TEMA 3.- FORMAS DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS
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Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología TEMA 3.- FORMAS DE ORGANIZACIÓN DE LOS SERES VIVOS. LOS TEJIDOS VEGETALES Y ANIMALES ÍNDICE: 1.- INTRODUCCIÓN 2.- LOS TEJIDOS VEGETALES 2.1.- Los tejidos meristemáticos 2.2.- Los tejidos adultos 3.- LOS MODELOS DE ORGANIZACIÓN 3.1.- Órganos vegetales 4.- LOS TEJIDOS ANIMALES 4.1.- Los tejidos epiteliales o epitelios 4.2.- Los tejidos conectivos 4.3.- Los tejidos musculares 4.4.- El tejido nervioso 5.- ÓRGANOS, SISTEMAS Y APARATOS EN ANIMALES 5.1.- Sistemas 5.2.- Aparatos Página 1 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología 1.- INTRODUCCIÓN Como se explicó en la unidad 1, las células que constituyen el cuerpo de la mayor parte de los organismos pluricelulares con un alto grado de complejidad, como los animales o las plantas, se agrupan para formar tejidos. Un tejido está formado por un conjunto de células especializadas, que desempeñan una misma función en el organismo. Los tejidos pueden ser de varios tipos, dependiendo, sobre todo, del organismo al que pertenecen y de la función que llevan a cabo en él. En esta unidad vamos a estudiar los principales tipos de tejidos vegetales (presentes en las plantas cormofitas) y animales. La ciencia que lleva a cabo el estudio de los tejidos se denomina histología. 2.- LOS TEJIDOS VEGETALES Los tejidos vegetales son los que tienen las cormófitas, es decir, las plantas que presentan una organización corporal de tipo cormo, con órganos especializados (raíz, tallo, hojas, etc.). Son de dos tipos: los tejidos embrionarios o meristemáticos y los tejidos adultos. 2.1.- Los tejidos meristemáticos También llamados meristemos, proceden de las células del embrión. Sus células conservan su capacidad de división y de diferenciación durante toda la vida de la planta y permiten que esta crezca de manera continua. A partir de ellos, se originan los demás tejidos de la planta. Las células meristemáticas son pequeñas, su pared celular es muy delgada, tienen el núcleo grande, pocas vacuolas, y se disponen de forma compacta sin dejar espacios intercelulares. Al dividirse, originan dos tipos de células; unas no se diferencian, y siguen formando parte de meristemos; otras sí sufren diferenciación, y dan lugar a los distintos tipos celulares que constituyen los tejidos adultos de la planta. Hay dos tipos de meristemos: Los primarios, procedentes de células embrionarias no diferenciadas. Los secundarios, formados por células adultas que recuperan su carácter meristemático. Se distinguen dos tipos: el cambium y el felógeno. Meristemos y crecimiento en las plantas Excepto las hierbas anuales, las plantas presentan dos tipos de crecimiento: el primario (propio de las plantas jóvenes y de los brotes) y el secundario (propio de los partes más viejas de las plantas). Página 2 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología Cada uno se debe a la actividad de un tipo de meristermo: Meristemos primarios. Su proliferación produce el crecimiento primario o en longitud de la planta, así como la formación de tejidos adultos primarios, como el floema y el xilema primarios. Los más importantes son los apicales, que se localizan en los ápices de los tallos, las raíces y en los de las ramificaciones de ambas. Meristemos secundarios. Forman una capa cilíndrica en el interior de los tallos y de las raíces más viejas. Sus células proliferan en sentido lateral, lo que produce el crecimiento secundario o en grosor de la planta. Existen dos tipos: El cambium. Se sitúa más internamente y forma los tejidos conductores secundarios: hacia el centro, e xilema secundario; hacia fuera, floema secundario. El felógeno. Se sitúa más al exterior y origina, hacia fuera, tejido suberoso; y hacia dentro, parénquima cortical. 2.2.- Los tejidos adultos Se forman por división y diferenciación de las células de los tejidos embrionarios. Según su función, hay tejidos parenquimáticos, protectores, de sostén, conductores y secretores. Los tejidos parenquimáticos También llamados parénquimas o tejidos fundamentales, son los tejidos más abundantes de la planta. Se sitúan entre los demás tejidos, rellenando los espacios, y desempeñan diferentes funciones. Están formados por células vivas poco diferenciadas, que presentan una gran diversidad de formas (prismáticas, poliédricas, esféricas, etc.), y que suelen dejar espacios intercelulares. Tienen paredes celulares delgadas y celulósicas. Poseen plastos y una gran vacuola central. Según la función que realizan, se diferencian distintos tipos: Parénquima clorofílico: Realiza la fotosíntesis, por lo que sus células tienen abundantes cloroplastos. Se localizan en los tallos verdes y, sobre todo, en el interior (mesófilo) de las hojas, donde se diferencian dos variedades: parénquima en empalizada y parénquima lagunar. Parénquima de reserva: Almacena sustancias de reserva de diferentes tipos (especialmente almidón). Se localiza en distintos órganos (tubérculos, raíces carnosas, semillas, etc). Página 3 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología Parénquima acuífero: Almacena agua. Se desarrolla en tallos y hojas de plantas de climas secos, como los cactus. Parénquima aerífero: Sus células forman tabiques que delimitan grandes espacios intercelulares donde se acumula aire. Es típico de algunas plantas acuáticas, en las que favorece el intercambio de gases. Parénquima vascular: Acompaña a los tejidos conductores. Los tejidos protectores Los tejidos protectores recubren la superficie externa de la planta y la protegen de la desecación y de la acción de los agentes externos. Algunos también separan internamente unos tejidos de otros. Los más importantes son la epidermis, la endodermis y el súber. La epidermis: Recubre las partes jóvenes de la planta (hojas, tallos, raíces, etc). Suele estar formada por una sola capa de células vivas, aplanadas, que se disponen unas al lado de las otras sin dejar espacios intercelulares. Estas células carecen de cloroplastos, y las paredes celulares son delgadas. En las hojas y los tallos (no en las raíces), la pared externa de las células epidérmicas está recubierta por una fina capa transparente denominada cutícula, formada por una sustancia lipídica llamada cutina, que es impermeable al agua y a los gases. Sobre la cutícula se depositan ceras que la hacen aún más impermeable. La epidermis proporciona protección frente a los agentes externos y regula el intercambio de gases y de agua, que tiene lugar a través de estructuras especializadas, como los estomas y los pelos radiculares. Además podemos encontrar otras formaciones, como son los pelos o tricomas. Estos son forman por alargamiento o proliferación de las células epidérmicas. Pueden ser uni o pluricelulares y tener formas diversas. Sirven para filtrar el exceso de luz, amortiguar las variaciones de temperatura, proporcionar sujeción, segregar diferentes sustancias, etc. La endodermis: Se localiza principalmente en el interior de la raíz, donde separa los haces vasculares del parénquima situado bajo la corteza. Está formada por una única capa de células vivas, cuyas paredes radiales y horizontales están recubiertas por lignina y suberina que las impermeabiliza, formando la denominada banda de Caspary. La función de esta estructura es regular la entrada de agua e iones desde el exterior a los tejidos conductores, ya que obliga a que el agua y las sales absorbidas por los pelos radicales de la corteza pasen a través del citoplasma de las células endodérmicas. Página 4 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología El súber o corcho: Es una cubierta protectora que sustituye a la epidermis en las partes de la planta que tienen crecimiento secundario. Se desarrolla a partir del felógeno y está formado por varias capas de células muertas, llenas de aire y dispuestas sin dejar espaciones intercelulares. Las células mueren porque en sus paredes se deposita suberina, una sustancia lipídica que las impermeabiliza y las aísla del medio. La superficie aislante creada por el súber está salpicada de lenticelas, que son poros o grietas lenticulares llenas de células parenquimáticas vivas que se disponen desordenadamente, dejando entre ellas numerosos espacios por los que circula el aire. Así, se comunican los tejidos internos con el exterior y es posible el intercambio gaseoso y la transpiración. Los tejidos de sostén Los tejidos de sostén proporcionan resistencia mecánica a las distintas partes de la planta. Por eso están formados por células que tienen las paredes muy gruesas. Los hay de dos tipos: el colénquima y el esclerénquima. El colénquima: Aparecen en las partes jóvenes de las plantas leñosas y en las plantas herbáceas. Está formado por células vivas, prismáticas o alargadas, con cloroplastos y con las paredes celulares engrosadas debido al depósito de capas de celulosa que se disponen por toda su superficie o solo por algunas zonas. En función de la localización de estos engrosamientos, se diferencian tres tipos de colénquima: angular, anular y lagunar. El esclerénquima: Se localiza en los órganos adultos que ya no crecen. Sus células en estado adulto están muertas, tienen las paredes muy engrosadas y duras porque suelen estar lignificadas. Esto hace que más resistente que el colénquima. Las células del esclerénquima pueden ser de dos tipos: esclereidas, que tienen formas diversas, y fibras, que son alargadas. Los tejidos conductores Los tejidos conductores están formados por células muy especializadas que se disponen en hilera, a modo de finísimas “tuberías” y constituyen el sistema vascular, que se encarga de transportar la savia (una disolución de sustancias nutritivas) por el interior de la planta y de hacerla llegar a todas sus partes. Los tejidos vasculares son el xilema y el floema. Xilema: También llamado tejido leñoso, se encarga de transportar la savia bruta (agua y sales minerales disueltas) desde la raíz hasta las hojas y los tallos verdes, donde se realiza la fotosíntesis. Hay un xilema primario, que se forma durante el crecimiento primario a partir del meristemo apical; y un xilema secundario, originado en el crecimiento secundario a partir del cambium. Las Página 5 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología células que componen el xilema son de dos tipos: elementos vasculares, que se encargan del transporte, y elementos no vasculares, con otras funciones. Elementos vasculares: Son células con las paredes laterales reforzadas por depósitos de lignina en forma de anillos, espirales o retículos. Cuando completan su desarrollo, mueren, y únicamente quedan sus paredes. Son de dos tipos: tráqueas y traqueidas. Traqueas: Son cilíndricas y se disponen en fila, formando los vasos leñosos. Sus tabiques transversales están perforados o faltan. Forman vasos continuos muy eficaces en la conducción. Traqueidas: Son largas y delgadas, con los extremos puntiagudos. Sus tabiques transversales son oblicuos y no están perforados, sino provistos de punteaduras (zonas donde la pared es muy fina). Forman vasos menos eficaces que las tráqueas en la conducción. Elementos no vasculares: Son el parénquima del xilema y las fibras del xilema. Sus células realizan intercambios con los elementos vasculares y proporcionan sostén. Floema: También se denomina tejido liberiano. Se encarga de transportar la savia elaborada (que es una solución acuosa de sustancias orgánicas obtenidas en la fotosíntesis) desde las hojas y los tallos verdes a las demás partes de la planta. Existe un floema primario, que se forma durante el crecimiento primario a partir del meristemo apical; y un floema secundario, originado durante el crecimiento secundario a partir del cambium. Ambos están formados por elementos vasculares, que se encargan del transporte, y por elementos no vasculares, que tienen otras funciones. Los tejidos secretores Las células de los tejidos secretores elaboran diferentes sustancias, bien de desecho (excreción), bien útiles (secreción), que son expulsadas al exterior o se acumulan en el interior de la planta. Pueden ser externos e internos. Los externos están en la epidermis y expulsan sustancias al exterior. Entre ellos destacamos: Los nectarios de las flores expulsan néctar que atrae a los insectos polinizadores. Los hidatodos, situados en el ápice de las hojas, secretan agua por un proceso que se denomina gutación. Los pelos urticantes, como los que tienen las ortigas, secretan unas sustancias irritantes que provocan, por contacto, inflamaciones en los animales. Página 6 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología Los internos se localizan en el interior de la planta; los productos que elaboran se acumulan en el interior de las células o en los espacios intercelulares. Entre ellos destacamos: Los tubos laticíferos formados por una sola célula viva pluricelular, alargada, ramificada y extendida por toda la planta o por varias células cuyas membranas transversales están perforadas o reabsorbidas. En su interior acumulan un líquido blanquecino llamado látex, que es una emulsión de agua, sales, ácidos orgánicos, aceites, caucho, etc. Los canales resiníferos son cavidades alargadas que acumulan en su interior resina, cuya misión es defender a la planta frente a insectos fitófagos y hongos. Están presentes en muchas coníferas. 3.- LOS MODELOS DE ORGANIZACIÓN Las plantas presentan dos tipos de organización, según el grado de complejidad que alcanzan sus tejidos y, por tanto, sus órganos: Talofítica. Las células que forman el organismo son muy similares y no están organizadas en tejidos, aunque entre ellas puede existir especialización celular y división de trabajo. No tienen órganos. Las algas, los hongos y los líquenes presentan organización talofítica. Cormofítica. Es una organización en la que las células se agrupan en auténticos tejidos, que se asocian formando órganos especializados en una función determinada. Las pteridofitas y espermatofitas tienen organización cormofítica. Las plantas briofitas (musgos) no presentan tejidos conductores, y no tienen raíz, tallo ni hojas verdaderas, aunque sí estructuras parecidas. Su organización se considera intermedia entre talo y cormo, y se denomina protocormofítica. 3.1.- Órganos vegetales Las células de las plantas con organización cormofítica (pteridofitas y espermatofitas) se agrupan en tejidos. Estos tejidos vegetales no existen aisladamente, sino que se asocian unos con otros para formar diferentes órganos. El desarrollo de estos órganos especializados ha permitido a las cormofitas adaptarse a las cormofitas a una vasta diversidad de ambientes, especialmente en el medio terrestre. En las cormofitas se pueden distinguir tres tipos de órganos, anatómicamente diferentes: Hojas. Son órganos, por lo general, de forma aplanada, donde se realiza la fotosíntesis, produciendo sustancias orgánicas. En ellas también tiene lugar el Página 7 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología intercambio de gases con la atmósfera y la transpiración, expulsando vapor de agua. Tallo. Generalmente es la parte aérea y dura de la planta, sobre la que se desarrollan las hojas. Conduce la savia bruta (agua y sales minerales) desde las raíces hacia las hojas, así como la savia elaborada (sustancias orgánicas) hasta cualquier lugar de la planta. Raíz. Fija la planta al suelo y absorbe de este el agua y las sales minerales disueltas. En ocasiones funciona como órgano de reserva. En el interior de cualquiera de los órganos de una planta se localiza el sistema vascular, constituido por los vasos conductores del xilema y el floema. Al conjunto de raíz, tallo y hojas se le llama aparato vegetativo o cormo, y es el encargado de realizar las funciones de nutrición en las plantas. La flor, presente solo en espermatofitas, es en realidad un conjunto de hojas modificadas y especializadas en la función reproductora. 4.- LOS TEJIDOS ANIMALES Salvo unos pocos grupos muy simples (como las esponjas), todos los animales presentan verdaderos tejidos, que pueden agruparse en cuatro tipos: epiteliales, conectivos, musculares y nervioso. 4.1.- Los tejidos epiteliales o epitelios Están formados por células planas, cúbicas o cilíndricas, poco modificadas y de vida corta (se renuevan constantemente), que se disponen muy unidas entre sí, sin dejar espacios intercelulares. Atendiendo a su función, los epitelios pueden ser de revestimiento o glandulares. Los epitelios de revestimiento Forman una lámina continua que recubre la superficie externa del cuerpo y las cavidades de los órganos huecos, y se apoyan sobre una capa de tejido conjuntivo denominada membrana basal. Carecen de vasos sanguíneos y se nutren por difusión de los nutrientes desde los vasos del tejido conjuntivo subyacente. Tienen función protectora y algunos intervienen en la absorción de diversas sustancias. Según la morfología y la disposición de sus células tenemos los siguientes tipos de epitelios: Epitelios monoestratificados: Están formados por una sola capa de células, según su forma hay varios tipos: Página 8 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología Plano. Sus células son planas. Forma el endotelio que tapizan los vasos sanguíneos, los alvéolos, etc. Cúbico. Sus células son cúbicas. Tapiza las paredes del ovario, los túbulos colesctores, etc. Cilíndrico. Sus células son prismáticas. Recubre la luz del intestino delgado e interviene en la absorción de los productos de la digestión. Sus células presentan microvellosidades para aumentar la superficie de la membrana y facilitar la absorción; entre ellas hay otras caliciformes secretoras de mucus. Se localiza en el intestino, en el estómago y en la vesícula biliar. Epitelios pluriestratificados: Están formados por dos o más capas de células. Según la forma de las más externas se diferencian varios tipos: Plano. Las células superficiales son planas. En algunos casos, como en la epidermis, las células de las capas superiores se queratinizan y mueren estrato córneo), en otros casos, (la boca, el esófago, la vagina, etc), el estrato córneo falta. Cúbico. Aparece en la conjuntiva y en los conductos de las glándulas mamarias. Epitelio cilíndrico pseudoestratificado: Parece que está formado por varias capas de células (los núcleos se observan a diferentes alturas), si bien, en realidad, es un epitelio simple cilíndrico en el que todas las células contactan con la membrana basal, aunque no todas llegan a la superficie. Con frecuencia, tiene células ciliadas y, entre ellas, hay células caliciformes secretoras de mucus. Se localiza en las vías respiratorias (la tráquea, los bronquios, etc.) Los epitelios glandulares Son una variedad del tejido epitelial, cuyas células se han especializado en la secreción de sustancias de distinta naturaleza y con distintas finalidades. Forman parte de las glándulas, que son unos órganos generalmente pluricelulares (aunque también se considera glándula a las células caliciformes de algunos epitelios). En función de dónde vierten los productos que elaboran, hay tres tipos de glándulas: Exocrinas. Tienen un conducto secretor por el que vierten sus productos al exterior, o al interior de cavidades que comunican con el exterior. Un ejemplo es la glándula sudorípara. Endocrinas. Carecen de conducto secretor y vierten los productos que elaboran, las hormonas, directamente a la sangre, por ejemplo, el tiroides. Página 9 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología Mixtas. Tienen una parte exocrina y una parte endocrina. Un ejemplo es el páncreas. El origen de las glándulas: Las glándulas se forman a partir de las células de los epitelios de revestimiento, que se dividen y profundizan en el tejido conjuntivos subyacente. Si mantienen contacto con la superficie, forman una glándula exocrina; si no, una endocrina. 4.2.- Los tejidos conectivos Los tejidos conectivos son los más abundantes en el organismo de los animales. Su función es la de unir, dar soporte, nutrir y proteger a los demás tejidos. Están formados por varios tipos de células, generalmente poco especializadas y dispersas en el seno de una matriz extracelular. Existen cinco tipos de tejidos conectivos: conjuntivo, adiposo, cartilaginoso, óseo y sanguíneo. El tejido conjuntivo La función del tejido conjuntivo es la de unir y relacionar a los demás tejidos entre sí. Está muy vascularizado y tiene numerosas terminaciones nerviosas. Su matriz extracelular está formada por fibras colágenas, elásticas y reticulares, y por una sustancia fundamental glucoproteica y semilíquida. La matriz extracelular está formada por una sustancia fundamental, de composición variable, amorfa y de consistencia más o menos fluida, y por fibras de tres tipos: Colágenas. Constituidas por haces de moléculas de una proteína fibrosa llamada colágeno. Son flexibles y resistentes a las tracciones. Elásticas. Formadas por otra proteína estructural, la elastina. Son delgadas y muy elásticas. Reticulares. Son fibras colágenas aisladas dispuestas en redes. En cuanto a sus células, son generalmente grandes y de varios tipos: Fibroblastos. Estas células, de forma irregular y con numerosas prolongaciones, producen las fibras y la sustancia amorfa de la matriz. Al madurar, pierden actividad, y se llaman fibrocitos. Histocitos o macrófagos. Tienen movimiento ameboide y son capaces de fagocitar partículas y sustancias extrañas. Mastocitos o células cebadas. Son esféricas y tienen numerosos gránulos citoplasmáticos llenos de sustancias, como la heparina, la histamina, etc., que liberan en determinadas circunstancias. Página 10 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología Adipocitos. Almacenan grasa. Células sanguíneas. Son los linfocitos y los plasmocitos. Los linfocitos proceden de la sangre, y los plasmocitos derivan de los linfocitos B y producen anticuerpos. Se distinguen tres tipos fundamentales de tejido conjuntivo: laxo, denso y elástico. Conjuntivo laxo. Sus células, sus fibras y su sustancia fundamental están en igual proporción, lo que lo hace flexible y poco resistente a la tracción. Sirve de apoyo a los epitelios y rellena huecos entre órganos. Conjuntivo denso. Tiene abundantes fibras colágenas que lo hacen poco flexible y muy resistente a las tracciones. Las fibras se pueden disponer paralelas, como en los tendones, o sin orden, como en la dermis. Conjuntivo elástico. Tiene una gran abundancia de fibras elásticas, que le dan una gran elasticidad. Por ello se localiza en órganos que necesitan expandirse o dilatarse de manera habitual, como la pared de los vasos sanguíneos, bronquios, etc. El tejido adiposo Este tejido se localiza principalmente bajo la piel, formando el panículo adiposo, que modela el contorno corporal. Forma almohadillas amortiguadoras de golpes en la palma de la mano, la planta de los pies y en torno a ciertos órganos (por ejemplo, los riñones). También constituye la mayor reserva energética del organismo y proporciona a este aislamiento térmico. Sus células, los adipocitos, son grandes y, generalmente, esféricas. Almacenan grasa en el citoplasma en una o varias gotas que ocupan la mayor parte de él. El tejido cartilaginoso Constituye los cartílagos, que forman parte del esqueleto y tienen la función principal de servir de sostén a las partes blandas del cuerpo. También recubren las superficies articulares, facilitando el desplazamiento de los huesos que las forman, e intervienen en el crecimiento de los huesos. Su matriz extracelular o matriz cartilaginosa es sólida, elástica y está formada por fibras (colágenas y elásticas) inmersas en una sustancia fundamental amorfa. Sus células, los condrocitos, tienen la superficie irregular y se alojan en unas cavidades, llamadas lagunas, que hay en el seno de la matriz; en cada una de estas cavidades puede haber de una a ocho células. El tejido cartilaginoso carece de vasos sanguíneos y de terminaciones nerviosas. Está rodeado por una envoltura de tejido conjuntivo, el pericondrio, que lo nutre y Página 11 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología permite que crezca gracias a la acción de unas células llamadas condroblastos. Estas células segregan la matriz y evolucionan hasta transformarse en condrocitos. Se distinguen tres tipos de tejidos cartilaginosos: hialino, elástico y fibroso. Cartílago hialino. Es el más común. Su matriz es abundante y tiene delicadas fibrillas colágenas. Se encuentra en los cartílagos costales, traqueales, bronquiales y nasales, y en el esqueleto del embrión. Cartílago elástico. Su matriz es rica en fibras elásticas. Se encuentra en la oreja y en la epiglotis. Cartílago fibroso. Su matriz es muy rica en fibras colágenas. Forma los discos intervertebrales y los meniscos. El tejido óseo Forma parte de los huesos del esqueleto de los vertebrados. Los huesos tienen varias funciones: proporcionan soporte interno al organismo y protegen los órganos vitales (encéfalo, médula, etc.); contienen la medula ósea, que genera células sanguíneas; intervienen en el metabolismo del calcio y del fósforo, ya que constituyen depósitos movilizables de estos minerales; intervienen en los movimientos, ya que en ellos se insertan los músculos … La matriz extracelular, denominada matriz ósea, es sólida y rígida debido a que está mineralizada. Se dispone formando capas o laminillas. Tiene dos componentes: uno inorgánico y otro orgánico. El inorgánico, cuya proporción aumenta con la edad, está formado por fosfatos y carbonatos de calcio, que dan dureza y fragilidad; el orgánico u osteína, cuya proporción disminuye con la edad, está formado por fibras colágenas y sustancia amorfa, que le dan elasticidad. Inmersos en esta matriz hay varios tipos de células: Los osteoblastos. Se sitúan en la periferia del hueso y segregan la parte orgánica de la sustancia intercelular hasta que quedan atrapados por ella y se transforman en osteocitos. Los osteocitos. Son las células principales. Tienen aspectoestrellado y se sitúan en unas lagunas (cavidades) de la matriz comunicadas entre sí por canalículos llamados conductos calcóforos. Los osteoclastos. Son células grandes móviles y plurinucleadas, que reabsorben la matriz. Tipos y localizaciones de los téjidos óseos: Tejido óseo esponjoso. Compone la epífisis (extremos) de los huesos largos y el interior de los huesos cortos y planos. Las laminillas de matriz ósea se disponen de forma reticular, dejando numerosas cavidades que llenan la médula ósea. Página 12 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología Tejido óseo compacto. Compone la diáfisis de los huesos largos y el exterior de los huesos cortos y planos. Está formado por la repetición de unas unidades llamadas osteonas o sistemas de Havers. Cada osteona tiene un conducto central (conducto de Havers) y una serie de apretadas laminillas concéntricas de matriz ósea a su alrededor. En ellas están las lagunas óseas con los osteocitos, que se comunican entre sí y con los conductos de Havers mediante los conductos calcóforos. Los conductos de Havers se comunican entre sí y con la superficie mediante otros conductos oblicuos, los conductos de Volkman, por los que penetran vasos sanguíneos y nervios. El periostio y el endostio. El periostio y el endostio son capas de tejido conjuntivo que revisten, respectivamente, la superficie externa de los huesos y la superficie de sus conductos y cavidades internas. El tejido sanguíneo La sangre es un tejido conectivo cuya matriz es líquida y está muy especializado en funciones de transporte. En los vertebrados alcanza un gran desarrollo y circula por el interior de los vasos sanguíneos, impulsada por las contracciones del corazón para poder alcanzar todas las partes del cuerpo. La sangre transporta el oxígeno y los nutrientes que las células necesitan y los productos de desecho que estas originan en el metabolismo. También lleva las hormonas desde su origen hasta el órgano diana. Al distribuir el calor por todo el cuerpo, regula la temperatura corporal. Por último, defiende al organismo frente a sustancias extrañas, organismos patógenos, etc. El plasma sanguíneo La matriz extracelular de la sangre se denomina plasma sanguíneo y es una solución acuosa y amarillenta, formada por agua, sales minerales ionizadas, proteínas, lípidos, glucosa, aminoácidos, enzimas, hormonas y productos de desecho (urea, ácido úrico, etc.). En este medio líquido están suspendidas las células sanguíneas, que en los vertebrados son de tres tipos: glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas. Las células de la sangre Eritrocitos, glóbulos rojos o hematíes. Tienen forma de disco bicóncavo. Su citoplasma está cargado de hemoglobina, que les da su característico color rojo. Su función es transportar, unidos a la hemoglobina, los gases respiratorios (O2 y CO2). Leucocitos o glóbulos blancos. Son esféricos e incoloros. Su función es defender al organismo de los gérmenes y de las sustancias extrañas, bien fagocitándolas o bien produciendo anticuerpos que las inutilizan. Puede migrar a los tejidos. Son de dos tipos: Página 13 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología Granulocitos. Tienen granulaciones citoplasmáticas de distinta naturaleza que se tiñen de forma diferente con colorantes. Pueden ser: neutrófilos, basófilos, eosinófilos. Agranulocitos. Sin linfocitos. granulaciones. Pueden ser: monocitos y Plaquetas. Intervienen en la coagulación. En mamíferos, son fragmentos citoplasmáticos de una célula gigante de la médula ósea; en los demás vertebrados, su función la realizan los trombocitos. 4.3.- Los tejidos musculares Los tejidos musculares son los principales constituyentes de los músculos, que son los órganos responsables de los movimientos corporales. Existen tres tipos de tejidos musculares (estriado esquelético, estriado cardíaco y liso), que se describirán posteriormente. Cualquiera que sea su tipo, estos tejidos están formados únicamente por unas células muy diferenciadas, que se denominan fibras musculares debido a su forma alargada. La principal propiedad de estas células es su capacidad de acortarse (contraerse) cuando reciben un estímulo adecuado, y de recuperar su tamaño original (relajarse) cuando cesa dicho estímulo. La estructura de las fibras musculares Como ocurre en otros tejidos, las fibras musculares presentan importantes modificaciones respecto del esquema general de la célula, que las permiten desempeñar su función. De hecho, sus distintas partes son tan especiales que reciben nombres específicos (la membrana se llama sarcolema, el citoplasma, sarcoplasma, etc). También han perdido la capacidad de dividirse y contienen una gran cantidad de mitocondrias. Pero la característica más importante de las fibras musculares es que contienen un número elevado de unas estructuras filamentosas, llamadas miofibrillas, cuya peculiar estructura las hace responsables del proceso de la contracción. La estructura de las miofibrillas y la concentración muscular Cada miofibrilla está formada por dos tipos de filamentos (miofilamentos) de distinto grosor: unos, delgados, formados por dos cadenas de la moléculas de la proteína actina, y otros, más gruesos, formados por haces de moléculas de la proteína miosina. Ambos tipos de filamentos se disponen paralelos e intercalados, formando unidades llamadas sarcómeros. Esta disposición hace que las miofibrillas presenten alternativamente bandas claras y oscuras (estriación). Página 14 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología La contracción acorta la longitud del sarcómero y se produce por el deslizamiento de los filamentos de actina entre los de miosina. Este proceso requiere mucha energía, que las fibras musculares obtienen de la respiración celular. La contracción en serie de los sarcómeros produce la de toda la miofibrilla. El proceso se repite en todas las miofibrillas de una fibra muscular y en todas las fibras de un músculo, y la contracción final del músculo genera una fuerza considerable. Estructura, disposición y localización de los tejidos musculares Tejido muscular estriado esquelético. Forma los músculos esqueléticos, que se insertan en los huesos. Estos músculos están formados por paquetes de fibras musculares (fascículos), unidas por tres envolturas de tejido conjuntivo, a través de las cuales llegan vasos sanguíneos y terminaciones nerviosas: el endomisio, que envuelve a cada fibra muscular; el perimisio, a cada fascículo; el epimisio, al músculo completo. Sus fibras musculares son cilíndricas, miden varios centímetros de longitud y tienen varios núcleos en la periferia. Sus miofibrillas están ordenadas regularmente, lo que hace que, al microscopio, presenten bandas claras oscuras alternadas (aspecto estriado). Está inervado por el sistema nervioso central; su contracción, rápida y voluntaria, produce los movimientos del esqueleto y los gestos de la cara. Tejido muscular estriado cardiaco. Forman las paredes del corazón. Está formado por células alargadas, bifurcadas, con estriaciones y con uno o dos núcleos en posición central. Estas fibras están íntimamente unidas mediante unas estructuras escaleriformes llamadas discos intercalares, que hacen que todos actúen como una unidad. Este tejido está inervado por el sistema nervioso autónomo; su contracción, rápida, rítmica e involuntaria, es responsable del latido cardíaco. Tejido muscular liso. Forma parte de la pared de los conductos digestivos y respiratorios, de los vasos sanguíneos, etc. Sus células, pequeñas y fusiformes, tienen un solo núcleo central y carecen de estriaciones, debido a que sus miofibrillas no están ordenadas regularmente. Está inervado por el sistema nervioso autónomo; su contracción, lenta e involuntaria, produce los movimientos peristálticos del tubo digestivo, los de la pupila, etc. 4.4.- El tejido nervioso El tejido nervioso es el principal constituyente del sistema nervioso. Sus funciones son: Página 15 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología transformar los estímulos externos e internos en señales electroquímicas llamadas impulsos nerviosos; conducirlas y procesarlas para elaborar una respuesta adecuada y coordinada; llevar dicha respuesta hasta los órganos efectores que se encargan de ejecutarla. El tejido nervioso está formado únicamente por dos tipos de células: las neuronas y las células gliales o de neuroglia. Las neuronas Son las células principales y se encargan de la transmisión de los impulsos nerviosos. Presentan un alto grado de diferenciación, que las ha hecho perder la capacidad de dividirse (cuando mueren no se reemplazan) y las ha dotado de una estructura muy especial, que consta de dos partes: Pericarión. Es el cuerpo celular y tiene forma variable. Contiene un núcleo grande, esférico y central. Sus orgánulos son los habituales, si bien presenta abundantes mitocondrias y en él destacan unas vesículas oscuras, llamadas corpúsculos de Nissl (que proceden del retículo endoplasmático liso) y numerosos neurofilamentos. Prolongaciones neuronales. Pueden ser de dos tipos: Dendritas. Son cortas, numerosas y muy ramificadas. Reciben el impulso de otras neuronas y lo conducen hacia el cuerpo neuronal. Axón o neurita. Es una prolongación larga y única, de la que pueden salir ramas laterales perpendiculares, y que termina en unas ramificaciones llamadas telodendrones. El axón conduce el impulso nervioso desde el cuerpo neuronal hasta otra neurona. Ramón y Cajal y las sinapsis. Santiago Ramón y Cajal demostró que las neuronas no están unidas entre sí, sino que son unidades independientes. Entre ellas, se establecen conexiones funcionales, llamadas sinapsis, a través de los cuales para el Página 16 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología impulso de una neurona a otra. En las sinapsis hay un pequeñísimo espacio, llamado hendidura sináptica, que separa ambas neuronas. Las sinapsis se suelen establecer entre el axón de una neurona y el cuerpo neuronal, una dendrita e incluso el axón de otra. Las células gliales o neuroglia Son una serie de células más pequeñas y más numerosas que las neuronas, que no conducen el impulso nervioso, sino que sirven de sostén a las neuronas, aislándolas, defendiéndolas y nutriéndolas. Las principales son las siguientes: Astrocitos. Tienen forma estrellada y numerosas prolongaciones. Algunas contactan con los capilares, por lo que se cree que intervienen en la nutrición de las neuronas. Células de microglía. Son pequeñas y tienen el cuerpo alargado. Sus prolongaciones son cortas y están muy ramificadas, lo que les da un aspecto espinoso. Son móviles y pueden fagocitar restos celulares y productos de desecho del tejido. Oligodendrocitos. Son más pequeñas que los astrocitos y tienen prolongaciones escasas y poco ramificadas. Se disponen alrededor de los axones de las neuronas del sistema nervioso central, de manera que forman una envoltura membranosa, aislante, llamada vaina de mielina. Células de Schwann. Tienen forma aplanada. También rodean a los axones para formar vainas de mielina, pero solo en las neuronas del sistema nervioso periférico. Las fibras nerviosas. Los axones de las neuronas, y sus envolturas protectoras, forman las fibras nerviosas, que pueden ser de dos tipos: Mielínicas o blancas. Están rodeadas de una envoltura de mielina, que es una sustancia blanca de naturaleza lipídica. Esta envoltura se forma cuando una célula de Schwann o un oligodendrocito se enrolla en espiral alrededor del axón. Como el axón es más largo que la célula glía, se necesitan varias para recubrirlo totalmente. En los límites entre dos células gliales consecutivas hay una hendidura en la que falta mielina. Estos surcos se llaman nódulos de Ranvier. Amielínicas o grises. Carecen de la envoltura de mielina y, aunque los axones también están rodeados de células gliales, estas no están enrolladas en espiral, sino que una misma célula (generalmente, una célula de Schwann) rodea varios axones. En estas fibras no hay nódulos de Ranvier. Los nervios están formados por la agrupación de varias fibras nerviosas. Página 17 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología 5.- ÓRGANOS, SISTEMAS Y APARATOS EN ANIMALES En el curso de su evolución, los distintos grupos de animales han alcanzado, diversos grados de complejidad, como resultado de una especialización y división del trabajo. Así, para desempeñar una función concreta, varios tejidos se asocian para formar estructuras llamadas órganos. Por lo general, los órganos tienen misiones más especializadas que los tejidos. El estómago, el corazón, un hueso y la piel son ejemplos de órganos. Generalmente, uno de los tejidos del órgano es el que realiza el trabajo principal, como el tejido epitelial de la piel, o el muscular en el corazón, mientras el resto de tejidos cumplen funciones complementarias. La ciencia que se encarga del estudio de los órganos es la organografía, y la que se dedica al estudio de sus funciones es la fisiología. 5.1.- Sistemas La asociación de varios órganos parecidos constituye un sistema. Los órganos de un sistema pueden realizar funciones completamente diferentes; por ejemplo, el sistema muscular está formado por músculos similares que pueden realizar funciones diferentes, unos mueven las piernas, otros giran la cabeza, etc. En los animales más evolucionados, como los vertebrados, se distinguen seis sistemas. Sistema endocrino. Constituido por tejido epitelial glandular. Sus órganos son las glándulas endocrinas. Realiza la regulación y coordinación del funcionamiento del cuerpo mediante hormonas. Sistema tegumentario. Está compuesto por la piel y formaciones tegumentarias, como pelos, escamas, glándulas, etc. Tiene entre otras funciones la recepción de estímulos externos, la defensa contra la entrada de microorganismos, evitar la pérdida de agua y el control de la temperatura corporal. Sistema muscular. Formado por diferentes músculos esqueléticos, constituidos por tejido muscular estriado. Es el responsable de los movimientos del cuerpo y de sus órganos internos, mediante la contracción y relajación de los músculos. Sistema nervioso. Está formado por tejido nervioso. Sus principales órganos son el encéfalo, la médula espinal y los nervios. Su función es captar la información, de estímulos externos e internos, interpretarla y emitir una respuesta. Sistema inmunitario. Compuesto por órganos linfoides: timo, bazo, ganglios linfáticos, etc. Protege al organismo contra las infecciones de microorganismos y otros agentes externos. Página 18 Prof. Elena Díaz Pedroche Dpto. Biología-Geología Sistema esquelético. Está constituido por los huesos, formados por tejido óseo. Entre otras funciones, constituye el armazón interno que sostiene el cuerpo, protege las partes más delicadas del organismo y proporciona la estructura sobre la cual se insertan los músculos, posibilitando el movimiento. 5.2.- Aparatos La asociación de varios órganos, que pueden ser muy diferentes entre sí, actuando coordinadamente para llevar a cabo una función, constituye un aparato. Por ejemplo, el aparato circulatorio está formado por órganos tan diferentes como el corazón, las venas o las arterias, pero todos ellos actúan coordinadamente en funciones como el transporte de nutrientes. En los animales vertebrados se distinguen seis aparatos. Aparato respiratorio. Está constituido por las vías respiratorias y los pulmones. Capta el oxígeno y expulsa dióxido de carbono al exterior. Aparato circulatorio. Está compuesto por el sistema arterial y venoso y el sistema circulatorio linfático. Está constituido por el corazón, los vasos sanguíneos, la sangre, los vasos linfáticos, la linfa, etc. Distribuye los nutrientes y el oxígeno por todo el organismo, recoge productos de desecho del metabolismo celular y los lleva hasta los órganos que se encargan de su eliminación. También intervienen en el mantenimiento de la temperatura corporal. Aparato excretor. Está formado por las vías urinarias, los riñones y otros órganos excretores, como las glándulas sudoríparas. Mantiene el equilibrio hídrico del cuerpo e interviene en la eliminación de los desechos metabólicos. Aparato digestivo. Está formado por el tubo digestivo y las glándulas anejas (glándulas salivales, hígado y páncreas). Capta el alimento, lo digiere, absorbe los nutrientes y elimina los restos no digeribles. Aparato reproductor. Está constituido, tanto en los machos como en las hembras, por las gónadas, las vías genitales y los genitales externos. Produce los gametos, espermatozoides en los machos y óvulos en las hembras. Además, en las hembras proporciona protección y alimento al embrión. Aparato locomotor. Está compuesto por el sistema muscular (parte activa) y el sistema esquelético (parte pasiva). Es responsable de la locomoción y los movimientos voluntarios del cuerpo. Página 19
