relacion_reproduccion_animales
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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 />
No te lo pierdas<br />
Libros<br />
F PIERRE LASZLO. ¿Nos hablan los olores?<br />
Editorial Akal<br />
En la red<br />
F www.csd.mec.es/csd/instalaciones/4Cen AltRend/<br />
Centros de alto rendimiento y tecnificación deportiva.<br />
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 />
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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 />
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