Las plantas, muchas y muy variadas
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Ciencias Naturales Apuntes 3er trimestre 1°BTO GRUPOS DE ANIMALES: LOS INVERTEBRADOS: Bajo este nombre agrupamos a todos los animales que no tienen vértebras ni esqueleto interno formado por huesos. Dentro del grupo de los invertebrados existen muchos subgrupos diferentes. V eamos algunos de ellos. Las esponjas: Las esponjas marinas y las de agua dulce son los únicos animales que parecen tener su cuerpo organizado como una colonia (¿cuál es la diferencia entre una colonia y un tejido celular?). El cuerpo de una esponja se halla perforado por numerosos poros por los que ingresa agua a una cavidad general del cuerpo. Posteriormente, el agua sale por un gran poro llamado ósculo (ver video en el campus) Las anémonas, los corales y las medusas. Los t ejidos son grupos de células especializadas en una función. Los organismos en Los que se encuentran tejidos poseen un nivel de organización superior al colonial, como sucede con las anémonas de mar, las medusas, los corales y las hidras de agua dulce. Los cuerpos de todos estos animales son similares en su organización, pero tienen dos formas corporales diferentes: la forma pólipo, con el cuerpo fijo a un sustrato y los tentáculos hacia arriba, y la forma medusa, con los tentáculos hacia abajo y el cuerpo con forma de campana. Aunque poseen natación propia, generalmente son llevadas por las corrientes marinas. En los tentáculos se sitúa un tipo de células llamadas cnidocistos (ver video en el campus) especializadas en atrapar y paralizar las presas. 1 Ciencias Naturales anémona Apuntes 3er trimestre medusa 1°BTO coral Los gusanos planos. Los organismos que presentan diferentes tejidos agrupados en estructuras especializadas llamadas órganos tienen un nivel de organización superior al de aquellos organizados en tejidos. Un ejemplo son los llamados gusanos planos, como las tenias y las planarias. Las tenias, o lombrices solitarias, se parecen a cintas cuyos únicos órganos bien diferenciados son los reproductores. Estos animales viven como parásitos intestinales de los animales y del hombre, alimentándose de sus nutrientes a través de su piel. Las planarias son gusanos planos con forma de pequeñas hojas. Tienen vida libre, es decir viven de manera independiente. El alimento ingresa por una boca y de allí pasa a los órganos digestivos. Carecen de ano, tienen una sola apertura por donde ingresa el alimento y sale luego de ser diferido De lombrices, caracoles y demás invertebrados. Cuando varios órganos están asociados y cumplen una función en común constituyen un sist ema de órganos. Este nivel de organización lo presentan diversos grupos de animales; por ejemplo, los anélidos, como la lombriz de tierra y la sanguijuela; los moluscos, como el caracol, el pulpo y el mejillón; los artrópodos, como el grillo, la araña, el ciempiés y el camarón; y también los equinodermos, que comprenden las estrellas y los erizos de mar, entre otros. Anélidos: El cuerpo de los anélidos, como la lombriz, está formado por varios segmentos o anillos en los que se repiten los órganos excretores, reproductores y nerviosos. Su sistema digestivo es completo y respiran a través de su piel. Moluscos: A este grupo de animales pertenecen, por ejemplo, los caracoles, las almejas y los pulpos. Su nombre significa cuerpo blando y a veces está protegido por un caparazón duro como en los caracoles. 2 Ciencias Naturales Apuntes 3er trimestre 1°BTO Un pie musculoso les permite trasladarse y en la boca presentan una estructura denominada rádula provista de pequeños dientes que utilizan para raspar el alimento (ver video en campus). Artrópodos: Pertenecen a este grupo animales tan diferentes como las hormigas, las mariposas y los camarones. ¿qué tienen en común los artrópodos? Notarás que todos tienen patas articuladas, también tienen antenas. Además, poseen un esqueleto externo, el exoesqueleto, formado por una sustancia dura e impermeable que ellos mismos producen. A diferencia del esqueleto de los vertebrados, este esqueleto externo no crece. El animal tiene que cambiarlo varias veces durante su vida, a medida que su cuerpo crece. (ver video en el campus) Tienen órganos de los sentidos bien desarrollados, el sistema digestivo completo y el sistema circulatorio formado por un corazón y vasos. Equinodermos: Dentro de este grupo encontramos animales marinos del tipo de las estrellas o los erizos de mar. Tienen un sistema acuífero que le permite realizar movimientos. Su piel generalmente está recubierta con espinas que sobresalen; su nombre significa piel espinosa. LOS VERTEBRADOS Además de la columna vertebral, que es la característica que le da nombre al grupo, los vertebrados tienen otras características comunes. Son animales alargados y su cuerpo está constituido por una cabeza, un cuello, un tronco y una cola. Hay excepciones, como por ejemplo los hombres, que no tienen cola, y los peces, que no tienen cuello. En general tienen dos pares de extremidades que pueden presentarse de distintas formas: patas (como en los caballos o los perros), aletas(como en los peces), alas(como en las aves) El esqueleto interno o endoesqueleto crece a medida que lo hace el animal y sirve de soporte a los músculos. La presencia del endoesqueleto permite a los organismos alcanzar mayor tamaño que el de los invertebrados. Este esqueleto está constituido por el cráneo estuche protector de la parte anterior del sistema nervioso, y por un eje o columna vertebral, formada por distintas piezas denominadas vértebras, que se articulan unas con otras brindando flexibilidad a la columna vertebral. 3 Ciencias Naturales Apuntes 3er trimestre 1°BTO Se puede dividir el grupo de los vertebrados en cinco subgrupos diferentes: peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos. V eamos alguna de sus principales características. Los peces: Si observamos un pez, veremos que tiene dos aberturas a ambos lados de la cabeza. Debajo de ellas están las branquias, que son los órganos que les permiten respirar bajo el agua. Pueden nadar y deslizarse muy bien gracias a su piel resbaladiza y a la forma de su cuerpo. Por lo general las hembras ponen huevos gelatinosos en el agua. Los peces tienen su cuerpo cubierto y protegido por escamas. Su temperatura corporal varía según la temperatura exterior. Los anfibios. Pertenecen a este grupo. Los sapos y las ranas. V iven en lugares muy húmedos o cercanos al agua, donde ponen sus huevos. Las ranas, apenas nacen, tienen una forma parecida a la de los peses, respiran bajo el agua por las branquias y se llaman renacuajos. Cuando crecen, las branquias se transforman en pulmones y pueden vivir fuera del agua. Tienen dos momentos diferentes en su vida, uno es en el agua y otro en la tierra, y eso es lo que significa la palabra “anfibio”. Los anfibios poseen una piel desnuda, sin estructuras que la recubran. Esta debe permanecer húmeda porque, como los pulmones, posee función de órgano respiratorio. Su temperatura corporal varía con la del medio. Los reptiles: Pertenecen a este grupo los lagartos, las serpientes, los cocodrilos y las tortugas. Estos animales están muy bien preparados para vivir en lugares donde escasea el agua. Su piel gruesa evita que el cuero pierda líquido, es decir, los protege de la desecación. La misma se halla cubierta de escamas (como en las lagartijas) y por placas gruesas (como en los cocodrilos) su temperatura corporal varía con la temperatura ambiental. Los huevos que ponen las hembras tienen cáscara: esto permiten que conserven el agua en su interior. 4 Ciencias Naturales Apuntes 3er trimestre 1°BTO Las aves. A este grupo pertenecen animales de tamaños, formas y colores muy variados. Sin embargo, casi todos comparten algunas características: en vez de patas delanteras tienen alas, su piel está recubierta con plumas que intervienen en el vuelo y aíslan al animal del excesivo calor o del frío del ambiente. Las plumas colaboran con los mecanismos que mantienen la temperatura del cuerpo siempre igual aunque varíe la temperatura del lugar donde están. Su boca termina en un pico duro. Los huevos que ponen las hembras, tienen una cáscara, similar a las de los reptiles. Los mamíferos. Pertenecen a este grupo animales tan variados como las ratas, los tigres, los ciervos, los murciélagos, las ballenas, los monos y el hombre. Una característica le da el nombre al grupo: es que las hembras poseen mamas que producen leche, con la que alimentan a sus hijos. Además, su piel está cubierta por pelos. La temperatura del cuerpo se mantiene siempre constante, como ocurre con las aves. Los hombres, por nuestras características, pertenecemos a este grupo. EL REINO DE LAS PLANTAS Las plantas, muchas y muy variadas Imaginemos que caminamos por un bosque. En los lugares donde los árboles dejan pasar la luz, crecen hierbas con flores vistosas. En los lugares sombríos crecen helechos y hongos. Atravesando el bosque, un arroyo corre entre las piedras; muchas de ellas están cubiertas de musgos verdes y aterciopelados. Escuchamos el ruido de los pájaros y también otros ruidos que no conocemos, tal vez de animales escondidos. No es fácil verlos, aunque sabemos que el bosque es la casa de muchos de ellos. Sólo las plantas están allí, a la vista, inmóviles o movidas por el viento. A pesar de su aparente quietud, organismos muy complejos que trabajan continuamente. Las plantas son seres vivos y cada una de sus células está coordinada con las demás células permitiéndole a la planta fabricar alimento, absorber agua del suelo, eliminar agua Celulosa: Sustancia que por las hojas, crecer, etc. forma la envoltura o Las plantas son organismos con células eucariotas, cuyas pared celular de las vegetales. Con paredes celulares están constituidas por celulosa. Son células ella se fabrica el papel. pluricelulares, de muy variados tamaños, y se caracterizan por la Pigmentos: Sustancia capacidad para realizar fotosíntesis, por lo que son los principales presente en muchos relacionado productores de alimento y de oxígeno en el medio aeroterrestre. organismos con su color y con la Poseen diferentes pigmentos fotosintéticos: clorofilas a y b captación de la energía (verdes), carotenos (anaranjados) y xantofilas (amarillos), de la luz. Epidérmico: Tejido más externos de la piel. 5 Ciencias Naturales Apuntes 3er trimestre 1°BTO almacenados en los cloroplastos u organelas celulares donde se elabora el alimento. Las células de las plantas se asocian formando tejidos, como, por ejemplo, los epidérmicos, que unidos a otros constituyen los órganos de las plantas, máximo nivel de organización alcanzado por estos organismos. Clasificación Al igual que los animales existen muchos tipos diferentes de plantas. Usaremos esta clasificación que, aunque resumida, es la diferenciación más importante que se hace entre los distintos grupos de plantas Las plantas producen plantas Los animales, en general, nacen de la unión de un animal macho con un animal hembra, es decir que se reproducen sexualmente. En las plantas, en cambio, es muy común que a partir de una parte de su cuerpo se desarrolle una planta hija idéntica a la que le dio origen. A esta manera de multiplicarse, como ya hemos visto, se la llama reproducción asexual. Pero también las plantas, como los animales, forman en ciertos lugares de sus cuerpos células especiales unas femeninas y otras masculinas que, cuando se unen, 6 Ciencias Naturales Apuntes 3er trimestre 1°BTO forman la primera célula de una planta hija. A este tipo de reproducción se lo denomina reproducción sexual (se acuerdan, ¿no?) La reproducción sexual en las plantas permite, igual que en los animales, producir individuos con información genética combinada. La mayoría de las plantas que habitan la Tierra tienen flor, órgano donde se forman las células femeninas y masculinas. Las plantas con flor Las plantas con flor son el grupo más abundante y variado de los vegetales. Existen más de doscientos mil tipos diferentes de plantas con flor: la mayoría de las plantas que vemos sobre la superficie de la Tierra son de este tipo. ¿Por qué son tan abundantes? Porque tienen mucho éxito reproduciéndose y poblando la Tierra. Su éxito se debe, principalmente, a sus flores: las flores, junto con algunos animales que se alimentan de ellas -como las abejas-, permiten que las plantas se reproduzcan de manera muy segura y abundante. Los órganos sexuales de las plantas se encuentran en la flor y es allí donde se produce la unión de la célula femenina (óvulo) con la célula masculina (que se encuentra dentro del grano de polen). Durante la vida de la planta, una parte de la flor, el ovario, se transforma en fruto. Dentro del fruto se forman, a partir de los óvulos, las semillas y cuando las semillas encuentran un lugar apropiado, comienzan a crecer y se convierten en nuevas plantas. Los frutos, además, favorecen la dispersión de las semillas hasta lugares lejanos. Las flores y la reproducción Los órganos sexuales de las plantas Los órganos sexuales de la planta se encuentran en la flor: El pistilo, que es el órgano femenino, tiene forma de botella y dentro de él, en su parte inferior –que se llama ovario-, se forman las células femeninas (óvulos). El estambre es el órgano masculino, en sus anteras se forman los granos de polen y dentro de cada grano de polen está la célula masculina. 7 Ciencias Naturales Apuntes 3er trimestre 1°BTO El grano de polen sale del estambre, entra en el pistilo y se une al óvulo. El óvulo fecundado da origen a la semilla, que da origen a una nueva planta. Las flores pueden ser de colores vistosos, de aromas agradables y algunas pueden producir una sustancia azucarada llamada néctar. El néctar atrae a los animales y éstos, sin proponérselo, ayudan a transportar el polen, Por ejemplo, mientras la abeja bebe el néctar de una flor, los granos de polen se pegan a su cuerpo y son transportados de una flor a otra. Ésta es una de las formas como se produce la polinización. Existe una gran variedad de animales polinizadores. No sólo los insectos, como por ejemplo las abejas o las mariposas realizan esta actividad. Otros animales como los picaflores y los murciélagos pueden ser polinizadores. El viaje del grano de polen al pistilo de una flor se llama polinización y puede producirse por el cuerpo de animales, como las abejas, que van de flor en flor, por la acción del viento o del agua (polinización zoófila, anemófila e hidrófila respectivamente). La llegada de un grano de polen de una flor a otra es más segura si el transporte lo hace un animal que si lo hace el viento o el agua. Para que se produzca la unión de una célula masculina (que está dentro del grano de polen) con un óvulo (que está en el ovario), los granos de polen se pegan a la parte superior del pistilo, llamada estigma. Cuando los granos de polen están en el estigma, comienzan a hincharse y de cada uno de ellos crece un tubo que entra dentro del pistilo y llega hasta el interior del ovario. La célula masculina viaja por el tubo que crece a partir del grano de polen, llega hasta el interior del ovario donde están los óvulos y se une a una de ellos. A esta unión se la llama fecundación. La célula formada, que es la primera célula de la planta, comienza a dividirse y se transforma en el embrión, la parte de la semilla que dará origen a una nueva planta. El fruto y las semillas Cuando una él o los óvulos de una flor ha/n sido fecundado/s, la flor comienza a convertirse en un fruto. Dentro del ovario el cigoto (óvulo fecundado) comienza a multiplicarse y a formar el embrión de las semillas. Mientras esto ocurre, la pared del ovario comienza a transformarse en el fruto. Otras partes de la flor, como los estambres y los pétalos, comienzan a secarse y caen. Las semillas se forman en el interior de los frutos. Cuando las semillas se separan del fruto en donde se formaron, pueden comenzar a crecer, es decir, pueden germinar, pero sólo lo hacen cuando Primero la raíz y luego el tallo Para hacer germinar una semilla de poroto la colocamos en un lugar muy húmedo. Así, la semilla absorbe agua y se hincha. Cuando comienza a crecer se rompe la cubierta externa que la protege, dejando ver los cotiledones, que son como dos pastillitas carnosas estas estructuras se encuentran en muchas plantas. Entre medio de los cotiledones se encuentra el embrión. El embrión comienza a crecer. Primero aparece al raíz y luego el tallo con las primeras hojitas verdes. 8 Ciencias Naturales Apuntes 3er trimestre 1°BTO encuentran condiciones apropiadas, como por ejemplo cierta cantidad de agua o temperatura. Plantas idénticas En las plantas es muy común la reproducción asexual, donde una parte de una planta regenera otra planta genéticamente igual a la que le dio origen. El hombre aprovecha estas características para obtener muchas plantas iguales a partir de una, pero también la reproducción asexual ocurre en la naturaleza sin la intervención del hombre. Veamos algunos ejemplos. Tubérculos Tallos muy gruesos La parte subterránea de una planta de papa está formada por raíces y tallos muy gruesos. Esos tallos son las papas que comemos y se llaman tubérculos. Como muestra el dibujo, una planta de papa produce varias papas unidas. Cada una Plantas a medida de ellas, separada de la planta madre, producirá una o más plantas de papa. Tallos acostados De una planta de lazo de amor surgen tallos que terminan en plantas más pequeñas. De estas plantitas, cuando se apoyan en el suelo, comienzan a crecer raíces. Cuando se corta el tallo que las une a la planta madre, se forman plantitas independientes. Raíces en todas partes Plantas como las cretonas o los geranios se reproducen muy fácilmente, ya que cualquier Los agricultores desean que sus plantas de maíz tengan las siguientes características: granos grandes, plantas altas y que maduren todas al mismo tiempo, resistencia a la sequía y a los virus, rapidez para formar frutos. Los técnicos cruzan artificialmente maíces que tienen algunas de las características deseables, como por ejemplo granos grandes, con otras que llevan otras características deseables. Así, por medio de la reproducción sexual artificial, se obtienen plantas con varias características beneficiosas juntas. 9 Ciencias Naturales Apuntes 3er trimestre 1°BTO ramita que se desprende de la planta tiene la capacidad de producir raíces y formar una nueva planta independiente. Multiplicando plantas Mediante técnicas muy complicadas, se puede regenerar en el laboratorio una planta completa a partir de unas pocas células de alguna parte del cuerpo de otra planta. De esta manera, a partir de una planta que tiene millones de células, se puede fabricar un gran número de plantas idénticas entre sí e idénticas a la planta original. Viaje dentro de la planta Todas las partes de la planta necesitan alimento para poder funcionar. Sin embargo, la fotosíntesis sólo ocurre en las hojas. ¿Cómo se alimentan las otras partes? El alimento fabricado en las hojas llega a ellas a través de los vasos que recorren la planta en su interior. El alimento de las semillas Las semillas tienen sustancias alimenticias almacenadas. Cuando germinan, las pequeñas plantas que comienzan a crecer se alimentan de ellas hasta que aparecen sus primeras hojas verdes fotosintetizadoras. El hombre necesita comer plantas como parte de su alimentación. La agricultura, es decir, la siembra y el cuidado de las plantas, comenzó hace 11.000 años. Desde ese entonces, las costumbres de los pueblos estuvieron muy relacionadas con sus cultivos. Muchos de los conocimientos que tenemos sobre la reproducción de las plantas se utilizan en la agricultura para producir más y mejores plantas útiles. Se pueden obtener plantas con características buscadas, cruzando artificialmente una planta con otra. Por otro lado, cuando una planta tiene características muy apreciadas, como, por ejemplo, ser resistente a las enfermedades, se pueden obtener muchas plantas iguales reproduciéndola asexualmente de manera artificial. La fábrica de alimentos (repasar en el campus los experimentos de Van Helmont y de Priestley) La fotosíntesis Las plantas producen su propio alimento. El alimento que producen también es necesario para los demás seres vivos, que no son capaces de fabricarlo. Pero, ¿qué tipo de alimento producen? ¿Cómo y dónde lo hacen? Las plantas fabrican azúcar en los cloroplastos de las células hojas y a veces de los tallos o en alguna otra parte verde de su cuerpo. Los ingredientes que usan para fabricar azúcar son un gas que hay en el aire –llamado dióxido de carbono- y el agua que las plantas toman del suelo. Pero estos dos ingredientes no son suficientes para fabricar azúcar; se necesita energía. ¿De dónde la obtienen? Del Sol, y para poder atraparla 10 Ciencias Naturales Apuntes 3er trimestre 1°BTO poseen una sustancia llamada clorofila, que se encuentra en los cloroplastos y que les da su color verde. A esta manera de fabricar azúcar se la llama fotosíntesis. La respiración celular Todas las células de las plantas realizan la respiración celular, esto es, rompen las moléculas de azúcar para obtener la energía química almacenada en ella y de esta forma obtienen energía para realizar todas sus tareas. Este proceso se lleva a cabo en las mitocondrias y requiere de la presencia de oxígeno. Uno de los productos de este proceso es el dióxido de carbono que es liberado a la atmósfera. La respiración celular también es realizada por las células de los animales. Por lo tanto, la fotosíntesis libera oxígeno mientras que la respiración celular lo consume. La fotosíntesis solo se produce en presencia de luz solar y en general este proceso libera más cantidad de oxígeno que el que las células de la planta consumen por respiración celular. Al mismo tiempo la fotosíntesis consume más dióxido de carbono del que produce la respiración celular. En consecuencia, durante el día el resultado final es que la planta libera oxígeno al medio y consume dióxido de carbono. De noche, en cambio, consume oxígeno y libera dióxido de carbono. 11 Ciencias Naturales Apuntes 3er trimestre 1°BTO Los alimentos se distribuyen y se almacenan Además de las hojas, existen otras partes de la planta que son muy importantes para la fotosíntesis y para la vida de la planta. Las raíces crecen hacia abajo y penetran en el suelo. El agua pasa de la tierra hacia el interior de la raíz y, desde allí, sube por unos tubos o vasos muy finitos que recorren toda la planta hasta las hojas. El tallo por un lado sostiene a la planta y además eleva las hojas del suelo y permite que llegue más luz hasta ellas. Además, igual que la raíz, posee vasos que llevan hasta las hojas el agua que la raíz toma del suelo. Parte del azúcar fabricado en las hojas que no se utiliza, se transforma en almidón o en otras sustancias que la planta guarda como alimento de reserva. Esa reserva sólo se usa en determinados momentos de la vida de la planta. Por ejemplo, en el invierno, los árboles que pierden sus hojas y no pueden producir suficiente alimento, utilizan las sustancias de reserva que tienen almacenadas en los troncos. ALMACENAN 12
