ciencias naturales biología ciclo básico
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1 CIENCIAS NATURALES BIOLOGÍA CICLO BÁSICO Segundo Año ¨A¨, ¨B¨ y ¨C¨ INSTITUTO SAGRADO CORAZÓN Profesoras: Massaro, Estela Priotti, Zulema. 2 Eje: Los seres vivos: Diversidad, Unidad, Interrelaciones, Continuidad y Cambio. Contenidos Conceptuales - Niveles de organización de los seres vivos. - Teoría celular. - Célula Procariota y Célula Eucariota: vegetal y animal. - Diferenciación celular. - Biodiversidad: dimensiones. - Diversidad animal y vegetal en las funciones de nutrición, relación y reproducción. -Reproducción asexual y sexual en plantas y animales. - Ventajas y desventajas de la reproducción asexual y sexual. - Criterios para clasificar a los seres vivos en reinos: Archae, Monera, Protista, Fungi, Viridiplantae y Animalia. Contenidos Procedimentales - Reconocimiento de los niveles de organización de los seres vivos. - Construcción del modelo de célula propuesto por la teoría celular. - Diferenciación entre una célula procariota y una eucariota. - Reconocimiento y diferenciación entre una célula animal y vegetal. - Observación y análisis de preparados microscópicos, o de fotomicrografía, o de fotografías de células de distintos tipos. - Diferenciación de los distintos tipos de células. - Aproximación al conocimiento de la biodiversidad y su historia. - Reconocimiento de la diversidad animal y vegetal en las funciones de nutrición, relación y reproducción. - Comparación de la reproducción asexual y sexual en plantas y animales. - Identificación de las ventajas y desventajas de la reproducción sexual y asexual. -Identificación e interpretación de los criterios para clasificar a los seres vivos en reinos. -Diferenciación entre los reinos: Archae, Monera, Protista y Fungi. -Clasificación y diferenciación de los reinos Viridiplantae y Animalia. 3 Eje: El organismo humano desde una visión integral. Contenidos Conceptuales -Funciones del cuerpo humano: Nutrición, Relación, Defensa y Reproducción. -Estructura del Sistema Nervioso: funciones y clasificación. -La Neurona: estructura y función. -Sinapsis. -Sistema Nervioso Central: órganos que lo constituyen y función de cada uno. -Sistema Nervioso Periférico: clasificación y función. -Acción de diferentes drogas sobre el S.N.C. -Sistema Endocrino o Glandular. Hormonas y desarrollo: la pubertad. -Reproducción Humana. Sexualidad y genitalidad. -Sistema Reproductor Femenino: genitales externos e internos. -Ciclo Sexual Femenino. -Sistema Reproductor Masculino: genitales externos e internos. -FecundaciónDesarrollo Embrionario. Parto. -Enfermedades de Transmisión Sexual. -VIH/ Sida. Contenidos Procedimentales -Reconocimiento de cada una de las funciones del cuerpo humano: nutrición, relación, defensa y reproducción. -Clasificación del Sistema Nervioso: central y periférico. -Identificación de las funciones del Sistema Nervioso Central y Periférico. -Reconocimiento de la estructura y función de la neurona. -Diferenciación de los tipos de neuronas. -Comprensión de la Sinapsis. -Identificación de cada uno de los órganos del Sistema Nervioso Central: ubicación y función. -Clasificación del Sistema Nervioso Periférico. -Reconocimiento de la acción de diferentes tipos de drogas sobre el S.N.C. -Clasificación de las glándulas de acuerdo a su secreción. -Reconocimiento de diferentes hormonas segregadas por glándulas, tales como: hipófisis, tiroides, paratiroides y suprarrenales. Identificación de cada de las hormonas sexuales masculinas y femeninas que actúan a partir de la edad de la pubertad. -Diferenciación entre caracteres sexuales primarios y caracteres sexuales secundarios. -Identificación de la estructura y función de los genitales femeninos y masculinos. -Comprensión del Ciclo Sexual Femenino. -Reconocimiento de algunas de las ETS. -Diferenciación entre VIH/ Sida. 4 Los niveles de organización De la c é l u la al or g a n is m o Todos los seres vivos están constituidos por células A mediados del siglo XVII, el científico inglés Robert Hooke (1635-1703) observó a través del microscopio una lámina delgada de corcho (que es la corteza del árbol alcornoque). Hooke detectó que este material estaba formado por un conjunto de estructuras geométricas, similares a las celdas de un panal de abejas. Las llamó células, por el término latino cellula, que significa "celda pequeña". Lo que Hooke observó no eran exactamente células vivas, sino los restos de las paredes de las células vegetales del alcornoque. Poco tiempo después, el naturalista holandés Antón Van Leeuwenhoek (1632-1723) perfeccionó el microscopio y observó por primera vez varios tipos de células vivas: microorganismos presentes en el agua, espermatozoides, glóbulos rojos y algunas bacterias. A finales del 1830, el zoólogo Theodor Schwann (1810-1882) y el botánico Mathias Schleiden (1804-1881) realizaron muchas observaciones al microscopio, el primero con muestras animales y el segundo con muestras vegetales y, en todas ellas, detectaron la presencia de células. Juntos formularon uno de los postulados más importantes de la historia de la biología: la célula es la unidad estructural básica de todos los seres vivos. Schwann y Schleiden, en 1839, propusieron que las células eran la unidad estructural y funcional de los seres vivos, y que siempre se generaban a partir de otras células. Estas últimas dos características fueron demostradas posteriormente por otros científicos. Así se construyó una de las teorías fundamentales de la biología. 5 La teoría celular En 1858, Rodolf Virchow (1821-1902) estudió las características de las células cancerosas, sobre todo su capacidad de dividirse y generar nuevas células. Aceptó la hipótesis de Schwann y de Schleiden respecto del origen de las células, y afirmó en latín omnis cellula e cellula: toda célula proviene de otra célula preexistente. A partir de sus trabajos sobre procesos fisiológicos en los seres vivos, Claude Bernard (1813-1878) planteó que las células y los tejidos constituían un "todo funcional", y que el comportamiento de este "todo" estaba determinado por lo que ocurría dentro de las células, por la interacción entre ellas y por el líquido circundante. A fines de 1880, se observó con detalle la división celular, y se demostró que existía una semejanza en la composición química y en las reacciones en todas las células. Todos estos aportes ampliaron y reforzaron la teoría de Schwann y de Schleiden. Actualmente, la teoría celular tiene los siguientes postulados: * Todos los seres vivos están compuestos por células. * Toda célula proviene de otra preexistente, que le dio origen. * Todas las células poseen el mismo tipo de componentes químicos. * En las células ocurren todas las reacciones metabólicas de los seres vivos. * Toda célula contiene material hereditario, transmitido por la célula de la cual se originó. La teoría celular es una de las generalizaciones más relevantes de la biología, ya que permite comprender la estructura y la organización en los seres vivos. Que la célula sea la unidad funcional de la vida implica que es la unidad mínima a que puede considerarse viva; todo lo que se encuentre en un nivel de organización inferior al de una célula (una organela, una molécula, etc.) no es considerado algo vivo. La estructura básica de las células Las células de todos los seres vivos no son idénticas, pero comparten una estructura básica. *Todas las células tienen una membrana que las separa del medio, pero que a la vez permite el intercambio con él, esta es la membrana plasmática. *Las células tienen un medio interno constituido principalmente por agua, llamado citoplasma. Allí se llevan a cabo la mayor parte de las reacciones químicas de la célula. *Las células poseen material genético con información que regula su funcionamiento, y que se transmite cuando la célula se reproduce y genera células hijas. La información genética está contenida en moléculas de ADN, organizadas en estructuras llamadas cromosomas. 6 Células procariotas Las células procariotas son las más sencillas y pequeñas de todas las células. También serían la más antiguas. Actualmente, existen dos tipos de organismos constituidos por células procariotas las eubacterias y las arqueobacterias, ambos son unicelulares, es decir que tienen una sola célula Las células procariotas no tienen compartimentos internos delimitados por membranas, y por este motivo todas las sustancias y estructuras se encuentran libres en el citoplasma. En este tipo de células, el material genético que se encuentra en los cromosomas (moléculas de ADN) también está libre en el citoplasma. Los cromosomas procariotas son de forma circular y, por le general, hay uno por célula. Las células están rodeadas por una membrana plasmática, que determina un límite y permite el ingreso y la salida; de sustancias, y por fuera tienen una pared celular que las protege y les da forma. Además del ADN cromosómico, los procariotas pueden tener pequeñas moléculas de ADN circular llamadas plásmidos, que también contienen información genética, aunque esta información no es esencial para la vida de la célula. Algunas bacterias son capaces de realizar fotosíntesis, como es el caso de las cianobacterias, y este proceso se lleva a cabo en pliegues internos de la membrana plasmática. Muchas bacterias poseen, además, una estructura alargada llamada flagelo, que les permite desplazarse. 7 Las células eucariotas Las células eucariotas son más grandes y complejas que las procariotas, y aparecieron casi 2.000 millones de años más tarde. La característica más importante que tienen estas células es la presencia de estructuras internas limitadas por membranas, que reciben el nombre de organelas. Cada organela cumple una función en la célula, como sucede con los órganos en un animal. El material genético también se encuentra en forma de ADN, pero no es circular, está asociado a proteínas, y se encuentra dentro de un núcleo limitado por dos membranas. Este tipo de célula posee una red de fibras proteicas que atraviesa el citoplasma, llamada citoesqueleto, que mantiene la forma de la célula y la disposición de las organelas, y a su vez posibilita el movimiento celular. Las células eucariotas se encuentran en una gran variedad de seres vivos. En algunos casos, se trata de organismos formados por una sola célula, como muchos protistas, y en otros se trata de organismos formados por muchas células, como los animales, las plantas, algunas algas y algunos hongos. De acuerdo con el organismo, las células eucariotas pueden tener ciertas características especiales. Las células de los animales Todos los animales están formados por muchas células eucariotas. Si bien ciertas características especiales, como la forma, dependen de la ubicación y de la función de las células dentro del organismo, todas las células animales tienen propiedades comunes: no tienen pared celular: tienen una organela que solo se presenta en este tipo de células, los lisosomas, que se encargan de digerir sustancias dentro de las células, y poseen una estructura que participa en la división celular, llamada centríolo. 8 Las células de las plantas Al igual que los animales, las plantas son organismos formados por células eucariotas, pero a que las células mantengan su forma. La vacuola con ciertas características distintivas. Por fuera de la membrana, una pared celular formada fundamentalmente por celulosa, le aporta protección y sostén a las células, y determina su forma. Las células vegetales tienen una organela llamada vacuola, similar a los lisosomas de las células animales. Esta vacuola suele ubicarse en el centro, y además de almacenar sustancias de reserva, como agua, sales y otros nutrientes, contribuye a que la célula mantenga su forma. La vacuola y la pared de las células vegetales son las que le dan turgencia a la planta, es decir, rigidez. Cuando la vacuola está llena de agua, se expande y hace presión sobre la membrana celular; esta, a su vez, presiona la pared celular, así la célula mantiene su forma. Cuando no hay suficiente agua en la vacuola, esta presión disminuye y se genera un espacio entre la membrana y la pared. Como la pared es rígida, la célula no pierde su forma, pero pierde turgencia. La pérdida de turgencia se observa cuando a una planta le falta agua, y sus hojas y el tallo pierden firmeza. Otro tipo de organelas que está presente solo en este tipo de células son los cloroplastos, donde se lleva a cabo el proceso de fotosíntesis. Los cloroplastos poseen un pigmento llamado clorofila, que capta la energía lumínica. Este es el responsable del color verde de las plantas. Algunas células vegetales tienen, además, organelas con pigmentos de otros colores, llamadas cromoplastos, y son las responsables, por ejemplo, del color de los pétalos de las flores o de los frutos. Las células vegetales presentes en tejidos de reserva, como las raíces de algunas plantas, tienen organelas que se llaman plástidos, en las que se almacenan sustancias como almidón o lípidos. A diferencia de las células animales, no poseen centríolo ni lisosomas. 9 La organización de las células eucariotas: las organelas Las células eucariotas se caracterizan por tener organelas, es decir, estructuras internas delimitadas por membranas. Cada organela tiene características particulares, cumple una función determinada. Su comportamiento podría compararse con el de un "órgano" en un organismo multicelular; de allí el nombre "organela". Algunas organelas se encuentran en todas las células eucariotas, y otras son propias de las células animales o vegetales. El núcleo está delimitado por la envoltura nuclear; formada por una membrana externa y por otra interna. Esta envoltura tiene poros, por donde ingresan y salen del núcleo algunas sustancias. Dentro del núcleo se encuentra el material genético en forma de moléculas de ácido desoxirribonucleico (ADN) que, asociado a proteínas, forma la cromatina. El ADN controla el funcionamiento de las células, y además contiene la información que se transmitirá a las células hijas cuando se lleve a cabo la división celular. El retículo endoplasmático rugoso (RER) es un sistema de membrana; en forma de tubos o sacos que, en la zona cercana al núcleo, se comunica con la membrana nuclear externa. Posee unas estructuras llamadas ribosomas, adheridas a su membrana, lo que le da el aspecto de "rugoso" cuando se lo observa al microscopio. En esta organela se sintetizan proteínas, sobre todo las proteínas que formarán parte de la membrana plasmática. Al igual que el rugoso, el retículo endoplasmático liso (REL) está formado por sistema de membranas tubulares; la diferencia es que esta organela no tiene ribosomas adheridos a su membrana. Participa, fundamentalmente, en la fabricación de lípidos. 10 Los lisosomas son organelas que solo se encuentran en las células animales, y se forman como vesículas que se desprenden del aparato de Golgi. Actúan como el "estómago" de las células, ya que tienen en su interior sustancias ácidas y enzimas que favorecen la degradación y ruptura de las sustancias que ingresan a la célula. El complejo de Golgi también es un sistema de membranas, y tiene forma de sacos aplanados. Se comunica con el retículo endoplasmático rugoso, y recibe las proteínas que allí se forman; las modifica, las empaqueta y las acumula en vesículas. Algunas vesículas luego se unen con la membrana plasmática; otras dan origen a ciertas organelas, como los lisosomas. Los ribosomas no son organelas, ya que no son estructuras delimitadas por membranas. Están formados únicamente por moléculas de ácido ribonucleico (ARN) asociado a proteínas, se encuentran en el citoplasma, o adheridos a la membrana del retículo endoplasmático rugoso, y participan en el proceso de fabricación de proteínas. Las células procariotas también poseen ribosomas. Las vacuolas son vesículas que también provienen del aparato de Golgi. En las células animales, son pequeñas y numerosas, y cumplen la función de almacenar agua y algunas sustancias. En las células vegetales, suelen ser una sola y de tamaño muy grande, incluso mayor que el núcleo, y cumple también la función de mantener la turgencia y la forma de las células. 11 Las mitocondrias son organelas delimitadas por dos membranas, una membrana externa y una membrana interna, entre las que se encuentra el espacio intermembrana. Dentro de esta organela, se lleva a cabo el proceso de respiración celular; a través del cual las células transforman el alimento junto con el oxígeno, y obtienen energía. Las mitocondrias poseen su propio ADN, que es similar al de las células procariotas, También poseen ribosomas, y son capaces de fabricar algunas proteínas. Los cloroplastos son organelas que se encuentran en las células de los organismos eucariotas que hacen fotosíntesis, como plantas y algas. Al igual que las mitocondrias, poseen tilacoides una doble membrana, y entre ellas, un espacio intermembrana. En el interior del cloroplasto, a su vez, hay una serie de sacos o de vesículas aplanadas que se llaman discos tilacoides. Allí se encuentra un pigmento llamado clorofila, capaz de captar la energía lumínica del Sol a través del proceso de fotosíntesis. Al igual que las mitocondrias, los cloroplastos poseen ADN de tipo procariota. Los plastos o plástidos son organelas que solo se encuentran en las células de las plantas y de las algas. Los leucoplastos son incoloros, y habitualmente contienen sustancias de reserva, como almidón o algún lípido. Los cromoplastos tienen pigmentos que les dan color a las distintas partes de las plantas —flores, frutos, hojas, tallo—; los cloroplastos son un tipo especial de cromoplasto que tiene el pigmento clorofila, que es verde. 12 La forma y el sostén de las células eucariotas Ciertas estructuras son propias de las células eucariotas, pero no son consideradas organelas. Algunas de estas estructuras son el citoesqueleto y la pared celular. El citoesqueleto es un conjunto de tubos y de filamentos de proteínas, que forman una red. Mantiene la forma de la célula y permite el movimiento. También participa en la división del material genético en la división celular. Está presente en todas las células eucariotas. La pared celular es una estructura que recubre la célula por fuera de la membrana plasmática, y le da soporte y forma. Está presente en las células de las plantas, en las células de los hongos y en las de las algas. Como vimos, en algunos casos es de celulosa y en otros es de quitina. La membrana plasmática La membrana plasmática es una estructura que rodea a todas las células, tanto procariotas como eucariotas. Cumple muchas funciones importantes: ofrece un límite entre el medio externo y los procesos que ocurren en el interior de la célula; actúa como filtro selectivo para el ingreso y la salida de sustancias; y detecta señales externas que transmite al interior. La membrana plasmática está formada, fundamentalmente, por un tipo de moléculas llamadas fosfolípidos. Los fosfolípidos son un tipo de lípidos, además de fosfolípidos, la membrana puede tener moléculas de otros lípidos como el colesterol y otro tipo de moléculas como proteínas y azúcares. Las proteínas de la membrana se ubican de dos formas posibles: atravesando totalmente la membrana, o bien a un lado o al otro, interactuando con la cabeza de los fosfolípidos. Son las encargadas controlar el pasaje de sustancias de forma específica, y de percibir las señales del exterior. La cantidad y el tipo de proteínas varían de acuerdo con el tipo de célula. Algunas proteínas forman canales en la membrana que permiten paso de partículas afines al agua. EL MICROSCOPIO Y LA BIOLOGÍA 13 El avance del conocimiento científico a menudo se encuentra ligado al desarrollo de técnicas y procedimientos que generan una nueva forma de "ver el mundo". En la biología, el desarrollo del microscopio ha sido una innovación casi tan revolucionaria como lo fue el telescopio para la astronomía. ¿Cómo es un microscopio? Los microscopios tienen dos sistemas que facilitan su funcionamiento: el sistema óptico y el sistema mecánico. El primero está formado por las lentes y los elementos necesarios para una correcta iluminación. El sistema mecánico, por su parte, cumple una función de soporte del sistema óptico 14 ¿Cómo se usa el microscopio? 1- Enciendan la luz del microscopio. Abran el diafragma con la perilla, de manera que entre la mayor cantidad de luz posible. Cuando el campo (el círculo que se ve al mirar en el microscopio) esté bien iluminado, continúen con el siguiente paso. 2- Identifiquen el objetivo de menor aumento (es el que está en el tubo más corto). Girando suavemente el revólver, colóquenlo en posición (sentirán que se traba levemente) y bajen la platina completamente usando el tornillo, 3- Coloquen el preparado sobre la platina y sujétenlo con las pinzas metálicas. Comiencen la observación con el objetivo de 4 aumentos (el menor), que ya está ubicado en el paso 2. 4- Enfoquen la muestra. Para eso, sigan estos pasos: a) Acerquen al máximo la lente del objetivo al preparado, empleando el tornillo macrométrico. Esto debe hacerse mirando directamente y no a través del ocular, ya que se corre el riesgo de incrustar el objetivo en el preparado, lo que podría causar daños en el objetivo, en el preparado o en ambos. b) Mirando a través del ocular, separen lentamente el objetivo de la platina con el tornillo macrométrico. Cuando se observe el preparado con cierta nitidez, giren el tornillo micrométrico hasta obtener un enfoque fino y ver con claridad. Desplacen el preparado hasta identificar la zona que les interesa observar. 5-Pasen al objetivo que sigue en aumento, girando suavemente el revólver La imagen debería estar casi enfocada y suele ser suficiente con mover un poco el tornillo micrométrico para lograr el enfoque fino. Si al cambiar de objetivo se perdió por completo la imagen, es preferible volver a enfocar con el objetivo anterior y repetir la operación desde el paso 4. No intenten utilizar el objetivo de 400 aumentos, a menos que esté presente un adulto que sepa cómo emplearlo correctamente. 6-Cuando terminen de trabajar pongan primero la lente de menor aumento y después, saquen el preparado del microscopio. Así evitarán que choquen la lente y el portaobjetos, que podría romperse porque es de vidrio. EXPERIMENTOS EN PAPEL ¿Cuál es la importancia de la célula en los seres vivos? Esta fue la pregunta que se hicieron Schwann y Schleiden. Para responderla, observaron minuciosamente partes de distintos seres vivos. HIPÓTESIS: todos los seres vivos están formados por células. PREDICCIÓN: si se observan al microscopio muestras provenientes de distintos seres vivos, tanto de animales como de vegetales, en ellas se detectará la presencia de células. PROCEDIMIENTO: se prepararon cuatro muestras para observar: una con una lámina de cortada de una papa, otra con un estambre de flor, otra con un fragmento de cebolla, y otra con una gota de agua estancada colocaron sobre un vidrio llamado portaobjeto cubrieron con otro vidrio más delgado, llamad cubreobjeto y luego se observaron al microscopio RESULTADOS: en todas las muestras, se detectó la presencia de células CONCLUSIONES: todos los seres vivos están formados por células. 15 Biodiversidad Cuando hablamos de biodiversidad, nos referimos a la diversidad de la vida que existe sobre la Tierra, desde las pequeñas bacterias que viven en nuestro intestino hasta las enormes ballenas que nadan en los mares y océanos. Bio significa "vida" y diversidad, "variedad". La biodiversidad posee tres dimensiones: diversidad de genes, de especies y de ecosistemas. • Diversidad de genes. Se refiere a la diversidad de genes (información hereditaria) dentro de una misma especie. Los genes codifican casi todas las características de los seres vivos y su diversidad permite que en una misma especie los individuos presenten diferencias, por ejemplo en el tamaño o la capacidad de soportar la falta de agua. • Diversidad de especies. Las especies se encuentran distribuidas en todo el mundo. Pero hay ciertos lugares donde existe mayor diversidad que en otros. Así, las selvas poseen una increíble diversidad de especies: se cree que casi la mitad de las especies sobre la Tierra vive en los bosques tropicales. Un solo árbol de la selva puede tener cerca de 1.000 especies de insectos diferentes. Nadie sabe con certeza el número de estas que existe en el planeta. Hasta el momento se han identificado cerca de 2.000.000. Aunque puede parecer mucho, es solo una pequeña parte de la cantidad que se cree que existe: se estima que podrían existir más de 10.000.000 de especies. • Diversidad de ecosistemas. La biodiversidad también incluye la sorprendente variedad de ecosistemas, como las lagunas, los desiertos, los bosques, los humedales y los arrecifes de coral. 16 LA DIVERSIDAD EN LA UNIDAD Aunque los seres vivos comparten un conjunto de características, es evidente que existe una enorme diversidad de formas de vida. Estas diferencias se ven en cada una de las actividades. Diversidad en las funciones La diversidad de los seres vivos, evidente en el tamaño y la apariencia en general, también se manifiesta en el modo en que los distintos organismos llevan a cabo sus funciones vírales (alimentación, respiración, reproducción, etcétera). En la forma de obtener el alimento Por lo general, la alimentación se asocia con el acto de "comer"; sin embargo, las formas de alimentación entre los seres vivos son muy variadas. Por ejemplo, las plantas y las algas, que son organismos autótrofos, se alimentan a partir de sustancias sencillas que captan del ambiente y las transforman en alimento con ayuda de la luz: este proceso se denomina fotosíntesis. En cambio, los anímales y los hongos, que son organismos heterótrofos. se alimentan tomando materiales producidos por otros seres vivos. La diversidad en el desarrollo Una vez ocurrida la fecundación en los organismos que se reproducen sexualmente, los descendientes se desarrollan, durante un tiempo, dentro de un ambiente que los protege y les suministra las condiciones y los alimentos que necesitan, hasta que "salen al mundo". El nacimiento de un organismo presenta variantes según su tipo: algunos, como muchas plantas, germinan de una « semilla; entre tos animales, algunos salen del vientre de la madre, y otros, de un huevo, que puede atojarse dentro del cuerpo materno o fuera de él. Hay distintas formas de desarrollo desde del nacimiento. Las plantas crecen a lo largo de toda su vida, y algunas, como tos árboles (cuyos troncos aumentan año tras año), lo hacen de manera continua. Los animales, en cambio, llegan a una etapa de su vida en la que ya no crecen más, de manera que su desarrollo se detiene. Por otra parte, algunos animales conservan las características que tienen en el nacimiento, mientras que otros como los anfibios y casi todos los insectos- atraviesan una serie de cambios corporales que se conocen con el nombre de metamorfosis. La diversidad en el movimiento Algunos organismos se desplazan, mientras que otros permanecen fijos en el mismo lugar durante toda su vida. En la gran mayoría de los animales, la forma de desplazamiento y los órganos que emplean para esa función se relacionan con el medio en el que viven. Los que habitan en el agua, en general, se desplazan nadando; y los que habitan el medio aeroterrestre caminan, reptan o vuelan. Por su parte, las plantas, las algas y los hongos, aunque no se desplazan, pueden moverse. Por ejemplo, algunas flores se cierran y se abren en distintos momentos del día. En la respiración Como parte del proceso de nutrición, todos los seres vivos respiran. La respiración les permite aprovechar la energía contenida en los alimentos. Sin embargo, la estructura del sistema respiratorio y el mecanismo de la respiración varían según el medio que habitan y el tamaño del cuerpo. Algunos animales, como las lombrices de tierra, viven en sitios húmedos y toman aire directamente a través de su piel. 17 En cambio, en animales de mayor tamaño, este mecanismo resultaría ineficiente, ya que no todas las células recibirían el oxígeno que necesitan. Estos animales, por lo tanto, poseen sistemas respiratorios con órganos adaptados al ambiente en el que viven. Por su parte, las plantas respiran a través de sus hojas. Allí existen unas aberturas microscópicas, LLamadas estomas, por donde pueden intercambiar aire con el exterior. En la reproducción Algunos organismos, como las bacterias y las levaduras, se reproducen de manera asexual. En este tipo de reproducción, un solo individuo puede dar origen a otros, idénticos a él. Otros organismos, como la mayoría de los animales, se reproducen de modo sexual En este caso, intervienen dos individuos de sexos distintos, y cada uno produce células sexuales. La célula sexual masculina se une con la célula sexual femenina (lo que se conoce como fecundación) y, de este modo, se forma una nueva célula (huevo), a partir de la cual se desarrolla el nuevo organismo. Este nuevo individuo será parecido a sus padres pero no idéntico, ya que se habrán combinado los materiales genéticos del padre y la madre. La diversidad en el sostén El cuerpo de un organismo posee estructuras que le dan forma y le proporcionan sostén. Entre los animales, los vertebrados poseen un esqueleto interno formado, generalmente, por huesos. En cambio, algunos invertebrados, como la lombriz o la medusa, no tienen un esqueleto rígido, y su cuerpo es blando y flexible, lo que les permite adaptarse a sus necesidades. Otros invertebrados, como los insectos, no tienen un esqueleto interno, pero sí poseen una cubierta exterior dura que los protege y que funciona como un esqueleto externo. Las plantas, en cambio, no tienen esqueleto interno ni externo, pero sus células presentan características particulares; por ejemplo, están recubiertas por una pared celular de celulosa que les permite conservar la forma. De este modo, las plantas terrestres pueden mantenerse erguidas, y algunas llegan a alcanzar grandes alturas sin doblarse, como en et caso de los árboles. Reproducción sexual en animales Para la mayoría de los animales, la reproducción sexual es el mejor mecanismo de obtención de variabilidad genética. En la mayoría de las especies, este tipo de reproducción se da entre individuos de distinto sexo. Sin embargo, también existen animales con ambos sistemas reproductivos en el mismo organismo, llamados hermafroditas, como las lombrices de tierra. Existen distintos tipos de fecundación. En la fecundación interna, la unión de las gametas se produce en el interior del cuerpo materno, mediante la unión sexual. Esta unión se denomina cópula o acoplamiento, y en ella interviene un órgano del sistema reproductor del macho que en los mamíferos se conoce como pene. Los mamíferos, las aves, los reptiles, los insectos, los arácnidos y los peces cartilaginosos son ejemplos de animales que tienen fecundación interna. Cuando la unión de las gametas se produce fuera del cuerpo de la hembra, frecuentemente en el agua, la fecundación es externa. En los animales que tienen este tipo de fecundación existen diferentes mecanismos, como señales químicas y comportamientos reproductivos, que permiten sincronizar la liberación de las gametas. Los peces óseos, los anfibios, los mejillones, las medusas, las esponjas, las estrellas de mar y los corales, entre otros, tienen fecundación externa. 18 Fecundación y desarrollo Según el tipo de desarrollo y de fecundación que tengan las distintas especies animales se pueden clasificar en los siguientes grupos: . Ovulíparos: sucede cuando las hembras depositan óvulos en el ambiente y los machos ponen espermatozoides sobre ellos para fecundarlos. Los huevos son blandos y deben ponerse en lugares con agua o húmedos para que no se sequen. Ejemplos: peces óseos y anfibios. . Ovíparos: en este caso, el macho introduce los espermatozoides dentro de la hembra. Luego, esta deposita huevos con cascara dura, protectora del embrión. Ejemplos: algunos peces cartilaginosos, los reptiles, las aves y dos mamíferos que habitan en Australia (el ornitorrinco y el equidna). . Ovovivíparos: la fecundación también se da dentro del cuerpo de la madre y el embrión queda encerrado en un huevo, pero dentro del cuerpo de ella, con el que no intercambia sustancias. Cuando el embrión está desarrollado, el huevo se rompe y la hembra pare a la cría, o deposita e! huevo poco antes de que la cría salga de él. Ejemplos: algunos tiburones y serpientes. • Vivíparos: la fecundación ocurre dentro del cuerpo de la madre y la cría se desarrolla en íntimo contacto e intercambiando sustancias con ella. Ejemplos: la mayoría de los mamíferos. 19 Ventajas y desventajas según el tipo de reproducción La forma en que se reproduce un organismo puede implicar para él ciertas ventajas y desventajas que dependen, entre otros factores, de sus características y de las condiciones del ambiente en el que vive: temperatura, disponibilidad de alimento, presencia de otros individuos, etcétera. A continuación se presentan las principales características de uno y otro tipo de reproducción. 20 LOS SERES VIVOS EN SEIS REINOS Los seres vivos se clasifican en cinco reinos, que abarcan desde las bacterias más sencillas hasta las plantas, los animales superiores y el ser humano. Esta clasificación se basa en ciertos criterios. Los criterios de clasificación La clasificación de los seres vivos en reinos se basa en criterios muy generales: • • • • El tipo de células que poseen los seres vivos (procariotas o eucariotas). La cantidad de células que los integran (una o muchas). El modo de alimentación (autótrofa o heterótrofa). Ambiente en el que viven. (acuático, aeroterrestre, húmedos, etc.) Según estos criterios, se establecen seis reinos: Archaea ( Arquibacterias) Moneras (bacterias verdaderas y las cianobacterias o algas azules) Protistas (protozoos, y la mayoría de las algas tanto uni como pluricelulares) Hongos o Fungí (hongos verdaderos) Viridiplantae (plantas verdes) Animales(los animales). Reino Archaea: Está representado por las archibacterias, también conocidas como extremófilas. Todas procariotas, autótrofas o heterótrofas, unicelulares. Habitan en ambientes extremos, donde no existen otros organismos, de temperaturas muy elevadas, muy ácidas o muy salinos. Por ejemplo, en pozos profundo de petróleo caliente. Son los seres vivos más antiguos del planeta Tierra. Reino Monera El reino Monera incluye seres vivos muy pequeños, principalmente bacterias, y las algas azules que solo pueden verse a través del microscopio. Son organismos unicelulares y procariotas, capaces de vivir en los ambientes más diversos, tanto acuático como terrestre, así como el cuerpo de otrosí como el cuerpo de otros seres vivos. Aunque algunas especies son autótrofas, casi todas son heterótrofas. Muchas bacterias tienen una función importante en la naturaleza como descomponedores. Otras, son patógenas, es decir, que provocan enfermedades en otros organismos. Reino Protista Con el nombre de protista, se agrupa una inmensa cantidad de organismos, que incluye a los protozoos y algas verdes que son muy diversos entre sí. Las únicas características comunes consisten en que son unicelulares y en que están formados por células eucariotas. Puede dividírselos en dos grandes grupos: el de los protozoos y el de las algas unicelulares. • Los protozoos son protistas heterótrofos que, por lo general, pueden desplazarse. Algunos, como los paramecios, lo hacen mediante cilios; unos tienen filamentos, llamados flagelos, que agitan para moverse; y otros se desplazan a través de extensiones de la célula que los constituye, denominadas pseudópodos, • Las algas unicelulares son protistas autótrofos que elaboran sus propias sustancias complejas. Las necesitan para vivir mediante el proceso de fotosíntesis. Todas las algas habitan en el medio acuático. 21 Reino Hongos o Fungi: Los hongos son seres vivos formados por células eucariotas, de alimentación heterótrofa. A diferencia de los animales y de los protistas heterótrofos, los hongos no Ingieren el alimento, sino que lo absorben luego de haberlo digerido fuera del cuerpo. Por lo general, se desarrollan en lugares húmedos y sombríos, a temperaturas variables. Pueden ser unicelulares(levaduras) o pluricelulares (hongo de sombre). Reino Viridiplantae El reino vegetal reúne a unas 260.000 especies, que habitan tanto en tierra firme como en ambientes acuáticos. Son organismos eucariotas, pluricelulares y autótrofos. Sus células poseen cloroplastos en cuyo interior se encuentra el pigmento verde llamado clorofila, a través de los cuales se realiza el proceso de fotosíntesis, y una pared celular rígida que rodea la membrana plasmática. Entre la gran diversidad de plantas que existen, se encuentran las que poseen tallos, raíces y hojas con sistemas de conducción, y las que carecen de ellos; y, entre las primeras, las que poseen flores y producen semillas envueltas en un fruto, y aquellas en las que las semillas se desarrollan en conos o piñas. Otras características comunes a todos los integrantes de este reino son el crecimiento ilimitado y la capacidad de desplazarse por sí mismo. La mayoría de ellos está constituida por órganos (plantas con flores por ejemplo) en tanto que otras más simple se quedan en el nivel de tejidos (musgos). Reino Animal Los animales son organismos pluricelulares, eucariotas, y su alimentación es heterótrofa. Ingieren productos vegetales, animales o ambos, y los digieren dentro de su cuerpo. Algunos animales, como la medusa, solo alcanzan el nivel de organización de tejido; otros, como el gusano plano, no sobrepasan el nivel de órgano. Sin embargo, la mayoría tiene sistemas de órganos complejos. La variedad de estructuras y de modos con los que llevan a cabo sus funciones permite distinguirlos en vertebrados e invertebrados, y también en ovíparos (que nacen de huevos) o vivíparos (que nacen del vientre materno), etcétera. 22 Cuerpo humano, sistema de sistemas Nuestro cuerpo cumple con diferentes funciones vitales a través del actuar coordinado de sus sistemas. Las funciones del cuerpo Como vieron en el capítulo 1, los seres vivos están formados por millones de células que se agrupan formando tejidos. A su vez, los tejidos se pueden organizar en estructuras más complejas y de mayor tamaño, llamadas órganos. Un conjunto de órganos relacionados entre sí, que realizan determinadas funciones, sé integran para formar un sistema. Finalmente, el conjunto de sistemas conforma un organismo, como el ser humano. Entonces podemos decir que el cuerpo humano está constituido por diferentes sistemas que cumplen determinadas funciones. ¿Cuáles son? Función de nutrición A través de esta función nuestro cuerpo obtiene de los alimentos los nutrientes necesarios para vivir y eliminar aquellas sustancias que le resultan tóxicas. En el cumplimiento de esta función intervienen cuatro sistemas: • El sistema digestivo, en el cual se produce la digestión, es decir, la transformación del alimento en sustancias más simples y pequeñas, los nutrientes, que pueden ser utilizados por las células para realizar las funciones vitales. • El sistema respiratorio, que realiza el intercambio gaseoso con el medio exterior: toma oxígeno del aire y elimina dióxido de carbono. • El sistema circulatorio, que se encarga de repartir el oxígeno que obtiene el sistema respiratorio y las sustancias transformadas en el sistema digestivo entre todas las células del cuerpo. También acumula el dióxido de carbono y los desechos producidos por las células, y los lleva a los lugares donde serán eliminados: los pulmones y los riñones, respectivamente. • El sistema excretor, que permite la eliminación de los desechos que son resultado de las distintas funciones llevadas a cabo en todas las células del cuerpo. Además, mantiene estable la cantidad de aguad nuestro organismo. Relación, coordinación y regulación Mediante estas funciones nuestro cuerpo percibe los estímulos que se producen tanto en el medio interno (por ejemplo, sueño, sed, dolores) como en el medio externo (olores, sabores, etc.) y elabora una respuesta adecuada. Para cumplir estas funciones intervienen: • El sistema nervioso, que capta los estímulos del medio externo a través de los órganos de los sentidos, procesa la información y elabora una respuesta. Además, coordina el funcionamiento del resto de los sistemas. • El sistema ósteo-artro-muscular, responsable del movimiento y de la protección de órganos blandos; por ejemplo, la caja torácica protege el corazón y los pulmones. • El sistema endocrino, productor de las hormonas, sustancias transportadas por el sistema circulatorio que excitan, inhiben o regulan la actividad de otros órganos o sistemas del cuerpo. GLANDULAS Órganos cuya función es producir sustancias que pueden verterse a través de la piel o las mucosas, como las glándulas sudoríparas o salivales, o a la sangre, como la glándula tiroides. 23 La función de defensa Protege el cuerpo de las sustancias tóxicas o de los agentes causantes de enfermedades que podrían ingresar. De esta función participan: • El sistema tegumentario, conformado por la piel y las mucosas, que actúa como una primera barrera al evitar la entrada de microorganismos en el interior del cuerpo. • El sistema inmune, el cual, a través de un tipo especial de células, llamadas linfocitos, estimula la producción de barreras de defensa específicas para cada agente patógeno. La función de reproducción Posibilita al ser humano tener descendencia, asegurando la continuidad de la especie, a través del sistema reproductor, que madura en la pubertad. Aunque es diferente en hombres y mujeres, en ambos casos está constituido por glándulas, llamadas ovarios en las mujeres y testículos en los varones. Las glándulas originan células sexuales o gametas, y también producen hormonas femeninas y masculinas, respectivamente. Sistema Nervioso Estructura del sistema nervioso En el sistema nervioso, la información viaja en forma de impulsos nerviosos, a unos 100 metros por segundo. Estructuralmente, para su estudio se lo divide en sistema nervioso central y sistema nervioso periférico. • El sistema nervioso central (SNC) está constituido por órganos delicados ubicados dentro de cavidades óseas que los protegen; por ejemplo, dentro del cráneo se aloja el encéfalo, y dentro de la columna vertebral está la médula espinal. Estos órganos son los encargados de recibir los estímulos, procesarlos, elaborar las respuestas y transmitirlas a los órganos efectores, encargados de llevar a cabo la respuesta. • El sistema nervioso periférico (SNP) está formado por los nervios que recorren todo el cuerpo. Los nervios que conducen los impulsos nerviosos desde los receptores sensitivos hasta el sistema nervioso central constituyen la vía aferente, mientras que los nervios que parten del sistema nervioso central y conducen los impulsos nerviosos hasta los órganos efectores, como músculos y glándulas, componen la vía eferente. ORGANOS DEL SISTEMA NERVIOSO CENTRAL Y PERIFÉRICO 24 Los órganos efectores Una vez que las señales tanto del medio externo como del medio interno han sido detectadas por los receptores y esta información ha sido conducida por los nervios sensitivos hasta el sistema nervioso, esta es procesada y se elaboran respuestas. Algunas de estas respuestas, como por ejemplo un arquero que ataja una pelota de fútbol, o una chica que come un alfajor porque tiene hambre, requieren de una actividad muscular. Es decir que el sistema nervioso ejecuta sus órdenes mediante los sistemas esquelético y muscular. En otros casos, la respuesta puede ser la acción de alguna glándula, que secrete hormonas. Los órganos efectores que llevan a cabo las respuestas pueden ser tanto músculos esqueléticos como lisos, o bien glándulas. Funciones del sistema nervioso El sistema nervioso tiene tres funciones básicas: la sensitiva, la ¡integradora y la motora. En primer lugar, siente cambios (estímulos), tanto en el interior del organismo como fuera de él; esta es la función sensitiva. En segundo lugar, la información sensitiva se analiza, y se decide la conducta a seguir; esta es la función integradora. Por último, responde a los estímulos iniciando contracciones musculares o secreciones glandulares; es la función motora. El sistema nervioso controla las acciones voluntarias (como leer) y las acciones involuntarias (como los latidos del corazón). Así, junto con el sistema endocrino, regula e integra las funciones de los organismos complejos. 25 Elaboración de una respuesta ante una señal Un animal que detecta una presa mediante un receptor visual u olfativo procesará esta información en el SNC, al cual llega mediante impulsos nerviosos que viajan por los nervios sensitivos. Allí, se procesará la información "presa cercana" y se elaborará la respuesta "ir tras ella", que será transmitida por impulsos a través de nervios motores, hasta los órganos efectores, principalmente los músculos. 26 Las células del sistema nervioso Las neuronas El sistema nervioso está formado por varios tipos celulares, entre ellos, las neuronas. Las neuronas son células adaptadas para recibir y transmitir información. Estructuralmente, están compuestas por: Un cuerpo celular: aquí se encuentran el núcleo y las estructuras subcelulares, y se integran las señales recibidas. Las dendritas: son numerosas prolongaciones muy ramificadas que salen del cuerpo celular y reciben las señales procedentes de otras neuronas. El axón: es una larga prolongación del cuerpo neuronal que transmite la señal procesada a otras células, ya sean otras neuronas o bien células efectoras. Algunos axones pueden tener más de 1 metro de largo, como los que van desde el dedo del pie hasta la médula. Entre el cuerpo de la neurona y el axón se encuentra una zona llamada cono axónico, donde se generan las señales que viajan por el axón. Muchos axones están recubiertos por una capa llamada vaina de mielina y, al Igual que la cubierta aislante de un cable, permite la transmisión eléctrica. En su terminación, el axón se divide en varias ramas, que finalizan en una terminación sináptica que le permite enviar la información hacia otras neuronas. Existen diferentes tipos de neuronas: • Las neuronas sensitivas reciben el estímulo a través de sus dendritas, lo transforman en impulsos nerviosos y lo conducen hacia el sistema nervioso central, donde dichos impulsos son procesados. Las localizadas en la periferia del cuerpo captan cambios en el ambiente externo, como las presentes en los receptores de la piel; y las que se encuentran dentro del cuerpo detectan cambios internos. Forman las vías aferentes, conformadas por los nervios sensitivos. • Las neuronas motoras se originan en el sistema nervioso central y conducen sus impulsos hacia músculos, glándulas y otras neuronas, por lo que constituyen las vías eferentes, formadas por los nervios motores. • Las interneuronas están localizadas dentro del sistema nervioso central y funcionan como interconectoras que establecen redes de circuitos neuronales entre las neuronas sensitivas y motoras, y otras interneuronas. 27 La organización de las neuronas Las neuronas se distribuyen de tal manera en el sistema nervioso central, que en un corte tanto de encéfalo como de médula es posible diferenciar dos zonas: la sustancia gris y la sustancia blanca. La sustancia gris está formada por las dendritas y los cuerpos de las neuronas, por lo que es la encargada de recibir los estímulos, procesarlos y elaborar las respuestas, mientras que la sustancia blanca está compuesta por los axones y transmite la Información. Las neuronas que llevan información procedente de los receptores (por ejemplo, los de los sentidos o los de los órganos internos) hacia los centros de procesamiento en el sistema nervioso central conforman las vías sensitivas; y aquellas que salen del sistema nervioso central y llevan la orden para determinada respuesta hacia los órganos efectores son las vías motoras. La mayoría de los nervios del sistema nervioso periférico contienen vías sensitivas y vías motoras: un mismo nervio conduce información en ambos sentidos, están formados por axones de neuronas motoras y sensitivas y se denominan nervios mixtos. De este modo, el sistema nervioso periférico está estructuralmente relacionado con el sistema nervioso central. La mayoría de los cuerpos neuronales se encuentran en el sistema nervioso central, mientras que sus axones constituyen los nervios que envían señales hacia y desde todas las partes del cuerpo. Transmisión de estímulos y respuestas: Como ya vimos, los receptores sensoriales transmiten la información captada a otras estructuras que las procesan y elaboran respuestas adecuadas: estas estructuras componen el sistema nervioso. El sistema nervioso está integrado por células llamadas neuronas. Estas células están conectadas entre sí por una serie de prolongaciones del citoplasma, llamadas dendritas, y por medio de una prolongación más larga, el axón, como se ve claramente en la imagen de la página siguiente. A través de ellas reciben y envían señales. Estas señales se llaman impulsos nerviosos y son pequeñas descargas eléctricas que permiten la transmisión de información. Los axones de muchas células forman los "cables", que se conocen como nervios. La sínapsis El impulso nervioso se transmite a lo largo de los axones, y la información pasa a la neurona siguiente haciendo contacto con las dendritas de esta. Sin embargo, las terminaciones de los axones no están en contacto directo con las dendritas de las células vecinas, sino que entre ellas existe un espacio llamado espacio sinaptico.-A esta relación funcional en la cual la información pasa del axón de una neurona a la dendrita de otra, a través del espacio sináptico por medio de neurorreceptores, se la llama sinapsis. 28 El sistema nervioso central El SNC es un conjunto de órganos blandos protegido por tres membranas, las meninges, y por envolturas óseas: el cráneo y la columna vertebral. Presenta cavidades llenas de un líquido incoloro y transparente, el líquido cefalorraquídeo, de funciones muy variadas; por ejemplo, actúa como amortiguador de golpes, y a través de él se intercambian sustancias y se eliminan productos de desecho. El SNC está constituido por el encéfalo y la médula espinal. El encéfalo, a su vez, está integrado por el cerebro, el tronco cerebral y el cerebelo. La médula espinal es un "cable" neuronal del grosor del dedo meñique ubicada dentro de la columna vertebral. Se comunica con el encéfalo a través del tronco cerebral. 29 El encéfalo Como vimos, el encéfalo forma parte del SNC. Dentro del encéfalo se identifican distintas regiones. ► El cerebelo, ubicado en la parte posterior de la base del cráneo, interviene en la coordinación de los movimientos del cuerpo, recibe información de ciertas zonas cerebrales y de sensores de posición ubicados en músculos y articulaciones y controla la postura corporal, los movimientos continuos y precisos y el equilibrio. ► En el tallo cerebral se ubican diversas estructuras, como el bulbo raquídeo, que controla la respiración, el ritmo cardíaco y la presión arterial, razón por la cual resulta muy peligroso recibir un golpe en la base del cráneo. ► El cerebro está formado por dos mitades simétricas, los hemisferios cerebrales, comunicados entre sí por una banda de axones: el cuerpo calloso. En el cerebro, la materia blanca es interna y está rodeada por una capa externa de materia gris, que constituye la parte más desarrollada del cerebro humano: la corteza cerebral. Por debajo de la corteza, el resto de los tejidos forma la región subcortical. Las funciones del cerebro incluyen: el inicio y la coordinación de los movimientos, el control de la temperatura, el tacto, la vista, el oído, la resolución de problemas, las emociones, la memoria y el aprendizaje. La medula espinal y los nervios La médula espinal corre por dentro de un tubo que se forma a partir de la superposición de los agujeros de las vértebras. Es parte del sistema nervioso central y se encarga de controlar algunos reflejos, para los que no es necesario "pensar", prescindiendo así del cerebro que es útil para funciones más complejas. Los nervios comunican la periferia (el medio externo) con el sistema nervioso central. 30 La médula espinal: función Cuando tocamos alguna superficie muy caliente, retiramos automáticamente la mano, "sin pensarlo", Incluso antes de que el dolor sea percibido por nuestro cerebro. Esta conducta nos permite actuar con rapidez antes de quemarnos gravemente. ¿De qué manera nuestro organismo nos garantiza este tipo de respuestas? La clave está en que existen zonas de sustancia gris llamadas núcleos nerviosos, capaces de recibir estímulos, procesarlos y elaborar respuestas en la médula. A este tipo de respuestas, que son las más simples que produce el sistema nervioso humano, inconscientes por no provenir de la corteza cerebral, se las conoce como arco reflejo. 3. La información llega a un núcleo nervioso de la médula donde se procesa dicha información y se elabora la El arco reflejo es una respuesta innata que no necesita ser procesada por el cerebro. Sin embargo, al quemarnos no nos limitamos a retirar la mano como un reflejo simple, sino que posiblemente reaccionemos, por ejemplo, gritando o gesticulando, es decir, tenemos respuestas de tipo voluntario. Esto sucederá cuando la Información enviada por la médula espinal hacia el cerebro llegue hasta la corteza cerebral, luego de haberse producido el arco reflejo. El sistema nervioso periférico (SNP) Las vías de comunicación entre el sistema nervioso central y todas las partes del cuerpo las constituyen los nervios del sistema nervioso periférico. Estos nervios pueden clasificarse en dos grandes grupos: • Los nervios craneales, que comunican el cerebro con los órganos de la cabeza y de la parte superior del cuerpo. • Los nervios raquídeos o espinales, que conectan la médula espinal con las partes del cuerpo que están por debajo de la cabeza. En ambos casos, poseen neuronas sensitivas, que llevan los impulsos hasta el SNC, y neuronas motoras, desde este hasta los órganos efectores. 31 Las drogas y el sistema nervioso central Una situación que preocupa a nivel mundial es el incremento en la variedad de drogas utilizadas en la gente joven, en particular porque el cerebro continúa desarrollándose hasta los 20 años, y hasta ese momento es sumamente frágil. Una de las frases más utilizadas en las campañas anti drogas es: "Las drogas destruyen"; pero ¿cómo se lleva a cabo esta destrucción y en qué forma actúan las drogas en el organismo? El sistema nervioso debe realizar ciertas actividades que son exclusivas de su funcionamiento, como la síntesis y la liberación de los neurotransmisores, los mensajeros químicos que transmiten impulsos entre las neuronas. Cualquier agente externo que altere o bloquee estas actividades bioquímicas afectaría el correcto funcionamiento del sistema nervioso. Las drogas con capacidad adictiva (entre ellas la cocaína, el éxtasis, el tabaco, el alcohol o la heroína) tienen la capacidad de afectar los circuitos cerebrales de recompensa y placer en el cerebro. La dopamina es un neurotransmisor que participa en conexiones del cerebro que regulan las emociones, el aprendizaje, la motivación y la sensación de placer. Cuando el sistema dopaminérgico es estimulado en exceso, se produce un efecto de euforia. Sin embargo, tras acostumbrarse a la euforia, el cerebro se acostumbra a cantidades de dopamina anormalmente altas, lo que genera una dependencia, pues cuando el usuario deja de consumir, la cantidad basal de dopamina resulta insuficiente, y el cerebro "pide" más. Efectos del alcohol y del tabaco: El tabaco y el alcohol son las drogas de Legal más ampliamente utilizadas en el mundo. Las personas se sienten atraídas por las sensaciones iniciales que produce el alcohol: desinhibición, euforia, relajación y aumento de la sociabilidad. Sin embargo, esas primeras emociones se traducen luego en consecuencias muy graves que causan daños irreparables en el cuerpo. A nivel del sistema nervioso central, el alcohol también altera el correcto funcionamiento de los neurotransmisores. El consumo de alcohol se relaciona directamente con mayores índices de mortalidad por accidentes de tránsito, problemas de interacciones con medicamentos y alteraciones en el comportamiento. Cuando alguien consume una sustancia para sentir una emoción agradable (o para evitar una desagradable), tiene una dependencia psicológica con esa sustancia. Cuando el consumo de esa droga se suprime o se reduce, el organismo responde con el síndrome de abstinencia: un conjunto de síntomas físicos y psíquicos que se pueden controlar parcialmente, con medidas terapéuticas sintomáticas o sustitutivas (consumo de sustancias menos nocivas y de efectos similares, que se retiran progresivamente). 32 Estimulantes Depresoras Alucinógenas Cocaína Heroína Marihuana Pasta base (paco) Alcohol LSD Éxtasis Opio Pegamentos Morfina Algunas drogas que afectan al sistema nervioso central 33 El sistema endocrino En este sistema ocurre algo muy particular. Los órganos que lo componen, denominados glándulas endocrinas, no están "uno pegado con el otro" corno en el resto de los sistemas. Por el contrario, se encuentran ubicados en lugares del cuerpo muy distantes unos de otros. ¿Y cómo se comunican? Por medio de sus secreciones, las hormonas, que viajan a través del torrente sanguíneo por todo el cuerpo. Las hormonas cumplen funciones muy diversas en el organismo, pero todas comparten una característica: cada una solo hace efecto sobre aquellos órganos para los cuales fue fabricada. A estos órganos se los llama órganos blanco, haciendo una analogía con el tiro al blanco. Hormonas y desarrollo: la pubertad Hasta los 8 o 9 años, solo se crece en tamaño, gracias a la hormona de crecimiento humano producida por la hipófisis. A partir de esa edad, una serie de cambios comienzan lentamente a hacerse visibles en nuestro cuerpo. Estos son cambios que normalmente nos suceden a todos, biológicamente necesarios, pues nos preparan para la reproducción y, con ello, la continuidad de la especie. Estos cambios comienzan cuando se activan los ovarios en las mujeres y los testículos en los hombres. Eso significa que estos empiezan a liberar mayor cantidad de hormonas sexuales que, como veremos, controlan los cambios en el cuerpo que le dan a cada sexo sus características. A esta etapa de transformaciones, que ocurre entre los 9 y los 15 años aproximadamente, se la llama pubertad. Pero ¿por qué comienzan a partir de determinado momento y dicho momento no es el mismo para todos?, ¿quién envía la señal para que se Inicie la liberación de estas hormonas sexuales? Muchas glándulas, como hemos mencionado, están a su vez controladas por otras glándulas, es decir que deben esperar sus señales para comenzar a producir sus hormonas. En el caso de los ovarios y de los testículos, estos deben "aguardar" la "orden" de la glándula hipófisis, ubicada en el encéfalo. La FSH es la hormona folículo estimulante, mientras que la LH es la hormona luteinizante: junto con la prolactina (que solo actúa en las mujeres), se las llama en conjunto gonadotrofinas y son de naturaleza proteica. El momento en que empiezan a fabricarse depende de los factores ambientales y genéticos. 34 En los testículos, la respuesta a la hormona folículo estimulante activa la producción de espermatozoides, mientras que la hormona luteinizante provoca la producción de testosterona, la hormona sexual masculina. Las gonadotrofinas, en el sexo masculino, se liberan de forma más o menos continua, por lo que la producción de espermatozoides es constante. En el sexo femenino, la hormona folículo estimulante desencadena la maduración de los óvulos y la producción de estrógeno, mientras que la hormona luteinizante estimula la fabricación de progesterona. En este caso, las gonadotrofinas se liberan a intervalos regulares, ocasionando el ciclo menstrual. Las hormonas sexuales femeninas y masculinas son lípidos; por ello resultan perjudiciales las dietas estrictas o la excesiva actividad física que provocan gran pérdida de grasa corporal, y hasta puede llegar a interrumpirse el ciclo menstrual en las mujeres, con consecuencias a veces irreversibles, como el normal desarrollo de las mamas, entre otras. Los esteroides anabólicos son derivados sintéticos de la testosterona, y son utilizados frecuentemente por los fisicoculturistas para aumentar la masa muscular, pero su abuso ocasiona trastornos como infertilidad, acné, calvicie e hipertensión. 35 Las hormonas sexuales Los tejidos que pueden reconocer como señal a las hormonas sexuales son aquellos que poseen las células con receptores específicos para ellas; sin embargo, no todos estos tejidos responden de la misma manera ante las señales del estrógeno y la progesterona en las mujeres, y la testosterona en los varones. En ambos sexos aumenta la estatura rápidamente, es frecuente la aparición del acné; y se desarrolla el impulso sexual. Pero en las mujeres, las hormonas femeninas, además, producen el inicio del ciclo menstrual con la menarca (primera menstruación en la vida de una mujer); y en los varones, las hormonas masculinas producen el aumento de tamaño de la glándula próstata y el comienzo de la producción del fluido seminal. A continuación veremos de qué manera responden los tejidos ante las señales de las hormonas femeninas y masculinas: En mujeres Desarrollo de mamas Caderas más anchas Hombros estrechos Grasa depositada principalmente en glúteos y muslos Vello corporal escaso y fino Ausencia de vello facial Piel más fina y suave Voz más aguda Vello axilar Vello púbico En varones Mayor masa ósea y muscular Caderas estrechas Hombros más anchos Grasa depositada principalmente en abdomen y cintura Vello corporal grueso Presencia de vello facial Piel más gruesa Voz grave Vello axilar Vello púbico Los cambios del cuerpo en la pubertad permiten que, a partir de ese momento, los individuos sean físicamente aptos para la reproducción. Pero esto no significa que el individuo esté social, psíquica y emocionalmente capacitado para la paternidad. El tener hijos debe ser una decisión consciente y responsable, ya que el nuevo ser debe contar con padres maduros capaces de hacerse cargo de su cuidado y de satisfacer sus necesidades. En la especie humana, la sexualidad es, además de un medio para la procreación, una manifestación de afectividad, amor y placer. Cuando se tienen relaciones sexuales, no siempre se desea tener hijos y por eso es que debemos estar debidamente informados sobre cómo-evitar embarazos no deseados. La pareja debe conocer los diferentes métodos anticonceptivos que existen y cuáles son los más convenientes para ella, y debe saber cómo prevenir las enfermedades de transmisión sexual, entre ellas, el sida. 36 Los caracteres sexuales primarios ¿Por qué el médico, la partera o el padre pueden decir sin temor a equivocarse al ver un recién nacido en la sala de partos, "¡es varón!" o "¡es nena!"? Claro, la respuesta puede parecerte obvia. Ellos han visto sus órganos sexuales externos, son los que permiten diferenciar a los seres humanos en varones y mujeres desde el punto de vista orgánico. En las mujeres, se distingue la vulva; en los varones se observa el pene y una bolsita, el escroto, que puede o no tener los testículos al momento de nacer. La vulva y todos los órganos internos del sistema reproductor femenino y el pene, los testículos y el resto de los órganos del sistema reproductor masculino constituyen los caracteres sexuales primarios que diferencian al hombre de la mujer. Dentro del sistema reproductor, los ovarios y los testículos son los órganos más importantes, porque (como ya sabes) no solo producen hormonas sino también gametas. Pero, ¿qué características tienen las gametas? Casi todas nuestras células poseen cuarenta y seis cromosomas reunidos en veintitrés pares (salvo algunas excepciones, en las que esta diferencia numérica hace que la persona tenga una enfermedad genética). Esto permite decir que pertenecemos a la misma especie. Las gametas son las únicas células que tienen exactamente la mitad de cromosomas, es decir veintitrés, un representante de cada par original. Esta diferencia conduce a la posibilidad de cumplir con una función muy importante para la especie: la reproducción sexual. Durante este proceso, la gameta femenina se fusiona con la masculina y, de esta manera, se reconstituye el número original de cromosomas, es decir, cuarenta y seis. ¿Qué es la sexualidad? A diferencia de otros animales, en la especie humana, el sistema reproductor no cumple solo con una función reproductiva en términos biológicos, sino que se relaciona con la sexualidad, es decir con los sentimientos y las experiencias en relación con el sexo. Entre hombres y mujeres existe una fuerte atracción sexual que lleva a relacionarse con personas del otro sexo y buscar el contacto físico. Desde el punto de vista biológico, es la base de la transmisión de la vida y la perpetuación de nuestra especie. 37 El sistema reproductor femenino En el sistema reproductor femenino podemos distinguir los siguientes órganos: • Ovarios. Son dos órganos situados en la cavidad abdominal. Son pequeños y tienen forma de almendra. Se encargan de la producción de óvulos (ovulación) y de hormonas sexuales. • Trompas de Falopio. Son dos conductos que nacen a ambos lados del útero y se extienden hasta los ovarios, donde se ensanchan. Cumplen dos funciones: capturar los óvulos producidos en el ovario y permitir el paso de los espermatozoides. En ellas se produce la fecundación. • Útero. Es un órgano musculoso que se encuentra en la pelvis y que está cubierto internamente por un tejido llamado endometrio. Por delante de él se halla la vejiga urinaria, que a través de un conducto denominado uretra desemboca en la vulva. El útero recibe el óvulo fecundado y en él se lleva a cabo el proceso de gestación que dura nueve meses. • Vagina. Se extiende desde el útero hasta el exterior, con el que se comunica por medio del orificio vaginal. En las mujeres vírgenes, este orificio se halla parcialmente cerrado por una fina membrana, llamada himen. • Vulva. Conjunto de órganos genitales externos de la mujer. Está formado por cuatro pliegues cutáneos: los labios mayores y menores, que envuelven a los orificios vaginal y urinario, y por el clítoris, pequeño órgano formado por tejido eréctil. 38 ¿Cuantos óvulos tiene una mujer? Cuando nace, cada mujer tiene determinada cantidad de óvulos; dicha cantidad es mayor antes del nacimiento y menor a medida que crece. Esto es lo que sucede: En el feto femenino de 20 semanas (todavía en el útero materno) hay alrededor de 7 millones de óvulos inmaduros. Al nacer, la recién nacida tiene aproximadamente 2 millones de óvulos inmaduros. En el momento en que comienza la pubertad, la mujer tiene entre 300.000 y 500.000 óvulos inmaduros. Eréctil. Que puede elevarse, levantarse o ponerse rígido. El ciclo menstrual Al llegar la pubertad, los óvulos comienzan a madurar uno a uno cada mes dentro de cada ovario, en forma alternada. El óvulo ovulación. Si no se produce la fecundación, el óvulo llega al útero, y el endometrio (que está engrosado y cargado de sangre) se desprende y baja por la vagina. En eso consiste la menstruación. Este proceso se repite cada 28 días aproximadamente y se llama ciclo menstrual. Puede resumirse de la siguiente maduro sale del ovario durante la manera: Una de las cosas que llamó la atención de este ciclo, desde tiempos muy remotos, ha sido su periodicidad, por eso también se lo puede conocer como la "regla", por su aparición rítmica. La primera menstruación o menarca aparece alrededor de los 12 o 13 años, pero también puede ocurrir entre los 9 y los 1 6 años. En ese período es conveniente visitar al médico especialista en adolescentes o hebiatra. Durante la menstruación es aconsejable intensificar la higiene, sobre todo en los genitales, ya que el tejido que se elimina, al entrar en contacto con el aire, no huele bien. Bañarse, lavarse el pelo, ir a la pileta, practicar deportes... todo está permitido, salvo si hay molestias, que también son normales. 39 EL Sistema Reproductor Masculino Como leíste en la página anterior, en las mujeres se produce, casi siempre, un óvulo cada veintiocho días. - En los varones, sus células sexuales, los espermatozoides lejos de poder contarse y tener un límite en su producción, se” fabrican de a millones " ¿Dónde? En los testículos que forman parte del sistema reproductor masculino. Los órganos del sistema reproductor masculino son los siguientes: Testículos. Son dos pequeños órganos alojados dentro de dos bolsas protectoras, llamadas escrotos. Su principal función es producir espermatozoides y también hormonas sexuales, Epidídimos. Son dos conductos muy desarrollados que se encuentran uno sobre cada testículo, y en los cuales se almacenan los espermatozoides que salen de los testículos. Conductos deferentes. Son dos largos tubos que conducen los espermatozoides desde los epidídimos hacia la uretra, para que puedan ser expulsados al exterior (en el hombre, la uretra es un conducto común al sistema reproductor y al urinario; es decir, permite la salida tanto de espermatozoides como de orina). Próstata y vesículas seminales. Glándulas que segregan líquidos que, junto con los espermatozoides, constituyen el semen. Conducto eyaculador. Conducto donde se juntan las secreciones de las glándulas y que desemboca en la uretra. Pene. Órgano que se utiliza para la cópula (acto sexual). Está formado por un extremo dista, llamado glande, recubierto por un pliegue de piel, denominado prepucio. Internamente, el pene está formado por un tejido esponjoso y contráctil que permite su erección. Meato urinario. Extremo de la uretra que desemboca en el exterior. La eyaculación ¿Existe en los varones un hecho que marque el comienzo de su madurez sexual -biológicamente hablando- y su capacidad reproductiva? Sí, se trata de la eyaculación, que es la expulsión del semen al exterior del cuerpo a través del pene. Esta expulsión sucede normalmente luego de una erección del pene, es decir, cuando éste cambia en dimensiones y texturas: pasa a tener un mayor tamaño y de estar blando o fláccido a estar rígido. Los varones tienen erecciones desde pequeños, incluso desde bebés. Pero la novedad, en esta etapa, es la eyaculación. 40 Fecundación y desarrollo intrauterino Lejos de cigüeñas, repollos y semillitas, un bebé se forma gracias a la unión de una célula sexual femenina (el óvulo) con una célula sexual masculina (el espermatozoide). Esta unión recibe el nombre de fecundación, y se produce dentro del cuerpo de la mujer, en las trompas de Falopio. El camino que deben recorrer los espermatozoides es muy largo teniendo en cuenta su tamaño (son microscópicos, o sea que no se ven a simple vista). Por esa razón son millones, se empujan unos a otros en una carrera hasta alcanzar la meta, y solo uno la alcanza. Cuando esta unión se produce, ya ningún otro espermatozoide podrá penetrar al óvulo. El óvulo fecundado o cigota ya está listo para empezar a crecer... y a viajar. Salida del óvulo del ovario (1). Recorrido del óvulo por la trompa (2j. Encuentro del óvulo con los espermatozoides (3). Entrada de un espermatozoide en el óvulo (4). Descenso del óvulo fecundado hacia el útero (5). Implantación del óvulo fecundado en la pared uterina (6). El parto Una mujer puede darse cuenta de que está embarazada por muchos síntomas. Entre los más frecuentes se encuentran la amenorrea (o ausencia de menstruación), las náuseas, los vómitos y el aumento de peso. Pero, ¿cómo se da cuenta de que llegó el momento del parto, es decir, de la expulsión del feto? Lo más frecuente es que el trabajo de parto comience con fuertes contracciones que empujan el feto hacia la vagina. También puede ocurrir que se rompa la bolsa que contiene el líquido amniótico. Entonces, la vagina comienza a dilatarse y el feto sale al exterior. Este momento se denomina parto. Después del parto, el recién nacido comienza a respirar por sí mismo y se le corta el cordón umbilical que lo unía a la placenta. A partir de este momento comienza su crecimiento y desarrollo... ¿Todos nacemos de esta manera? ¿Qué es una cesárea? ¿Cuánto pesabas y medías al nacer? 41 Las enfermedades de transmisión sexual. Y claro, los chicos crecemos, nos hacemos adolescentes, luego adultos... desarrollamos nuestra sexualidad, y las relaciones sexuales pueden pasar a ser parte de nuestras vidas. Como en cualquier otra actividad humana, durante una relación sexual puede haber contagio de alguna enfermedad. Pero, ¡atención! Esto solo ocurre si uno de los miembros de la pareja está enfermo. Tal como sucede cuando una persona resfriada estornuda sin taparse la boca cerca de nosotros o cuando comemos con los cubiertos que usó alguien enfermo de hepatitis y nos contagiamos, un compañero sexual enfermo puede transmitirnos su enfermedad. Todo el tiempo estamos expuestos a los contagios de numerosas enfermedades, y por suerte nuestro sistema inmunológico nos protege. Pero este sistema no está preparado para defendernos de todos los gérmenes, entonces a veces podemos enfermarnos. Si esto ocurre, generalmente nos curamos tomando algún medicamento o siguiendo otras indicaciones que nos da el médico. Pero no siempre esto es así. De las enfermedades de transmisión sexual (ETS) -es decir, las que se transmiten y contagian durante las relaciones sexuales-, las más comunes son: la sífilis y la blenorragia. Ambas pueden curarse si la persona enferma recibe el tratamiento adecuado (tiene que tomar un antibiótico) indicado siempre por el médico. Esto no siempre fue así. Antiguamente la gente moría por estas enfermedades. Recién en 1908, el médico alemán Paul Ehrlich halló un remedio para la sífilis basándose en arsénico, el Salvarsan. Y fue después de la Segunda Guerra Mundial cuando se desarrollaron los primeros antibióticos y ambas enfermedades fueron controladas. El sida En la actualidad, existe una enfermedad que puede contagiarse por contacto sexual, y también por otras vías, para la que aún no hay cura ni vacuna. Solo se conocen medicamentos que frenan o controlan parcialmente el avance de la enfermedad. Se trata del sida o síndrome de inmuno deficiencia adquirida. Esta enfermedad es causada por el VIH (virus de la inmunodeficiencia humana), el cual se introduce en el cuerpo humano por diferentes vías. Una de las más comunes es el contacto sexual. Hombre o mujer portadores del virus transmiten la enfermedad a su compañero o compañera sexual sanos. También se transmite por contacto sanguíneo, mediante el uso de jeringas contaminadas, transfusiones de sangre no controladas y uso de instrumental con restos de sangre de una persona infectada. Además, una mamá embarazada puede transmitir la enfermedad a su hijo a través de la placenta y luego del nacimiento, con la lactancia. Una vez que ingresa en el cuerpo, el virus se aloja en los linfocitos (células de la sangre encargadas de la defensa del organismo). Dentro de estas células puede permanecer inactivo durante mucho tiempo. Cuando entra en actividad, destruye dichas células y deja al organismo expuesto a contraer cualquier infección. Poco a poco, el cuerpo se debilita y termina produciéndose la muerte de la persona afectada. Prevención del sida La mejor manera de combatir esta enfermedad es conocer cómo puede contagiarse el virus y cuáles son las situaciones que no tienen riesgo de contagio. Empecemos por las situaciones en las que puede contraerse la enfermedad. *Mantener relaciones sexuales con una persona infectada sin tomar precauciones, como el uso de preservativos * Compartir jeringas, máquinas de afeitar o cepillos de dientes, ya que pueden tener restos de sangre infectada. * Usar material quirúrgico u odontológico que no sea descartable o no se encuentre debidamente esterilizado. 42 *Recibir una transfusión con sangre infectada que no fue controlada debidamente. Al respecto, es muy importante que cualquier persona que sospeche estar infectado de VIH no done sangre bajo ningún concepto. Por suerte, hay muchas situaciones cotidianas que podemos compartir con una persona infectada sin riesgo de contraer la enfermedad. • Compartir duchas o piscinas. • Tomar mate. • Besar, abrazar o darse la mano. • Intercambiarse la ropa. • Comer y compartir la vajilla. • Usar los mismos servicios sanitarios. • Trabajar, estudiar o jugar. Además, es importante considerar que ni las picaduras de insectos, las transfusiones de sangre controladas, la depilación con cera ni el uso de material quirúrgico esterilizado nos ponen en riesgo de contagiarnos la enfermedad. En síntesis, las principales formas de prevención del sida son: * Abstenerse de tener relaciones sexuales. * Mayor y mejor información acerca de sus consecuencias, tanto físicas como sociales. *Mantenimiento de una pareja estable la promiscuidad favorece la propagación. * Si se decide tener una conducta riesgosa (promiscuidad sexual), el uso del preservativo disminuye el riesgo de contagio. * Evitar todas las situaciones que figuran en el primer listado. Bibliografía: -Cs Naturales 1 – Mandioca. -Cs. Naturales 8 – Santillana Hoy. -Biología. Serie Conecta 2.0 s.m -Cs. Naturales 7 Santillana Hoy. -Saber hacer Biología. Cambios y diversidad en los seres vivos (2) Estrada. 43 44
