia. Es el tipo más frecuente e implica fecundación y fusión del material<br />

genético de los gametos (cariogamia). Se forma un cigoto que posee ambas informaciones<br />

genéticas, y a partir del cual se desarrolla un individuo con caracteres<br />

de ambos progenitores.<br />

Según las características que presenten los gametos, se pueden distinguir tres<br />

modalidades:<br />

– Isogamia. Los dos gametos son estructuralmente iguales, se llaman isogametos<br />

y por lo general tienen estructuras locomotoras como cilios o flagelos. No<br />

es típica de <strong>animales</strong>, pero es frecuente en muchos protoctistas.<br />

– Anisogamia. Los dos gametos (anisogametos) tienen formas similares, pero<br />

son de tamaños diferentes. El mayor recibe el nombre de macrogameto y el<br />

menor, microgameto.<br />

– Oogamia. Podría ser considerada un tipo especial de anisogamia, en la que<br />

uno de los gametos es inmóvil y de gran tamaño (óvulo), y el otro es móvil y<br />

pequeño (espermatozoide). Se da en la mayor parte de <strong>animales</strong>.<br />

A<br />

B<br />

Los gametos masculinos, o espermatozoides<br />

(A), son pequeños y móviles. Los gametos<br />

femeninos, u óvulos (B), son grandes<br />

y sin capacidad propia de desplazamiento.<br />

* Haploide: Célula o individuo cuya<br />

dotación cromosómica está formada<br />

por un único juego de cromosomas, se<br />

representa como n.<br />

* Diploide: Célula o individuo cuya<br />

dotación cromosómica es doble, formada<br />

por dos copias de cada cromosoma,<br />

se representa como 2n.<br />

1.4. Ventajas e inconvenientes de la reproducción sexual<br />

En la reproducción sexual son dos los individuos progenitores que aportan características<br />

a los descendientes. Cuando se produce la fecundación, se mezclan los<br />

materiales genéticos de ambos gametos, lo que da lugar a nuevas y únicas combinaciones<br />

genéticas.<br />

De esta forma, los individuos resultantes de una reproducción sexual manifiestan<br />

una mezcla única de características que proceden de dos progenitores. Esto implica<br />

la aparición constante de nuevas combinaciones de caracteres, lo que aumenta<br />

la variabilidad de las especies, favorece los procesos de adaptación a cambios ambientales<br />

y facilita la evolución.<br />

Sin embargo, para que ocurra este tipo de reproducción es necesario que se formen<br />

células especializadas (los gametos), que se encuentren dos individuos de sexos<br />

diferentes, que se desarrollen mecanismos para el encuentro y la fusión de ambos<br />

gametos, y que tenga lugar el desarrollo posterior del cigoto. Estos procesos<br />

implican una mayor dificultad y un mayor gasto energético que en la reproducción<br />

asexual.<br />

En las abejas, el zángano nace a partir de<br />

óvulos sin fecundar, este proceso se<br />

denomina partenogénesis.<br />

Actividades<br />

3<br />

4<br />

¿A qué se llama gametogamia?<br />

Indica los tipos de reproducción<br />

por gametogamia, y señala<br />

qué tipo poseen los mamíferos.<br />

La reproducción de los <strong>animales</strong><br />

187


2<br />

El aparato reproductor masculino<br />

Testículos<br />

Vesícula<br />

seminal<br />

Conducto<br />

eyaculador<br />

Aparato reproductor masculino de un insecto.<br />

* Sésil: Tipo de animal que vive unido<br />

a un sustrato. Por tanto, es inmóvil.<br />

Los <strong>animales</strong> que tienen reproducción sexual están provistos de un aparato reproductor,<br />

donde se forman los gametos y que posibilita la fecundación. Los órganos<br />

principales son las gónadas formadoras de gametos y hormonas sexuales. Otros órganos,<br />

los gonoductos, transportan los gametos al exterior, donde, en algunos casos,<br />

se produce la fecundación.<br />

Los aparatos reproductores masculino y femenino se diferencian por su morfología<br />

y función. Los <strong>animales</strong> que presentan ambos aparatos se denominan hermafroditas.<br />

Muchos invertebrados sésiles*, la mayoría de los platelmintos, los gasterópodos<br />

pulmonados como el caracol, algunos anélidos y algunos peces son <strong>animales</strong><br />

hermafroditas.<br />

Las especies en las que cada tipo de aparato reproductor se encuentra en individuos<br />

distintos se denominan unisexuales. Los artrópodos, muchos peces y todos los demás<br />

vertebrados son unisexuales.<br />

2.1. Anatomía del aparato reproductor masculino<br />

Existen muchos tipos de aparatos reproductores masculinos, desde los más sencillos<br />

de invertebrados hasta los más complejos de vertebrados.<br />

Conducto deferente.<br />

Conecta el epidídimo<br />

con la uretra.<br />

Vesículas seminales. Segregan<br />

un fluido denso y viscoso<br />

que contiene nutrientes.<br />

Próstata. Segrega un líquido<br />

alcalino a la uretra,<br />

neutralizando su pH.<br />

Glándulas de Cowper. Segregan<br />

líquido lubricante.<br />

Uretra. Conducto<br />

de salida de exterior.<br />

Testículos. Constituidos por multitud de túbulos seminíferos<br />

en cuyas paredes se forman los espermatozoides. En la<br />

mayoría de los mamíferos están alojados en el saco escrotal<br />

que es externo, lo que asegura la producción de<br />

espermatozoides, ya que requieren una temperatura algo<br />

menor que la del resto del cuerpo. En los demás vertebrados<br />

y en mamíferos marinos los testículos se localizan en el<br />

interior del abdomen.<br />

Pene. Es el órgano copulador.<br />

Deposita los espermatozoides<br />

en el interior del aparato<br />

reproductor femenino.<br />

Epidídimo. Tubo retorcido<br />

continuación de los<br />

túbulos seminíferos,<br />

donde los<br />

espermatozoides se<br />

almacenan y maduran.<br />

188 Unidad 10


3<br />

El aparato reproductor femenino<br />

En el aparato reproductor femenino, además de las gónadas y los gonoductos pueden<br />

existir otros órganos complementarios que sirven para nutrir y contribuir al<br />

desarrollo del embrión, como ocurre en los mamíferos, en los que los nuevos<br />

individuos se desarrollan en el interior del cuerpo de las hembras.<br />

En las hembras de algunos invertebrados, como, por ejemplo, algunos insectos,<br />

se presentan unos receptáculos seminales en los que se almacenan los espermatozoides<br />

que aporta el macho en la cópula. Cuando la hembra produce<br />

óvulos, va liberando espermatozoides y realiza una puesta de huevos por medio<br />

de un órgano denominado ovopositor.<br />

3.1. Anatomía del aparato reproductor femenino<br />

El aparato reproductor femenino con una estructura más compleja se encuentra en<br />

las hembras de los mamíferos.<br />

Ovarios. En ellos se encuentran<br />

los folículos primarios, que darán<br />

lugar a los óvulos. Elaboran también<br />

las hormonas femeninas.<br />

Oviductos o trompas de Falopio.<br />

Conductos donde se produce la<br />

fecundación. En sus paredes existen<br />

unas células ciliadas que facilitan<br />

el desplazamiento del óvulo.<br />

Ovario<br />

Útero<br />

Cuello<br />

del útero<br />

Vagina<br />

Útero o matriz. Es el órgano donde<br />

se produce la gestación en los<br />

<strong>animales</strong> vivíparos. Está formado<br />

por una capa interna, el perimetrio,<br />

una media o miometrio y el<br />

endometrio, que protege y nutre<br />

al embrión.<br />

Vagina. Es el órgano copulador<br />

femenino. Es un conducto de<br />

paredes musculosas que se adapta<br />

al pene en el coito.<br />

Genitales externos o vulva.<br />

Constituidos, en la mujer, por los<br />

labios mayores, labios menores,<br />

clítoris y glándulas de Bartolino, que<br />

segregan un líquido que humedece<br />

la vagina.<br />

Actividades<br />

5<br />

Señala las funciones de los siguientes órganos: ovarios, epidídimo, útero, próstata<br />

y glándulas de Bartolino.<br />

La reproducción de los <strong>animales</strong><br />

189


4<br />

La estructura de los gametos<br />

En los mamíferos los gametos masculinos y los femeninos son muy distintos tanto<br />

en su forma como en su tamaño y en su capacidad de desplazamiento.<br />

4.1. Estructura del espermatozoide<br />

En general, los espermatozoides son células alargadas, en las que se pueden distinguir<br />

varias partes.<br />

Cabeza con el núcleo<br />

rodeado de poco<br />

citoplasma y una estructura<br />

en su parte anterior llamada<br />

acrosoma, que contiene<br />

enzimas para la digestión<br />

de las paredes del óvulo.<br />

Cuello, con dos centriolos.<br />

En esta zona se acumulan<br />

gran número de mitocondrias<br />

situadas en espiral.<br />

Cola, que al comienzo está<br />

rodeada de una pequeña<br />

parte de citoplasma.<br />

Espermatozoides vistos al microscopio<br />

óptico.<br />

Los espermatozoides de los <strong>animales</strong> son muy variados, así en mamíferos a veces<br />

poseen una pequeña gota citoplásmica en el cuello, que se denomina equilibrador.<br />

En muchos anfibios se observa una membrana ondulante a lo largo de todo el flagelo.<br />

Los turbelarios tienen espermatozoides biflagelados, y los de crustáceos no tienen<br />

flagelos y se desplazan por movimientos ameboides.<br />

4.2. Estructura del óvulo<br />

Los óvulos suelen ser células grandes y esféricas o algo ovoidales. En ellos se pueden<br />

distinguir varias partes.<br />

Citoplasma,<br />

que acumula gran<br />

cantidad<br />

de sustancias de<br />

reserva,<br />

denominada vitelo.<br />

En la periferia<br />

se encuentran los<br />

gránulos corticales<br />

que forman<br />

la membrana<br />

de fecundación.<br />

Envoltura primaria,<br />

corresponde<br />

a la membrana<br />

plasmática.<br />

Núcleo esférico con uno<br />

o varios nucleolos.<br />

Envoltura<br />

secundaria,<br />

constituida<br />

por dos capas,<br />

la zona pelúcida<br />

formada por<br />

glucoproteínas,<br />

y la corona<br />

radiada, formada<br />

por células<br />

foliculares que<br />

rodean al óvulo.<br />

Óvulo y espermatozoides vistos al<br />

microscopio electrónico de barrido.<br />

Actividades<br />

6<br />

7<br />

Explica por qué hay tantas mitocondrias en la zona del cuello del espermatozoide.<br />

Señala las diferencias entre la zona pelúcida y la corona radiada.<br />

190 Unidad 10


5<br />

La gametogénesis<br />

Se denomina gametogénesis al proceso de formación de los gametos. Se lleva a<br />

cabo tanto en las gónadas masculinas como en las femeninas.<br />

Los gametos derivan de células germinativas mediante meiosis. Aunque esencialmente<br />

los procesos de formación de gametos masculinos y femeninos son similares,<br />

existen algunas diferencias significativas.<br />

Espermatogénesis<br />

Ovogénesis<br />

Fase de proliferación.<br />

Las células germinales<br />

diploides comienzan<br />

la mitosis,<br />

y forman<br />

espermatogonias.<br />

Célula germinal<br />

Espermatogonia<br />

Ovogonia<br />

Célula germinal<br />

Fase de proliferación.<br />

Las células germinales<br />

diploides aumentan<br />

su número<br />

y producen<br />

ovogonias<br />

por<br />

mitosis.<br />

Fase de crecimiento. Las espermatogonias<br />

aumentan de tamaño y se transforman en<br />

espermatocitos de primer orden.<br />

Espermatocito de<br />

primer orden<br />

Ovocito<br />

de primer<br />

orden<br />

Fase de crecimiento. Al nacer, cada hembra tiene un<br />

número concreto de ovogonias, que aumentan de tamaño y<br />

acumulan vitelo, transformándose en ovocitos de primer<br />

orden. Estos comienzan la profase I meiótica y se<br />

paralizan antes de la metafase I, hasta la pubertad.<br />

El ovocito queda rodeado de una capa de<br />

células que forman el folículo primario. Con<br />

la pubertad, en cada ciclo sexual, uno o más<br />

ovocitos crecen rápidamente y acumulan<br />

vitelo pasando a la siguiente fase.<br />

Fase de maduración.<br />

Los espermatocitos de primer<br />

orden terminan la primera<br />

división meiótica convirtiéndose<br />

en dos espermatocitos de<br />

segundo orden, que comienzan<br />

la segunda división<br />

meiótica, dando cuatro<br />

espermátidas con un<br />

número haploide<br />

de cromosomas.<br />

Espermiogénesis.<br />

Las espermátidas se<br />

transforman en<br />

espermatozoides por<br />

diferenciación celular.<br />

El aparato de Golgi forma<br />

el acrosoma y el centriolo<br />

origina los microtúbulos<br />

del flagelo.<br />

Espermatocito<br />

de segundo<br />

orden<br />

Espermátidas<br />

Espermatozoides<br />

Ovocito de<br />

Fase de maduración. Cada<br />

segundo orden<br />

ovocito finaliza la primera<br />

división meiótica<br />

originando un ovocito de<br />

segundo orden, y un<br />

primer corpúsculo polar.<br />

En la segunda división meiótica<br />

el ovocito de segundo orden bloquea la división<br />

en metafase, completándose en la fecundación.<br />

En la mayoría de mamíferos los ovocitos secundarios<br />

en metafase que no son fecundados, degeneran.<br />

Si se<br />

completa<br />

la meiosis,<br />

se transforma<br />

en óvulo y se<br />

produce un segundo<br />

corpúsculo polar A su vez el primer<br />

corpúsculo dará dos corpúsculos polares.<br />

Los tres corpúsculos producidos degeneran.<br />

Corpúsculos polares<br />

Actividades<br />

8<br />

9<br />

¿Qué tipos de divisiones celulares se producen en la espermatogénesis<br />

y en la ovogénesis?, ¿qué significado tiene cada una?<br />

Señala las semejanzas y diferencias entre la espermatogénesis y la ovogénesis.<br />

La reproducción de los <strong>animales</strong><br />

191


6<br />

La fecundación en <strong>animales</strong><br />

* Copulación: Unión sexual de un macho<br />

y una hembra. Durante esta unión,<br />

el macho deposita los espermatozoides<br />

en el interior del aparato reproductor<br />

de la hembra.<br />

La unión de gametos de distinto sexo para dar un cigoto se denomina fecundación.<br />

Según el lugar donde se produzca, existen dos tipos:<br />

• Externa. Se realiza fuera del organismo materno. Es característica de la mayoría<br />

de <strong>animales</strong> acuáticos y algunos terrestres, como anfibios e insectos.<br />

• Interna. Tiene lugar en el interior del aparato reproductor femenino. Se da en<br />

algunos peces y en la mayoría de <strong>animales</strong> terrestres. Se realiza, generalmente,<br />

mediante copulación*.<br />

En <strong>animales</strong> hermafroditas se puede dar la autofecundación, que tiene lugar entre<br />

gametos de distinto sexo originados por el mismo individuo, aunque la mayoría<br />

de <strong>animales</strong> hermafroditas realiza fecundación cruzada.<br />

Núcleo<br />

del óvulo<br />

Gránulos<br />

corticales<br />

Pronúcleo<br />

femenino<br />

Cono de<br />

fecundación<br />

Núcleo<br />

del óvulo<br />

Pronúcleo<br />

masculino<br />

Espermatozoide<br />

Núcleo del<br />

espermatozoide<br />

Fusión de<br />

membranas<br />

6.1. Etapas de la fecundación<br />

Antes de la fecundación se produce una descarga de espermatozoides, bien al medio<br />

externo o a los conductos genitales de la hembra. En la hembra se produce la<br />

ovulación, la pared del folículo se rompe y el ovocito, con células de la corona radiada,<br />

sale del ovario. Esta expulsión se realiza en la zona superior del oviducto,<br />

donde se produce la fecundación.<br />

El encuentro entre los gametos se realiza normalmente gracias a la movilidad del espermatozoide.<br />

En la fecundación se distinguen las siguientes etapas:<br />

Centriolo<br />

Mitocondria<br />

Actividades<br />

• Penetración del espermatozoide. En mamíferos, el ovocito está<br />

rodeado de la corona radiada. El paso del espermatozoide, a través<br />

de la corona, se realiza mediante la enzima hialuronidasa del<br />

acrosoma. Los espermatozoides llegan a la membrana pelúcida y<br />

se adhieren a su superficie. Gracias a las enzimas que se liberan<br />

desde el acrosoma, un espermatozoide de todos los que llegan,<br />

consigue atravesar la membrana pelúcida, poniendo en contacto<br />

las membranas de ambos gametos y fusionándolas.<br />

• Activación del óvulo. En el punto de contacto con el espermatozoide,<br />

el citoplasma del óvulo produce un cono de fecundación<br />

que engloba paulatinamente al espermatozoide y se retrae. La fusión<br />

de los gametos inicia la activación del óvulo, que completa<br />

la meiosis. Los gránulos corticales del óvulo provocan un cambio<br />

en su superficie formando la membrana de fecundación que impide<br />

la entrada de nuevos espermatozoides. El núcleo, un centriolo<br />

y algunas mitocondrias del espermatozoide penetran en el citoplasma<br />

del óvulo.<br />

• Unión de núcleos o cariogamia. El núcleo espermático, que recibe<br />

ahora el nombre de pronúcleo masculino, se desplaza hacia el pronúcleo<br />

femenino, que también se mueve a su encuentro, desde la<br />

zona donde ha tenido lugar la segunda división meiótica, y se produce<br />

la cariogamia. El material genético de ambos pronúcleos quedan<br />

encerrados por una membrana común, formándose el sincarion,<br />

y constituyendo un cigoto diploide.<br />

10<br />

11<br />

Señala las ventajas e inconvenientes de los dos tipos de fecundación.<br />

Explica cómo se evita la fecundación de un óvulo por varios espermatozoides.<br />

192 Unidad 10


7<br />

El desarrollo embrionario<br />

en los <strong>animales</strong><br />

El desarrollo del animal hasta que llega al estado adulto consta de dos periodos, uno<br />

embrionario y otro postembrionario; el conjunto de ambos se llama ontogénesis.<br />

El desarrollo embrionario comienza en el momento en que se forma el cigoto y termina<br />

con el nacimiento del individuo, por eclosión del huevo o en el parto.<br />

Dependiendo de dónde se produzca el desarrollo embrionario y de las estructuras<br />

que intervienen, se distinguen tres tipos de <strong>animales</strong>:<br />

• Ovíparos. Se desarrollan en huevos, que son depositados en el medio donde viven.<br />

La fecundación puede ser interna o externa.<br />

• Ovovivíparos. Se desarrollan en huevos que son retenidos en el interior de la<br />

hembra, obteniendo el alimento a partir del vitelo. La fecundación siempre es<br />

interna.<br />

• Vivíparos. El embrión se desarrolla en los oviductos o en el útero de la madre,<br />

obteniendo el alimento directamente de ella. La fecundación es interna.<br />

El desarrollo dentro de la madre asegura mayor protección y viabilidad a los<br />

embriones. Durante el desarrollo embrionario se forman todas las estructuras y<br />

se desarrollan las funciones básicas del futuro adulto.<br />

Aunque las transformaciones del embrión se suceden ininterrumpidamente, se distinguen<br />

las siguientes fases: segmentación, gastrulación, formación del mesodermo<br />

y organogénesis.<br />

7.1. Segmentación<br />

Una vez formado, el cigoto se divide por sucesivas mitosis, según planos meridianos<br />

y perpendiculares, originando 2, 4, 8… células, cada vez más pequeñas denominadas<br />

blastómeros que permanecen unidas. La masa esférica de estas células<br />

se denomina mórula, y no aumenta de tamaño con respecto al cigoto. Conforme<br />

avanza la segmentación, los blastómeros emigran hacia la periferia formando una<br />

pared externa, el blastodermo, que deja una cavidad interior llena de fluido, llamada<br />

blastocele. Este estado se denomina blástula.<br />

La cantidad de vitelo del huevo determina el tipo de segmentación y el tamaño<br />

del blastocele. Cuando el huevo tiene gran cantidad de vitelo, su segmentación es<br />

parcial, y el blastocele, pequeño.<br />

Cigoto<br />

Blastómeros Mórula Blástula<br />

Proceso de segmentación<br />

Blastodermo<br />

Blastocele<br />

Actividades<br />

12<br />

13<br />

Señala las diferencias entre <strong>animales</strong> ovíparos, vivíparos y ovovivíparos.<br />

¿Qué diferencia hay entre una mórula y una blástula?<br />

La reproducción de los <strong>animales</strong><br />

193


7.2. Gastrulación<br />

En esta fase, la blástula sufre una serie de plegamientos y cambios en la posición de<br />

las células que concluyen en un estado denominado gástrula. En el proceso se forman<br />

tres capas u hojas embrionales que son el ectodermo, el mesodermo y el endodermo,<br />

a partir de las que se desarrollarán los diferentes tejidos y órganos.<br />

En el proceso de gastrulación, lo primero que se forma es el ectodermo (capa externa)<br />

y el endodermo (capa interna). Por dentro del endodermo, la gástrula posee una<br />

cavidad, el arquenterón, que comunica con el exterior por el blastoporo. La formación<br />

de estas capas puede realizarse por embolia o epibolia.<br />

Embolia<br />

Epibolia<br />

Ectodermo<br />

Endodermo<br />

Ectodermo<br />

Endodermo<br />

Arquenterón<br />

Invaginación<br />

Blastoporo<br />

Micrómero<br />

Arquenterón<br />

Blastoporo<br />

Se produce una invaginación de parte de la pared de la blástula,<br />

que se acerca a la pared opuesta.<br />

Se produce un crecimiento rápido de una zona de la blástula,<br />

formada generalmente por micrómeros.<br />

A los <strong>animales</strong>, como poríferos y cnidarios, que solamente desarrollan estas dos hojas<br />

embrionarias se les llama diblásticos. El resto continúa su desarrollo con la formación<br />

de una tercera capa embrionaria entre las dos anteriores, el mesodermo.<br />

Estos <strong>animales</strong> se llaman triblásticos.<br />

7.3. Formación del mesodermo<br />

Endodermo<br />

Esquizocelia<br />

Células<br />

endodérmicas<br />

que emigran<br />

hacia el interior<br />

Cordones<br />

celulares<br />

Ectodermo<br />

Los <strong>animales</strong> triblásticos pueden originar, en el seno del mesodermo, una cavidad<br />

llamada celoma. Dependiendo de si desarrollan celoma o no, se distinguen tres tipos<br />

de <strong>animales</strong>:<br />

• Acelomados. Aquellos que no poseen celoma. El mesodermo se forma por proliferación<br />

de células endodérmicas y ectodérmicas de la gástrula, constituyéndose<br />

una masa celular compacta pero sin celoma.<br />

• Pseudocelomados. Poseen un falso celoma, ya que se produce una cavidad pero<br />

no está limitada por células del mesodermo. La capa mesodérmica se forma a<br />

partir del endodermo, creando masas celulares que dejan cavidades, llamadas<br />

pseudocelomáticas, limitadas por el endodermo y el mesodermo.<br />

• Celomados. Con verdadero celoma. La formación del mesodermo, y por tanto<br />

del celoma, se puede producir de dos formas:<br />

– Enterocelia. Se originan dos evaginaciones endodérmicas que se independizan<br />

en cavidades celómicas.<br />

– Esquizocelia. Algunas células endodérmicas emigran hacia el interior y se<br />

multiplican, formando dos cordones celulares que se transforman en láminas<br />

del mesodermo. Estas se desdoblan y forman cavidades celómicas.<br />

Actividades<br />

Cavidades<br />

celómicas<br />

14<br />

15<br />

¿En qué consiste la etapa de gastrulación?, ¿de qué manera se puede producir?<br />

¿Qué diferencias existen entre los <strong>animales</strong> diblásticos y los triblásticos?<br />

194 Unidad 10


7.4. Organogénesis<br />

Al terminar la gastrulación comienzan una serie de procesos en los que grupos de<br />

células indiferenciadas, comienzan su diferenciación histológica o histogénesis. Los<br />

tejidos se asocian para desarrollar y formar órganos, en un proceso denominado organogénesis.<br />

Los distintos tejidos y órganos del individuo adulto se diferencian a partir de las tres<br />

hojas embrionarias blastodérmicas:<br />

– Del ectodermo se desarrollan: la epidermis del tegumento*, las formaciones tegumentarias,<br />

el recubrimiento de las aberturas naturales del cuerpo (boca, fosas<br />

nasales, etc.), el sistema nervioso central y los nervios periféricos.<br />

– Del endodermo se desarrollan: el tubo digestivo y sus glándulas anejas, el revestimiento<br />

interior de los pulmones y la vejiga urinaria y la cloaca en vertebrados.<br />

– Del mesodermo no celómico se desarrollan: la capa dérmica de la piel, los huesos<br />

del esqueleto y la musculatura esquelética.<br />

– Del mesodermo celómico se desarrollan: las gónadas, el aparato excretor y el<br />

circulatorio, incluyendo el corazón.<br />

* Tegumento: Corresponde a la capa<br />

que cubre el cuerpo de un animal<br />

o alguno de sus órganos internos.<br />

7.5. Anejos embrionarios<br />

Los anejos embrionarios son un conjunto de envolturas y cavidades cuya función<br />

es proteger y nutrir al embrión, pero no van a formar parte del organismo adulto.<br />

Se desarrollan a partir de la gástrula y son especialmente importantes en reptiles,<br />

aves y mamíferos.<br />

En los <strong>animales</strong> ovíparos, como aves y reptiles, se desarrollan los siguientes<br />

anejos embrionarios:<br />

• Corion. Es la membrana más externa, y se forma a partir del ectodermo<br />

y el mesodermo.<br />

• Amnios. Queda por debajo del corion y rodea al embrión, en<br />

su interior deja una cavidad llena del líquido amniótico que<br />

baña al embrión y lo protege. Se forma del ectodermo y el mesodermo.<br />

• Saco vitelino. Es una bolsa situada en la parte ventral del embrión<br />

y cargada de sustancias nutritivas que se consumen durante<br />

el desarrollo. Se forma a partir del endodermo y el mesodermo.<br />

• Alantoides. Es una membrana a traves de la cual se produce el intercambio<br />

de gases y donde se acumulan los productos de desecho<br />

del embrión. Se forma a partir del endodermo y el mesodermo.<br />

Cámara<br />

de aire<br />

• Cáscara. El conjunto de embrión y anejos embrionarios se encuentran dentro<br />

de una cáscara producida por glándulas especiales.<br />

En los mamíferos vivíparos, las envueltas extraembrionarias anteriores se modifican.<br />

El corion emite numerosas prolongaciones o vellosidades coriales, que contactan<br />

íntimamente con las paredes del útero, el alantoides se extiende por debajo y se<br />

forman vasos sanguíneos que establecen uniones con los de la madre y permiten<br />

el transporte de compuestos nutritivos hacia el embrión. La estructura mixta redondeada<br />

y plana constituida por el corion, el alantoides y las paredes del útero materno<br />

se llama placenta. A su vez, el saco vitelino queda muy reducido y sin vitelo.<br />

El cordón umbilical conecta la placenta y la zona ventral del embrión. Tiene estructura<br />

tubular, y engloba vasos sanguíneos, a través de los cuales se eliminan productos<br />

de excreción del embrión, se intercambian gases para la respiración y se<br />

incorporan nutrientes.<br />

Corion<br />

16<br />

Amnios<br />

Saco<br />

vitelino<br />

Actividades<br />

Embrión<br />

Alantoides<br />

Indica de qué hojas blastodérmicas<br />

derivan los siguientes órganos:<br />

el hígado, el bíceps, el estómago,<br />

los riñones y el cerebro.<br />

Intercambio<br />

de aire<br />

Cáscara<br />

17 Señala qué envolturas embrionarias<br />

se desarrollan del ectodermo<br />

y mesodermo y cuáles del<br />

endodermo y el mesodermo.<br />

La reproducción de los <strong>animales</strong><br />

195


8<br />

El desarrollo postembrionario<br />

Actividades<br />

18<br />

¿Qué es el desarrollo<br />

postembrionario?, ¿qué tipos hay?<br />

19 Señala las diferencias entre<br />

la metamorfosis sencilla<br />

y la metamorfosis compleja.<br />

Después del nacimiento, comienza el desarrollo postembrionario, en el que los <strong>animales</strong><br />

completan su formación. Acaba cuando llegan al estado adulto y el aparato<br />

reproductor es funcional. Existen dos tipos de desarrollo postembrionario según la<br />

complejidad del proceso:<br />

• Desarrollo postembrionario directo. Constituye un simple proceso de crecimiento.<br />

El animal que nace es igual que el adulto. En ocasiones se completa<br />

con la diferenciación funcional de algún órgano. Es característico de <strong>animales</strong><br />

con gran cantidad de vitelo, como reptiles, aves y algunos grupos de<br />

insectos, también se da en <strong>animales</strong> vivíparos, como mamíferos.<br />

• Desarrollo postembrionario indirecto. Es característico de <strong>animales</strong> con huevos<br />

de poco vitelo. El individuo nace en una fase muy temprana, que se llama<br />

estado de larva, y completa su desarrollo posteriormente. La larva sufre una serie<br />

de transformaciones estructurales y fisiológicas hasta llegar al estado adulto,<br />

que en los insectos se denomina imago. El conjunto de transformaciones se conoce<br />

como metamorfosis.<br />

8.1. Metamorfosis<br />

En el proceso de la metamorfosis, lo habitual es que la larva vaya adquiriendo mayor<br />

complejidad estructural hasta llegar a adulto, lo que se denomina metamorfosis<br />

progresiva. En <strong>animales</strong> parásitos es frecuente una metamorfosis regresiva, ya<br />

que la larva tiene mayor complejidad que el adulto.<br />

En el caso de la metamorfosis progresiva, esta puede ser sencilla o compleja.<br />

Metamorfosis sencilla<br />

Huevos<br />

Metamorfosis compleja<br />

Huevos<br />

Oruga<br />

Larva<br />

Crisálida<br />

(pupa)<br />

Imago<br />

Imago<br />

La larva es muy parecida al adulto y las transformaciones se desarrollan<br />

de manera gradual mediante crecimiento por sucesivas mudas<br />

y sin periodos de inactividad. La poseen anfibios e invertebrados,<br />

como anélidos, moluscos, crustáceos, equinodermos y algunos<br />

insectos, como los saltamontes.<br />

La larva es muy diferente al adulto. Pasa por una fase de inactividad,<br />

llamada pupa o capullo, en la que se destruyen tejidos y se forman<br />

otros nuevos. Es típica de muchos insectos, como lepidópteros,<br />

en los que la larva se llama oruga, la pupa, crisálida y el imago,<br />

mariposa.<br />

196 Unidad 10


9<br />

Los ciclos biológicos<br />

Se denomina ciclo biológico al conjunto de procesos que sigue una especie desde<br />

la formación del cigoto hasta que vuelve a reproducirse. Muchos organismos<br />

alternan en sus ciclos de vida la reproducción sexual con la reproducción asexual.<br />

En el caso de la reproducción sexual, como los gametos son haploides (n) y los cigotos<br />

diploides (2n), durante cualquier ciclo biológico se alternan dos fases: una de<br />

células haploides o haplofase, que como mínimo está representada por los gametos,<br />

y otra fase de células diploides o diplofase, que como mínimo está representada<br />

por el cigoto que se forma después de la fecundación.<br />

Esta alternancia de fases se da en todas las especies que tienen reproducción sexual,<br />

de manera que el paso de la diplofase a la haplofase se realiza mediante meiosis, y<br />

el paso de haplofase a diplofase se realiza en la fecundación.<br />

9.1. Tipos de ciclos biológicos<br />

Según el momento del ciclo en que se produzca la meiosis se diferencian tres tipos.<br />

Ciclo haplonte Ciclo diplonte Ciclo diplohaplonte<br />

Fecundación<br />

Adultos n<br />

Gametos n<br />

Cigoto 2n<br />

Adulto 2n<br />

(esporofito)<br />

Meiosis<br />

Mitosis<br />

Meiosis<br />

Fecundación<br />

Gametos n<br />

Meiosis gamética<br />

Adulto 2n<br />

Cigoto 2n<br />

Gametofito<br />

(n)<br />

Gametofito<br />

(n)<br />

Cigoto 2n<br />

Fecundación<br />

El cigoto diploide se divide por meiosis<br />

(meiosis cigótica) formando cuatro<br />

células haploides, que originan<br />

individuos adultos haploides, estos por<br />

mitosis producen gametos que tras la<br />

fecundación darán cigotos nuevamente<br />

diploides. Este ciclo es característico de<br />

moneras, algunos protozoos, algas y<br />

hongos. En <strong>animales</strong> no se presenta en<br />

ninguna especie.<br />

En este ciclo, la meiosis tiene lugar<br />

durante la gametogénesis (meiosis<br />

gamética). El cigoto diploide se divide<br />

por mitosis y da lugar a un individuo<br />

adulto constituido por células diploides.<br />

Los adultos producen gametos haploides<br />

por meiosis, que tras la fecundación<br />

generarán nuevamente cigotos diploides.<br />

Este ciclo se da en <strong>animales</strong>, algunos<br />

protozoos, algas y hongos.<br />

El cigoto diploide se divide por mitosis<br />

originando un adulto diploide<br />

(esporofito), que por meiosis reproduce<br />

esporas haploides. Las esporas originan<br />

adultos haploides (gametófitos), que por<br />

mitosis forman gametos, estos tras la<br />

fecundación dan un cigoto diploide. En<br />

las plantas con flores el gametofito (n) es<br />

microscópico y se encuentra dentro del<br />

esporofito (2n)<br />

Actividades<br />

20<br />

Indica si la dotación cromosómica es haploide o diploide en los gametos,<br />

el cigoto y los individuos adultos de un ciclo haplonte y de un ciclo diplonte.<br />

21<br />

¿A qué se llama meiosis esporogénica? ¿Qué organismos tienen este tipo de meiosis?<br />

La reproducción de los <strong>animales</strong><br />

197


10<br />

La clonación. Técnicas,<br />

aplicaciones y repercusiones<br />

* Célula totipotente: Tipo de célula<br />

madre capaz de formar individuos<br />

completos, al no estar todavía<br />

diferenciada, como es el caso del óvulo<br />

fecundado o los blastómeros.<br />

La clonación es un proceso por el cual una célula se divide repetidas veces formando<br />

un grupo de células, llamado clon, que tienen todas la misma información<br />

genética, y por tanto son células idénticas.<br />

En un organismo pluricelular, todas sus células proceden de una única célula<br />

madre o cigoto. En el desarrollo embrionario los grupos de células se especializan<br />

y realizan funciones distintas.<br />

En ingeniería genética, clonar es aislar y multiplicar un gen, o de manera más<br />

general un fragmento de ADN. El término clonación también se puede aplicar<br />

a la formación de organismos idénticos a partir de un solo progenitor mediante<br />

reproducción asexual. Los organismos así formados se denominan clónicos y se<br />

pueden obtener principalmente mediante dos técnicas distintas.<br />

División de embriones<br />

Ovocito enucleado<br />

Transferencia de núcleos<br />

Células<br />

totipotentes<br />

Cigoto<br />

Cigoto<br />

Cultivo de células para<br />

formar un embrión<br />

Núcleo<br />

Implantación<br />

del embrión<br />

Células<br />

embrionarias<br />

Cultivo del<br />

embrión<br />

Implantación del embrión<br />

Se realiza en un estado inicial de desarrollo en el cual todavía las células<br />

del embrión no se han diferenciado y son totipotentes*. Cada una<br />

de las divisiones del embrión puede producir un individuo completo.<br />

Este mecanismo conduce a la formación de seres idénticos entre sí,<br />

pero diferentes a los individuos progenitores. Es un proceso similar<br />

a la formación de gemelos monocigóticos.<br />

Se transfieren núcleos de células embrionarias no diferenciadas a ovocitos<br />

a los que previamente se les ha quitado su núcleo (enucleados).<br />

Los individuos producidos son idénticos al que se desarrollaría<br />

de las células embrionarias. También se pueden transferir núcleos de<br />

células somáticas a óvulos o cigotos, en cuyo caso los individuos<br />

obtenidos serían idénticos al adulto del cual proceden los núcleos.<br />

10.1. Aplicaciones de la clonación<br />

Actividades<br />

22<br />

23<br />

¿Qué es un clon? Explica<br />

una manera de obtener <strong>animales</strong><br />

clónicos.<br />

La aplicación de la clonación<br />

en la ganadería podría llevar<br />

a la pérdida de diversidad genética.<br />

¿Qué problemas puede ocasionar<br />

esto en el futuro?<br />

24 Explica dos aplicaciones<br />

de las técnicas de clonación.<br />

Las aplicaciones de la clonación son muy diversas, y según se perfeccionen las<br />

técnicas se podrán encontrar nuevos campos de aplicación. Entre ellas:<br />

• Investigación biológica básica, para conocer los mecanismos del ciclo celular<br />

y el control de la diferenciación celular.<br />

• Producción ganadera, con la selección de individuos, variedades o especies<br />

con determinadas características, como buenos rendimientos en la producción<br />

de carne, leche, etc.<br />

• Recuperación de especies protegidas, como algunas en vías de extinción que<br />

son difíciles de criar en cautividad.<br />

• Obtención de <strong>animales</strong> clónicos transgénicos, con la ayuda de la ingeniería<br />

genética, para producir medicamentos y principios farmacéuticos útiles.<br />

• Utilización terapéutica, mediante la llamada clonación terapéutica, en la que<br />

se obtienen células madre embrionarias capaces de generar cualquier tejido.<br />

198 Unidad 10


10.2. Clonación terapéutica y células madre<br />

El proceso de la clonación terapéutica se inicia obteniendo embriones,<br />

a partir de un ovocito enucleado, en el que se ha introducido el<br />

núcleo de otra célula. Los embriones que se producen son<br />

mantenidos en laboratorio, en estado de blastocisto, y<br />

de ellos se obtienen células madre embrionarias, que<br />

son pluripotentes*.<br />

Las células madre obtenidas son cultivadas en medios Cigoto<br />

especiales y programadas convenientemente para producir<br />

líneas celulares capaces de desarrollar distintos<br />

tipos celulares o tejidos.<br />

Las líneas celulares pueden provenir de células madre<br />

embrionarias o de células madre de tejidos adultos.<br />

Estas últimas son células multipotentes*, aunque<br />

recientemente se ha comprobado que cultivadas en<br />

medios específicos pueden convertirse en pluripotentes,<br />

desarrollando tejidos distintos del que proceden.<br />

Ovocito<br />

enucleado<br />

Los tejidos cultivados son trasplantados o injertados para sustituir o regenerar tejidos<br />

dañados. De esta forma, no existe rechazo, ya que las líneas celulares implantadas<br />

proceden del mismo paciente. Esta técnica puede ser utilizada en el tratamiento<br />

de diversas enfermedades, como diabetes, enfermedad de Parkinson,<br />

lesiones medulares, infarto de miocardio, etc.<br />

10.3. Repercusiones biológicas, sociales y legales<br />

Célula<br />

somática<br />

Las investigaciones con embriones humanos han propiciado una gran polémica<br />

en la sociedad. La posible aplicación de técnicas de clonación en humanos es la que<br />

ha despertado mayor temor y un gran debate por parte de algunos sectores.<br />

Por un lado, los avances científicos pueden aportar mayor bienestar social, pero por<br />

otro, algunas investigaciones, técnicas y aplicaciones de los avances científicos<br />

dan lugar a problemas sociales, éticos, morales e incluso legales.<br />

El desarrollo de la investigación en determinados campos, como la clonación, ha<br />

hecho necesario que los países regulen mediante leyes y normas las nuevas investigaciones<br />

científicas, sus métodos y sus aplicaciones, garantizando la protección de<br />

los derechos de las personas y la dignidad humana.<br />

En julio de 2007 se aprobó en España la ley de investigación biomédica, que ofrece<br />

un marco legal para la regulación de los aspectos científicos y ético-jurídicos de<br />

los últimos avances científicos. Entre los puntos destacables de esta ley están:<br />

– Busca el equilibrio entre la libertad de investigación y la protección de los derechos<br />

de las personas implicadas, estableciendo garantías éticas y jurídicas.<br />

– Autoriza las técnicas de transferencia nuclear y prohíbe la creación de embriones<br />

con fines de investigación.<br />

– Garantiza el derecho a no ser discriminado, el deber de confidencialidad y el principio<br />

de gratuidad de las donaciones de material biológico.<br />

– Refuerza la integración de la investigación en las actividades del Sistema Nacional<br />

de Salud.<br />

– Plantea la creación de un Comité de Bioética en España, que se encargará de incrementar<br />

las garantías y seguridad de las investigaciones biomédicas.<br />

– Existirán diversos Comités de Ética de la Investigación que vigilarán para que<br />

los proyectos que se desarrollen se adecuen a los requerimientos metodológicos,<br />

éticos y jurídicos establecidos.<br />

* Célula pluripotente: Tipo de célula<br />

capaz de diferenciarse en cualquier tejido.<br />

Estas células se pueden dividir<br />

indefinidamente, al contrario<br />

de lo que ocurre con las células somáticas<br />

adultas, que con el tiempo degeneran y<br />

mueren.<br />

* Célula multipotente: Tipo de célula<br />

capaz de generar nuevas células del<br />

tejido del que procede pero no de otros.<br />

Actividades<br />

25<br />

Blastocito<br />

¿Qué diferencias existen entre<br />

células totipotentes, pluripotentes<br />

y multipotentes?<br />

26 La implantación de tejidos<br />

cultivados, provenientes de<br />

clonación, se denomina terapia<br />

celular. Cita alguna enfermedad<br />

que pueda curarse mediante<br />

este tipo de terapia.<br />

Células<br />

pluripotentes<br />

Cultivo de<br />

células para<br />

obtener<br />

líneas<br />

celulares<br />

La reproducción de los <strong>animales</strong><br />

199


11<br />

El control artificial de la reproducción<br />

Extracción<br />

de ovocitos<br />

Espermatozoides<br />

Ovocitos<br />

Fecundación<br />

in vitro<br />

En la especie humana la esterilidad es una enfermedad que afecta a un alto porcentaje<br />

de parejas.<br />

Las técnicas biomédicas de reproducción asistida han constituido una gran ayuda<br />

para estas parejas. Las técnicas empleadas son:<br />

• Inseminación artificial. Consiste en la introducción artificial de semen en el<br />

útero de la mujer. Requiere la estimulación hormonal de la ovulación en la mujer,<br />

y la selección y concentración de espermatozoides móviles y desarrollados.<br />

• Transferencia intratubaria de gametos. Se transfieren espermatozoides y óvulos<br />

a las trompas de Falopio, en donde se produce una fecundación natural.<br />

• Fecundación in vitro. Se obtienen ovocitos mediante punción<br />

transvaginal y aspiración folicular. Estos son fecundados con<br />

espermatozoides en el laboratorio. Los cigotos obtenidos se<br />

cultivan in vitro durante dos o cuatro días y posteriormente se<br />

transfieren al útero de la mujer en estado de blastocisto.<br />

En esta técnica se obtienen varios embriones, de los cuales<br />

solo se transfieren algunos. Los demás se conservan congelados,<br />

lo que permite realizar un nuevo implante si el primero<br />

no resulta eficaz, ya que no existen riesgos de malformaciones<br />

por haber sido crioconservados. La actual Ley española<br />

de reproducción asistida permite conservarlos hasta un máximo<br />

de cinco años.<br />

• Inyección intracitoplasmática de espermatozoides. Se puede considerar<br />

una variante de la fecundación in vitro. Por micromanipulación se introduce un<br />

solo espermatozoide directamente en el interior del ovocito. Es empleada<br />

cuando el número de espermatozoides es muy bajo, o su motilidad, escasa.<br />

La probabilidad de éxito de las diferentes técnicas es variada y depende de diversos<br />

factores, como, la edad de la mujer, la respuesta hormonal, las patologías de cada<br />

miembro de la pareja y el número de embriones transferidos.<br />

Transferencia<br />

11.1. Técnicas de reproducción asistida en <strong>animales</strong><br />

A comienzos del siglo XX, se empezaron a desarrollar técnicas de reproducción asistida<br />

en <strong>animales</strong>, para la mejora genética y con fines económico-productivos, tratando<br />

de conseguir la misma fertilidad que en la reproducción natural. Entre ellas:<br />

• Inseminación artificial. Se extrae y congela el semen para su implantación en<br />

la matriz de la hembra en el momento de la ovulación. Esta técnica es ampliamente<br />

utilizada en el ganado vacuno, porcino, ovino, equino y otros, con individuos<br />

seleccionados para incrementar la producción de leche o carne.<br />

• Clonación de embriones. Se realiza a partir del núcleo de una célula adulta,<br />

como el caso de la oveja Dolly, o bien mediante la división de embriones.<br />

• Fecundación in vitro y transferencia de embriones. Se emplea en muchos<br />

<strong>animales</strong> con problemas de reproducción.<br />

Actividades<br />

La inyección citoplasmática<br />

de espermatozoides es una solución<br />

muy eficaz a los problemas de infertilidad<br />

masculina.<br />

27<br />

28<br />

Explica en qué consiste la fecundación in vitro.<br />

Cita las técnicas utilizadas en la reproducción de <strong>animales</strong>.<br />

200 Unidad 10


Laboratorio<br />

Observación y análisis de un huevo de gallina<br />

El huevo de gallina es un buen ejemplo para estudiar las capas anexas producidas por los oviductos,<br />

con objeto de nutrir y proteger al embrión durante su desarrollo.<br />

Objetivos<br />

• Conocer la morfología externa, la estructura interna<br />

y la composición del huevo de las aves.<br />

• Comprender la formación y función de las<br />

diferentes capas del huevo.<br />

• Practicar técnicas de disección.<br />

Material necesario<br />

– Dos huevos de gallina<br />

– Placa Petri<br />

– Pinzas y tijeras de punta fina<br />

– Cuentagotas o jeringuilla<br />

– Portaobjetos<br />

– Ácido clorhídrico al 20 %, disolución<br />

de hidróxido sódico al 20 % y solución<br />

de sulfato de cobre al 1 %<br />

– Tubos de ensayo<br />

– Lupa binocular<br />

Desarrollo<br />

1. Colocamos el huevo sobre la placa Petri y observamos<br />

su morfología externa. Apreciamos una parte más roma<br />

y otra más puntiaguda. Pasamos los dedos por la superficie<br />

y notamos que es rugosa.<br />

2. Con la punta de las tijeras y mucho cuidado, hacemos un<br />

pequeño agujero en la cáscara del huevo para introducir las<br />

pinzas, y con cuidado, tratando de no romper las membranas<br />

internas, vamos retirando la cáscara a pedazos para abrir una zona<br />

y poder observar el contacto estrecho entre cáscara y membranas.<br />

3. Colocamos un trozo de cáscara debajo de la lupa y observamos<br />

los diminutos poros que posee y que aseguran una aireación<br />

al embrión.<br />

4. Ahora ponemos de canto el trozo de cáscara y observamos cómo<br />

está formada por dos capas, en las que se aprecia una diferencia<br />

de tonalidad.<br />

8. A través del agujero realizado sacamos con cuidado la yema,<br />

procurando no romperla, y la colocamos en la placa Petri.<br />

Podremos observar en la superficie amarilla la existencia<br />

de un área redonda, pequeña y blanquecina que corresponde<br />

al disco germinativo, zona donde da comienzo la segmentación<br />

y, por tanto, la formación del embrión. Rodeando toda la yema<br />

se encuentra la membrana vitelínica que romperemos<br />

ligeramente con las pinzas, liberándose los compuestos que<br />

forman el vitelo.<br />

9. Abrimos un segundo huevo sobre la placa de petri evitando<br />

que se rompa la yema. En la clara podremos apreciar dos zonas<br />

de distinta densidad, una más interna y densa y otra exterior<br />

menos densa. También pueden observarse dos zonas fibrosas<br />

y blanquecinas que se unen a ambos extremos de la yema<br />

y que son las chalazas.<br />

5. Ponemos el trozo de cáscara en un portaobjetos, sobre el cual<br />

echamos una gota de ácido clorhídrico al 20 %. Bajo la lupa<br />

observamos cómo se producen burbujas de gas.<br />

6. Con cuidado, rompemos las membranas internas del huevo y con<br />

ayuda de una jeringuilla, extraemos la clara del huevo tratando<br />

de no tocar y romper la zona de la yema. Colocamos unos 2 mL<br />

de clara en un tubo de ensayo y hacemos la prueba de Biuret.<br />

Añadimos, a la clara del tubo de ensayo, 2 mL de disolución<br />

de hidróxido sódico, agitamos y añadimos cuatro o cinco gotas de<br />

sulfato de cobre. Observamos qué ocurre y anotamos los<br />

resultados.<br />

7. Si nos fijamos en las membranas del interior de la cáscara,<br />

observamos que forman una cámara de aire en la parte roma<br />

del huevo, donde se distinguen dos membranas fuertemente<br />

unidas, pero que se separan en esa zona para formar una cámara.<br />

1 2<br />

3<br />

4 5<br />

8<br />

7<br />

6<br />

9<br />

Chalazas<br />

Practica<br />

29<br />

¿Qué gas crees que se desprende de la cáscara al añadir ácido clorhídrico? ¿Qué composición tiene la cáscara<br />

a partir de esta observación?<br />

30<br />

¿Para qué sirven las chalazas y la cámara de aire que queda en el interior de las membranas del huevo?<br />

La reproducción en los <strong>animales</strong><br />

201


Actividades de repaso<br />

31 Indica las semejanzas y diferencias entre gemación, escisión<br />

37 El siguiente esquema representa el proceso de formación<br />

y poliembrionía.<br />

de un tipo específico de gameto.<br />

32<br />

33<br />

Define qué es la partenogénesis. ¿Por qué puede ser<br />

considerada un tipo de reproducción sexual por gametogamia?<br />

Copia el siguiente cuadro comparativo entre la reproducción<br />

sexual y la asexual y complétalo con las ventajas e<br />

inconvenientes de cada una.<br />

34<br />

35<br />

Ventajas<br />

Inconvenientes<br />

Reproducción<br />

sexual<br />

Indica el nombre de los órganos que realizan las siguientes<br />

funciones:<br />

a) Forma óvulos.<br />

b) Forma espermatozoides.<br />

c) Salida de espermatozoides al exterior.<br />

d) Gestación en vivíparos.<br />

Los siguientes dibujos corresponden al aparato reproductor<br />

de la especie humana. Cópialos y nombra cada una de las<br />

estructuras señaladas.<br />

A<br />

B<br />

Reproducción<br />

asexual<br />

38<br />

39<br />

a) ¿De qué gameto se trata? ¿Cómo se llama el proceso de<br />

formación de este tipo de gameto?<br />

b) ¿Cuáles son las principales fases de su formación?<br />

c) ¿Qué ocurre en cada una de esas fases?<br />

Copia y <strong>relacion</strong>a las dos columnas, según el origen embrionario<br />

de cada elemento:<br />

a) Huesos 1. Endodermo<br />

b) Hígado 2. Mesodermo no celómico<br />

c) Sistema nervioso 3. Ectodermo<br />

d) Aparato excretor 4. Mesodermo celómico<br />

Explica qué es la cariogamia y por qué solo se produce entre<br />

dos núcleos.<br />

40<br />

El siguiente dibujo muestra una etapa de la fecundación.<br />

I<br />

C<br />

H<br />

D<br />

G<br />

F<br />

A<br />

B<br />

E<br />

C<br />

a) Explica qué está ocurriendo.<br />

b) ¿El óvulo y el espermatozoide son células haploides o<br />

diploides?<br />

c) ¿Cómo definirías la polispermia?, ¿qué es lo que la impide?<br />

41<br />

Define los siguientes términos: blastómero, mórula,<br />

blastodermo, blastocele, blástula, gástrula, embolia, y celoma.<br />

42<br />

Cita los anejos embrionarios de reptiles, aves y mamíferos indica<br />

su función y de qué hoja embrionaria proceden.<br />

36 Realiza un dibujo de un espermatozoide y otro de un óvulo.<br />

Incluye en ellos sus envolturas e indica sus partes.<br />

E<br />

D<br />

43<br />

44<br />

¿Qué diferencia existe entre una metamorfosis sencilla<br />

y una compleja? Pon algún ejemplo de cada una.<br />

Enumera y diferencia las técnicas de reproducción asistida<br />

empleadas en la especie humana.<br />

45 Explica en qué se parece el proceso de formación de los<br />

gemelos monocigóticos a una reproducción asexual.<br />

Explica por qué se parecen tanto.<br />

202 Unidad 10


Actividades de ampliación<br />

46 Lee el siguiente texto y contesta a las preguntas del final.<br />

51 En febrero de 1997 la revista científica Nature publicaba la<br />

primera clonación de un mamífero, la oveja Dolly, a partir<br />

del núcleo de una célula adulta de ubre de una oveja (oveja A),<br />

que se transfirió a un ovocito sin núcleo procedente de otra<br />

oveja (oveja B). Posteriormente, este óvulo se implantó en una<br />

tercera oveja (oveja C) que actuó como «madre adoptiva».<br />

47<br />

a) ¿Qué dos tipos de reproducción tienen las abejas?<br />

Razona tu respuesta.<br />

b) ¿Qué tipo de determinación del sexo poseen?<br />

c) Describe su ciclo biológico y di a qué tipo pertenece.<br />

La poliembrionía es un tipo especial de reproducción vegetativa.<br />

¿En qué consiste? Un ejemplo muy conocido es el del armadillo.<br />

Sus camadas son de cuatro u ocho cachorros. ¿Crees que todos<br />

los cachorros serán del mismo sexo o habrá machos y hembras?<br />

48 Indica la dotación cromosómica de las siguientes células:<br />

a) Óvulo d) Células foliculares<br />

b) Ovocito de primer orden e) Célula germinal<br />

c) Ovocito de segundo orden f) Ovogonia<br />

49<br />

En las abejas, la hembra fértil o reina se aparea con un macho solo<br />

una vez en su vida, almacenando los espermatozoides en una bolsa<br />

que se conecta al aparato genital y queda cerrada por una válvula.<br />

Cada cierto tiempo la abeja reina abre la válvula y deja salir los<br />

espermatozoides que fecundarán a los óvulos, dando organismos<br />

diploides, hembras, que según su alimentación serán fértiles (abejas<br />

reinas) o estériles (abejas obreras). Si no se abre la válvula, no pasan<br />

espermatozoides, los óvulos pueden desarrollarse sin ser fecundados<br />

y por tanto originarán individuos haploides, que son machos.<br />

Realiza una ordenación temporal de los siguientes tipos<br />

y elementos celulares:<br />

a) Ovocitos de primer orden g) Sincarion.<br />

b) Blástula h) Gástrula<br />

c) Celoma i) Pronúcleo femenino<br />

d) Ovocitos de segundo orden j) Mórula<br />

e) Ovogonias k) Células germinales<br />

f) Corpúsculos polares l) Anejos embrionarios<br />

50 El siguiente esquema representa un ciclo haplonte.<br />

52<br />

53<br />

a) ¿De cuál de las tres ovejas llevaba la información genética<br />

la oveja Dolly?<br />

b) ¿Por qué crees que los investigadores seleccionaron núcleos<br />

de células adultas y diferenciadas para realizar la experiencia<br />

y no de células embrionarias?<br />

c) Indica otras aplicaciones en las que se utilice la clonación.<br />

Establece la diferencia entre células madre embrionarias<br />

y células madre adultas. ¿Es lo mismo células madre que líneas<br />

celulares? Infórmate sobre qué líneas celulares se usan en la<br />

investigación biomédica, y compáralas con los tipos de células<br />

que hay en los tejidos de una persona.<br />

El número de especies en peligro de extinción se ha acelerado<br />

en los últimos años, entre otras razones por el espectacular<br />

crecimiento de la población humana y el uso intensivo<br />

de recursos naturales. Con el nacimiento de la oveja Dolly<br />

se pensó que las técnicas de clonación podrían utilizarse como<br />

método para la recuperación de especies. Pero si, en muchos<br />

casos, las especies se extinguen por la pérdida de diversidad<br />

genética, las técnicas de clonación únicamente elevarían<br />

el número de individuos, pero no la diversidad genética esencial<br />

para el mantenimiento de las especies.<br />

Las nuevas técnicas de reproducción asistida pueden ser<br />

utilizadas en algunos planes de recuperación de especies<br />

protegidas, como en el caso del programa de cría en cautividad<br />

del lince ibérico, que incluye técnicas de reproducción in vitro.<br />

a) ¿Por qué las técnicas de clonación no aumentan la diversidad<br />

genética?<br />

b) Además de la fecundación in vitro, ¿qué otras técnicas<br />

de reproducción asistida existen?<br />

c) Cita alguna especie animal en peligro de extinción a la que<br />

creas se le puedan aplicar técnicas de fecundación in vitro.<br />

d) En tu opinión, ¿merece la pena el gasto económico realizado<br />

en la investigación para la recuperación de especies protegidas?<br />

54 El siguiente esquema representa una técnica de control<br />

de la reproducción. ¿De qué tipo de técnica se trata? Nombra<br />

cada una de las partes señaladas. Explica en qué consiste esta<br />

técnica y en qué casos se puede aplicar.<br />

B<br />

a) Copia el ciclo y señala los elementos y fases que lo forman.<br />

b) ¿Cuál es la única estructura haploide en este ciclo?<br />

c) ¿Qué dotación cromosómica tiene esa misma estructura<br />

en un ciclo diplonte?<br />

d) ¿Qué fase es diploide? ¿Qué dotación cromosómica tiene<br />

esa misma fase en el ciclo diplonte?<br />

A<br />

C<br />

D<br />

E<br />

La reproducción de los <strong>animales</strong><br />

203


Orientaciones para un examen<br />

A continuación se citan una serie de elementos que corresponden a<br />

fases, etapas, estructuras o células características de un ciclo<br />

biológico: gametangio masculino, gametofito, embrión, esporas,<br />

cigoto, gameto femenino, esporofito, gameto masculino,<br />

gametangio femenino.<br />

a) Ordena los elementos anteriores para formar con ellos un ciclo<br />

biológico.<br />

b) ¿De qué tipo de ciclo biológico se trata?<br />

c) ¿En qué momento del ciclo se produce la meiosis?<br />

Análisis, interpretación y elaboración de ciclos biológicos<br />

Recuerda que los ciclos de los seres vivos pueden tener una sola generación, y ser monogenéticos, o dos generaciones<br />

y ser digenéticos. Solo algunas algas tienen ciclos trigenéticos.<br />

Una generación del ciclo, la podemos definir como aquella etapa que comienza con una célula reproductora o a partir<br />

de un fragmento, y que una vez se ha desarrollado y crecido, conduce a la formación nuevamente de células reproductoras<br />

(gametos o esporas). A su vez, si nos fijamos en el número de juegos cromosómicos de sus células, podemos observar<br />

que se alterna una fase con células haploides y una fase con células diploides. Esto es debido a que durante el ciclo vital existe<br />

un proceso de reproducción sexual que implica una fecundación, y en otro momento, por tanto, debe existir una meiosis<br />

para reducir el número de juegos cromosómicos a la mitad.<br />

Si la meiosis se produce inmediatamente después de la formación el cigoto, y el resto del ciclo es haploide, se llama ciclo haplonte<br />

o haplofásico, y la única célula diploide es el cigoto. Si la meiosis se produce en el momento de la formación de gametos, y el resto<br />

del ciclo está constituido por células diploides, el ciclo se llama diplonte o diplofásico, donde solo los gametos son haploides.<br />

Puede ser que en algunos seres vivos las dos fases tengan una larga duración y estén representadas por más de una célula,<br />

entonces el ciclo se llama diplo-haplonte o diplo-haplofásico.<br />

Según lo anterior, distinguimos entre:<br />

Esporofito<br />

Esporas<br />

• Ciclos monogenéticos: haplontes o diplontes.<br />

Meiosis<br />

• Ciclos digenéticos: haplontes, diplontes o diplohaplontes. Embrión<br />

Elaboración del ciclo<br />

Como vemos, nos dan dos fases adultas de un ciclo biológico<br />

Gametofito<br />

de plantas: la esporofítica y la gametofítica. Una productora<br />

de esporas y otra de gametos. Vemos que figuran también<br />

Cigoto<br />

los gametangios (órganos productores de gametos) tanto<br />

Fecundación<br />

femeninos como masculinos y también los propios gametos,<br />

que mediante la fecundación formarán el cigoto, también citado<br />

en la lista. Como es un ciclo de plantas, del cigoto siempre<br />

se desarrolla un embrión.<br />

Gametos y Gametangios y<br />

Colocaremos primero el esporofito que produce esporas, que al germinar darán el gametofito, en el cual se desarrollan<br />

gametangios y , formadores de gametos y , respectivamente. Por fecundación darán el cigoto, que desarrolla un embrión<br />

a partir del cual se genera nuevamente el esporofito.<br />

Se trata de un ciclo digenético (alternancia de generaciones) diplohaplonte, ya que existen dos fases adultas especializadas<br />

en la reproducción, y del cigoto se desarrolla la fase diploide (esporofito) que alterna con la haploide (gametofito),<br />

pues este se forma a partir de esporas (n) que el esporofito forma por meiosis.<br />

Practica<br />

55 Sobre el siguiente ciclo esquematizado, contesta:<br />

a) ¿De qué tipo de ciclo biológico se trata?<br />

b) ¿Es monogenético o digenético?<br />

c) Indica el nombre de las estructuras representadas<br />

con los números 1 y 4.<br />

d) ¿Cómo se llaman los procesos representados<br />

con los números 2 y 3?<br />

e) Pon un ejemplo de grupos de seres vivos que tengan<br />

este tipo de ciclo.<br />

1<br />

Organismo<br />

adulto<br />

(2n)<br />

F<br />

2<br />

F<br />

n<br />

n<br />

F<br />

F<br />

F<br />

F<br />

n<br />

n<br />

n<br />

n<br />

Desarrollo<br />

3<br />

F<br />

4<br />

2n<br />

204 Unidad 10


Aplicaciones de la Ciencia<br />

El tratamiento de la esterilidad<br />

La Organización Mundial de la Salud (OMS) considera la infertilidad como enfermedad. La esterilidad es un problema que<br />

afecta, actualmente, a entre el 15 y el 20 % de las parejas. Tanto el hombre como la mujer pueden tener patologías<br />

que dificultan o impiden la fecundación y, por tanto, el embarazo. Una de las técnicas empleadas con más éxito<br />

para tratar la infertilidad es la fecundación in vitro y transferencia de embriones. Los niños nacidos por este método<br />

se conocen como «bebés probeta»..<br />

El primer bebé probeta del mundo nació en Gran Bretaña en<br />

julio de 1978. Tras un largo camino, sus padres decidieron<br />

someterse a un tratamiento pionero en aquellos años, bajo la<br />

supervisión de los doctores Robert Edwards y Patrick Steptoe.<br />

La noticia saltó a todos los medios de comunicación, y la<br />

técnica fue vista como la solución perfecta para la esterilidad<br />

femenina. Pero el equipo médico había aplicado la misma<br />

técnica anteriormente a 78 mujeres sin obtener resultados<br />

positivos. Unos años antes, en 1974, se anunció que el médico<br />

británico Douglas Bevis había logrado el nacimiento de tres<br />

niños utilizando técnicas de cultivo in vitro e implantación<br />

artificial, pero este trabajo no fue aceptado por la comunidad<br />

científica porque carecía de documentación rigurosa sobre el<br />

método y control experimentales.<br />

En España, el primer bebé probeta nació en 1984 en el Instituto<br />

Universitario Dexeus de Barcelona. Desde entonces han nacido<br />

varios miles de niños por este método. Su nacimiento fue posible<br />

gracias a la labor del equipo del Laboratorio de fecundación in<br />

vitro de dicho Instituto, encabezado por la doctora Anna Veiga,<br />

pionera en España en técnicas de reproducción asistida, y que<br />

actualmente trabaja como directora del Banco de Líneas Celulares<br />

en el Centro de Medicina Regenerativa de Barcelona. El Instituto<br />

Dexeus continúa investigando e incorporando metodologías y<br />

técnicas novedosas en este campo. Recientemente ha logrado los<br />

primeros embarazos con técnicas de reproducción asistida, en las<br />

que ha hecho cultivar ovocitos inmaduros in vitro hasta conseguir<br />

su maduración, lo que evita que la mujer tenga que tomar<br />

hormonas estimulantes.<br />

Diagnóstico genético preimplantacional<br />

Con las técnicas de fecundación in vitro se tiene la posibilidad<br />

de comprobar si un embrión es normal o no, desde el punto de<br />

vista genético, antes de ser transferido al útero materno. Este<br />

diagnóstico permite la prevención de enfermedades, disminuir<br />

abortos y conseguir un embarazo con éxito.<br />

Utilizando técnicas de diagnóstico genético preimplantacional,<br />

el Instituto Universitario Dexeus, junto con Sistemas<br />

Genómicos, empresa valenciana líder en España en análisis<br />

genético, han conseguido recientemente el primer embarazo del<br />

mundo de un bebé sin exostosis múltiple, rara enfermedad<br />

hereditaria, de una pareja portadora de la misma.<br />

Es evidente que estas técnicas propician una serie de debates<br />

sociales y requieren de unas normas legales que regulen los<br />

modernos avances y descubrimientos científicos y tecnológicos,<br />

y en especial en los campos de la biomedicina y la<br />

biotecnología. En España se aprobó en 1988 la primera Ley que<br />

regulaba la reproducción asistida, convirtiéndose en uno de los<br />

primeros países del mundo en hacerlo.<br />

No te lo pierdas<br />

Libros<br />

F NILS TAVERNIER. La odisea de la vida. Ed. Blume<br />

F RAMÓN LACADENA. Genética y bioética. Ed. Desdée de Brouwer.<br />

En la red<br />

F www.advancedfertility.com/index.html<br />

Página del Centro de fertilidad de Chicago, con imágenes<br />

de los primeros momentos del desarrollo embrionario.<br />

La reproducción de los <strong>animales</strong><br />

205

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