PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA

PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
Página 1
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
CONTENIDO.
I UNIDAD: UNIDAD METABOLICA EN PLURICELULARES. ............................... 4
I. NUTRICION. .................................................................................................................................. 4
1.1 Tipos De Nutrición. .................................................................................................................... 4
Tipos de nutrición en los seres vivos. .......................................................................................... 4
Transformación y Absorción de Alimentos. ................................................................................ 5
Modalidad De Digestión/TIPOS DE DIGESTIÓN ........................................................................... 5
1.2 DIGESTIÓN INTRACELULAR........................................................................................................ 5
1.2.1 DIGESTIÓN EXTRACELULAR ................................................................................................ 6
NUTRICION ANIMAL .................................................................................................................... 6
APARATO DIGESTIVO Y TIPOS DE APARATOS DIGESTIVOS ......................................................... 6
APARATOS DIGESTIVOS DE LOS INVERTEBRADOS ...................................................................... 6
APARATO DIGESTIVO DE LOS VERTEBRADOS ............................................................................. 7
1.3 EXCRECIÓN. ............................................................................................................................... 7
ÓRGANOS EXCRETORES. ............................................................................................................. 8
1.4 INTERCAMBIO DE GASES. .......................................................................................................... 8
INTERCAMBIO GASEOSO (RESPIRACIÓN) ..................................................................... 9
1.5 SISTEMA NERVIOSO DE VERTEBRADOS Y HUMANOS, MECANISMO DE ACCIÓN HORMONAL,
SISTEMAS DE AUTORREGULACIÓN BIOLOGICA. ........................................................................... 11
SISTEMA NERVIOSO................................................................................................................... 11
1.5.1 SISTEMA NERVIOSO DE ANIMALES VERTEBRADOS.......................................................... 11
1.5.2 SISTEMA NERVIOSO HUMANO. ........................................................................................ 12
1.5.3 HORMONAS ...................................................................................................................... 13
1.5.4 SISTEMA DE AUTORREGULACIÓN BIOLÓGICA. ................................................................ 14
UNIDAD II. REPRODUCCIÓN. ........................................................................... 15
2.1 REPRODUCCIÓN ASEXUAL. ...................................................................................................... 15
TIPOS DE REPRODUCCIÓN ASEXUAL. ........................................................................................ 15
2.1.2 GEMACIÓN. ...................................................................................................................... 15
2.1.3 ESPORULACIÓN. ............................................................................................................... 15
2.1.4 FRAGMENTACIÓN. ........................................................................................................... 15
2.1.5 PARTENOGENESIS. ........................................................................................................... 16
2.2 REPRODUCCIÓN SEXUAL. ........................................................................................................ 16
Página 2
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
VENTAJAS E INCONVENIENTES...................................................................................................... 16
2.2.1 EN ALGAS. ......................................................................................................................... 16
2.2.2 EN HONGOS...................................................................................................................... 17
2.2.3 EN ESPERMATOFITAS. ...................................................................................................... 17
UNIDAD III. GENETICA ........................................................................................ 19
3.1 Teoría Mendeliana .................................................................................................................. 20
3.1.1 Las leyes de Mendel ......................................................................................................... 20
3.2 Experimentos de Mendel ........................................................................................................ 20
3.3 Cruza Monohíbrida.................................................................................................................. 22
3.4 Cruza Dihíbrida ........................................................................................................................ 22
3.5 Alelos Dominantes y Alelos Recesivos .................................................................................... 22
3.6 Herencia Cuantitativa .............................................................................................................. 23
3.7 Teoría Cromosómica ............................................................................................................... 24
3.8 Determinación del sexo y herencia ligada al sexo .................................................................. 24
3.8.1 Determinación del sexo.................................................................................................... 24
3.8.2 Herencia ligada al sexo. .................................................................................................... 25
UNIDAD IV. EVOLUCION ..................................................................................... 25
4.1 INTRODUCCION ....................................................................................................................... 25
4.2 EVOLUCION BIOLOGICA .......................................................................................................... 26
4.3 EVIDENCIAS DE LA EVOLUCION ............................................................................................... 27
4.4 LOS TRABAJOS DE CHARLES DARWIN ..................................................................................... 28
4.5 SELECCIÓN NATURAL .............................................................................................................. 30
4.6 SELECCIÓN ARTIFICIAL............................................................................................................. 31
4.6.1 Selección artificial............................................................................................................. 31
Otros datos de la Selección artificial ......................................................................................... 32
4.6.2 Desarrollo histórico .......................................................................................................... 33
4.6.3 Contraste con la selección natural ................................................................................... 33
4.6.4 Tipos de Selección Artificial .............................................................................................. 34
Página 3
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
I UNIDAD: UNIDAD METABOLICA EN PLURICELULARES.
Objetivo: Integrar los procesos metabólicos fundamentales, mediante la utilización de
modelos básicos, para comprender el mantenimiento de la organización estructural y
funcional de los organismos pluricelulares.
I. NUTRICION.
1.1 Tipos De Nutrición.
La nutrición es la ciencia encargada del estudio y mantenimiento del equilibrio
homeostático del organismo a nivel molecular y macro sistémico, garantizando que todos
los eventos fisiológicos se efectúen.
Los procesos macrosistémicos están relacionados a la absorción, digestión, metabolismo
y eliminación. Y los procesos moleculares o microsistémicos están relacionados al
equilibrio de elementos como enzimas, vitaminas, minerales, aminoácidos, glucosa,
transportadores químicos, mediadores bioquímicos, hormonas etc.
Tipos de nutrición en los seres vivos.
Nutrición autótrofa (la que llevan a cabo los organismos que producen su propio alimento).
Los seres autótrofos son organismos capaces de sintetizar sustancias esenciales para su
metabolismo a partir de sustancias inorgánicas. El término autótrofo procede del griego y
significa "que se alimenta por sí mismo".
Los organismos autótrofos producen su masa celular y materia orgánica, a partir del
dióxido de carbono, que es inorgánico, como única fuente de carbono, usando la luz o
sustancias químicas como fuente de energía. Las plantas y otros organismos que usan la
fotosíntesis son fotolitoautótrofos; las bacterias que utilizan la oxidación de compuestos
inorgánicos como el anhídrido sulfuroso o compuestos ferrosos como producción de
energía se llaman quimiolitotróficos.
Los seres heterótrofos como los animales, los hongos, y la mayoría de bacterias y
protozoos, dependen de los autótrofos ya que aprovechan su energía y la de la materia
que contienen para fabricar moléculas orgánicas complejas.
Los heterótrofos obtienen la energía rompiendo las moléculas de los seres autótrofos que
han comido. Incluso los animales carnívoros dependen de los seres autótrofos porque la
energía y su composición orgánica obtenida de sus presas procede en última instancia de
los seres autótrofos que comieron sus presas.
Nutrición heterótrofa (la que llevan a cabo aquellos organismos que necesitan de otros
para vivir). Los organismos heterótrofos (del griego "hetero", otro, desigual, diferente y
"trofo", que se alimenta), en contraste con los autótrofos, son aquellos que deben
alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos, bien
autótrofos o heterótrofos a su vez. Entre los organismos heterótrofos se encuentra
multitud de bacterias y los animales.
Según el origen de la energía que utilizan los organismos heterótrofos, pueden dividirse
en:
Fotoorganotrofos: estos organismos fijan la energía de la luz. Constituyen un grupo muy
reducido de organismos que comprenden la bacteria purpúrea y familia de
Página 4
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
seudomonadales. Sólo realizan la síntesis de energía en presencia de luz y en medios
carentes de oxígeno.
Quimiorganotrofos: utilizan la energía química extraída directamente de la materia
orgánica. A este grupo pertenecen todos los integrantes del reino animal, todos del reino
de los hongos, gran parte de los moneras y de las arqueobacterias
Los heterótrofos pueden ser de dos tipos fundamentalmente: Consumidores, o bien
saprótrofos (saprófitos) y descomponedores (Hongos y Bacterias).
Los autótrofos y los heterótrofos se necesitan mutuamente para poder existir.
Transformación y Absorción de Alimentos.
Nutrición: es una manifestación vital cuyo objetivo es la nutrición celular, por tanto,
implica la incorporación celular y una transformación de los nutrientes para obtener
energía y para sintetizar sustancias que permitan su reparación y crecimiento.
Para asegurar este proceso, el organismo pluricelular necesita de un aparato digestivo
que capture los nutrientes y acomode para que puedan entrar en la célula. Requiere de un
aparato respiratorio que permita la captura del oxígeno necesario para las mitocondrias,
así mismo que facilite la salida de los gases residuales, necesita de un aparato circulatorio
que transporte los nutrientes y el oxígeno hacía la célula y retire de su alrededor las
sustancias de desecho. Necesita un aparato excretor que elimine al exterior del
organismo esa sustancia de desecho.
Nutriente: son todas aquellas sustancias que provienen del medio externo y que los
seres vivos incorporan y transforman en su propia materia mediante los procesos de
nutrición celular.
Dependiendo del tipo de nutriente que se ingiera se distinguen dos organismos:
Autótrofos: agua, sales minerales y dióxido de carbono. La luz solar es necesaria como
energía libre para la trasformación de los nutrientes.
Heterótrofos: sustancias orgánicas (glúcidos, proteínas, lípidos...) que proporcionan
materia y energía.
Modalidad De Digestión/TIPOS DE DIGESTIÓN
En el proceso de digestión, las macromoléculas no pueden pasar a través de la
membrana celular, para ello, deben sufrir unos procesos mecánicos y químicos para ser
descompuestas y formar así los nutrientes.
La digestión intracelular consiste en que algunas células especializadas digieren a través
de enzimas las partículas nutritivas o esenciales.
1.2 DIGESTIÓN INTRACELULAR
Se da en protozoos, ya que es el único mecanismo que pueden realizar (son
unicelulares). También se da en las células de las cavidades de los tubos digestivos.
Otros animales, como Hydra tienen una mezcla de digestión intra y extracelular.
DIGESTIÓN EPITELIAL
Página 5
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
Se da en equinodermos. En el epitelio existen unos celomocitos que excretan enzimas
que producen una digestión del alimento y absorción de los nutrientes en la superficie
epitelial.
1.2.1 DIGESTIÓN EXTRACELULAR
Tiene lugar en las cavidades digestivas, de modo que permite digerir grandes masas de
alimento. Va asociado a un gran desarrollo del aparato digestivo tubular y abierto en el
que se secretan enzimas.
Los tubos digestivos pueden presentar una o dos aperturas. Dependiendo del animal,
este, puede ser más o menos complejo. Generalmente se describen en los metazoos la
existencia de 5 regiones en el tubo digestivo:
- Recepción del alimento: Varía de unos animales a otros. Hay dispositivos para la
masticación, glándulas secretoras de enzimas salivares, y secretoras de mucus que sirve
para lubrificar el alimento.
- Conducción y/o almacenamiento: Algunas especies como las sanguijuelas, almacenan
aquí la sangre de una ingesta, de modo que viven de ella durante un tiempo.
NUTRICION ANIMAL
En esta nutrición todos los individuos son heterótrofos, por tanto van a depender de los
autótrofos. Se distinguen tres tipos:

Nutrición holozoica: es a base de otros seres vivos, ya sean animales o vegetales.

Nutrición saprofita: es a base de restos de animales o vegetales en
descomposición.

Nutrición parasita: obtienen el alimento de un hospedador al que perjudican pero
no llegan a matar.
APARATO DIGESTIVO Y TIPOS DE APARATOS DIGESTIVOS
Se divide en tres partes, la captura del alimento, la acomodación del alimento y por último
la entrada de los alimentos o ya nutrientes en el organismo llamada absorción.
Tipos de aparatos digestivos según la evolución animal:

Redes de canales: es propio de animales muy simples, como las esponjas, el
agua pasa a través de los sistemas de canales que se ramifican por el cuerpo.

Saco de una sola abertura: está recubierto de células que se comunican con el
exterior y funcionan de boca y ano, se trata de un sistema de digestión intracelular
y es típico de pólipos y medusas.

Tubo con dos aberturas: una funciona como boca y la otra como ano, dentro del
tubo digestivo se encuentran: la boca, faringe, esófago, estómago, intestino y ano.
En este sistema la digestión es extracelular.
APARATOS DIGESTIVOS DE LOS INVERTEBRADOS
En los invertebrados inferiores (esponjas, celentéreos y platelmintos) el tubo digestivo
tiene un solo orificio, hace a la vez de boca y de ano. La digestión es intracelular, en esa
Página 6
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
única cavidad las células toman los nutrientes y realiza la digestión en el interior de la
célula.
Los celentereos pueden en algunos casos de especies tener una digestión extracelular
que se realiza en esa cavidad. Para capturar a sus presas sueltan unas células
denominadas cnidoblastos procedentes de sus tentáculos que paralizan a la víctima,
luego la introducen en su cavidad llamada gastrovascular, allí el alimento es digerido
parcialmente por las células de la pared donde se completa por completo el proceso de
digestión. El alimento se transmite de estas células a las vecinas.
En los invertebrados superiores se desarrolla un aparato digestivo con dos orificios y la
digestión es fundamentalmente extracelular, esto es una ventaja adaptativa ya que obliga
al alimento a seguir un recorrido determinado, y eso permite una especialización por
zonas, las sustancias no digeridas, se eliminan sin entorpecer la entrada de alimento.
Se identifican tres tendencias evolutivas, la primera consiste en una regionalización: boca,
esófago, buche, mollejas, estómago e intestino, en la segunda tendencia se nota el
aumento de superficie con el desarrollo de ciegos gástricos o intestinales, y por último la
tercera tendencia desarrolla una colaboración glandular (salivares, hepatopáncreas).
APARATO DIGESTIVO DE LOS VERTEBRADOS
En el caso de los vertebrados, la digestión, es extracelular y la regionalización es máxima,
reconociéndose tres zonas, una parte anterior especializada en los procesos mecánicos
de captura y almacenamiento (boca, esófago, buche, molleja y estómago), otra parte
media para los procesos químicos y de absorción (estómago e intestino) y por último una
parte posterior especializada en la recuperación de agua (intestino grueso).
Otra tendencia evolutiva posee glándulas que liberan encimas para facilitar la hidrólisis de
las sustancias nutritivas:

Glándulas anexas: salivares, hígado y páncreas.

Pequeñas glándulas: tapizan el estómago y el intestino y son las gástricas
intestinales.
e
Otra tendencia evolutiva es la aparición de esfínteres que aseguran la permanencia del
alimento en cada cámara, el desarrollo de musculatura lisa que provoca la onda
peristáltica que facilita el desplazamiento del alimento.
1.3 EXCRECIÓN.
La excreción es el proceso biológico por el cual un ser vivo elimina las sustancias tóxicas,
adquiridas por la alimentación o producidas por su metabolismo.
En organismos unicelulares y animales muy pequeños la excreción es un proceso celular
que no requiere estructuras especializadas.
En organismos cuyas células están dotadas de pared, como plantas y hongos, los
desechos suelen incorporarse a la composición de la pared, quedando así fuera del medio
fisiológicamente activo donde importa su toxicidad.
El sistema excretor expele desechos y regula el equilibrio de agua y sales.
Página 7
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
ÓRGANOS EXCRETORES.
En muchos invertebrados, los órganos excretores son los nefridios. Los artrópodos
terrestres (arácnidos, insectos y miriápodos) tienen unos órganos especiales derivados
del intestino conocidos como Tubos de Malpighi.
Los órganos del cuerpo humano y de los otros mamíferos que participan en la excreción:
Pulmones. Expulsan al aire el dióxido de carbono (CO2) producido en la respiración
celular.
Hígado. Expulsa al intestino productos tóxicos formados en las transformaciones químicas
de los nutrientes, estos desechos se eliminan mediante las heces.
Glándulas sudoríparas. Junto con el agua filtran productos tóxicos, y eliminan el agua,
aunque es una respuesta a la temperatura.
Riñones. Hacen una filtración selectiva de los compuestos tóxicos de la sangre. Regulan
la cantidad de sales del organismo. Los riñones junto a los órganos canalizadores de la
orina forman el aparato urinario.
1.4 INTERCAMBIO DE GASES.
El proceso por el cual las células degradan las moléculas de alimento para obtener
energía recibe el nombre de RESPIRACIÓN CELULAR.
La respiración celular es una reacción EXERGÓNICA, donde parte de la energía
contenida en las moléculas de alimento es utilizada por la célula para sintetizar ATP.
Decimos que parte de la energía porque no toda es utilizada, sino que una parte se
pierde.
Cada célula desarrolla miles de reacciones químicas que pueden ser exergónicas (con
liberación de energía) o endergónicas (con consumo de energía), que en su conjunto
constituyen el METABOLISMO CELULAR.
1. Las células asocian las reacciones: las reacciones endergónicas se llevan a cabo con
la energía liberada por las reacciones exergónicas.
2. Las células sintetizan moléculas portadoras de energía que son capaces de capturar la
energía de las reacciones exergónicas y las llevan a las reacciones endergónicas.
3. Las células regulan las reacciones químicas por medio de catalizadores biológicos: las
ENZIMAS.
Aproximadamente el 40% de la energía libre emitida por la oxidación de la glucosa se
conserva en forma de ATP. Cerca del 75% de la energía de la nafta se pierde como calor
de un auto; solo el 25% se convierte en formas útiles de energía. La célula es mucho más
eficiente.
La respiración celular es una combustión biológica y puede compararse con la combustión
de carbón, bencina, leña. En ambos casos moléculas ricas en energía son degradadas a
moléculas más sencillas con la consiguiente liberación de energía.
Tanto la respiración como la combustión son reacciones exergónicas.
Página 8
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
Sin embargo existen importantes diferencias entre ambos procesos. En primer lugar la
combustión es un fenómeno incontrolado en el que todos los enlaces químicos se rompen
al mismo tiempo y liberan la energía en forma súbita; por el contrario la respiración es la
degradación del alimento con la liberación paulatina de energía. Este control está ejercido
por enzimas específicas.
En segundo lugar la combustión produce calor y algo de luz. Este proceso transforma
energía química en calórica y luminosa. En cambio la energía liberada durante la
respiración es utilizada fundamentalmente para la formación de nuevos enlaces químicos
(ATP).
La respiración celular puede ser considerada como una serie de reacciones de óxidoreducción en las cuales las moléculas combustibles son paulatinamente oxidadas y
degradadas liberando energía. Los protones perdidos por el alimento son captados por
coenzímas.
La respiración ocurre en distintas estructuras celulares. La primera de ellas es la glucólisis
que ocurre en el citoplasma. La segunda etapa dependerá de la presencia o ausencia de
O2 en el medio, determinando en el primer caso la respiración aeróbica (ocurre en las
mitocondrias), y en el segundo caso la respiración anaeróbica o fermentación (ocurre en
el citoplasma).
INTERCAMBIO GASEOSO (RESPIRACIÓN)
El mecanismo de intercambio gaseoso correcto del organismo con el exterior presenta
dos etapas:
1. La ventilación pulmonar y,
2. El intercambio de gases en los pulmones
La ventilación pulmonar
Ésta consiste en:
La inspiración, o entrada de aire a
los pulmones. Este mecanismo es
diferente en distintos grupos de
vertebrados:
-En anfibios es una deglución, como
si se tragaran el aire.
-En aves por la compresión de los
sacos aéreos por los músculos de
las alas.
-En mamíferos (Ver figura 1) el aire
entra activamente en los pulmones
al dilatarse la caja torácica
Figura 1
-La expiración, o salida de aire, se
realiza pasivamente.
Página 9
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
El intercambio de gases en los
pulmones
Se realiza debido a la diferente
concentración de gases que hay
entre el exterior y el interior de los
alvéolos; por ello, el O2 pasa al
interior de los alvéolos y el CO2 pasa
al espacio muerto (conductos
respiratorios).
A continuación se produce el
intercambio de gases entre el aire
alveolar y la sangre.
Cuando la sangre llega a los
pulmones tiene un alto contenido en
CO2 y muy escaso en O2. El O2 pasa
por difusión a través de las paredes
alveolares y capilares a la sangre.
Allí
es
transportada
por
la
hemoglobina, localizada en los
glóbulos rojos, que la llevará hasta
las células del cuerpo donde por el
mismo proceso de difusión pasará al
interior para su posterior uso. (Ver
figura 2).
Figura 2
El mecanismo de intercambio de
CO2 es semejante, pero en sentido
contrario, pasando el CO2 a los
alvéolos.
(Ver figura 3).
El CO2, se transporta disuelto en el
plasma sanguíneo y también en
parte lo transportan los glóbulos
rojos.
Figura 3
Página 10
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
1.5 SISTEMA NERVIOSO DE VERTEBRADOS Y HUMANOS, MECANISMO DE
ACCIÓN HORMONAL, SISTEMAS DE AUTORREGULACIÓN BIOLOGICA.
SISTEMA NERVIOSO.
El papel más importante del sistema nervioso es la recepción y correcta interpretación de
los estímulos provenientes del ambiente y su medio interno, además de la generación de
respuestas adecuadas. Los órganos sensoriales vienen a ser las únicas vías de
comunicación con el medio exterior, y se encuentran en diferentes puntos de la superficie
y del interior del cuerpo. Los estímulos son captados por receptores del sistema nervioso
central donde se produce la sensación. Esta sensación es el resultado de un tipo
determinado de estímulo.
En muchas especies animales se pueden hallar órganos sensoriales que no se
encuentran desarrollados en los humanos, por ejemplo, para captar radiación infrarroja las
víboras usan el órgano de la foseta y para percibir campos eléctricos, los tiburones
presentan las ampollas de Lorenzini.
En el transcurso de la evolución se han desarrollado órganos sensoriales cada vez más
especializados debido a la acción conjunta de células nerviosas que le dan mayor
capacidad de discernimiento que células nerviosas aisladas.
1.5.1 SISTEMA NERVIOSO DE ANIMALES VERTEBRADOS.
En los animales vertebrados el sistema nervioso tiene posición dorsal (en parte está
protegido por la columna vertebral), por lo que se le llama sistema nervioso dorsal.
DESARROLLO DEL SISTEMA NERVIOSO DORSAL. Es característico de los
vertebrados. En éstos, el encéfalo y la médula espinal se localizan a nivel dorsal.
Durante el desarrollo embrionario la primera estructura nerviosa es el tubo neural; la parte
anterior del tubo neural da origen al encéfalo embrionario que tiene tres porciones:
prosencéfalo, mesencéfalo y romboencéfalo.
El prosencéfalo.- origina al cerebro, la hipófisis, la epífisis, el hipotálamo, el tálamo y los
lóbulos olfatorios. El cerebro, está muy desarrollado en los mamíferos, la hipófisis, es la
glándula endocrina maestra ya que dirige a las demás glándula endocrinas del animal.
Los lóbulos olfativos alcanzan su mayor desarrollo en peces, mientras que el tálamo e
hipotálamo en los mamíferos.
El mesencéfalo.- da origen a los lóbulos ópticos en peces, anfibios, reptiles y aves,
mientras que los mamíferos carecen de lóbulos ópticos; en su lugar desarrollan los
tubérculos cuadrigéminos.
El romboencéfalo.- da origen al cerebelo, que está muy desarrollado en aves, donde
coordina el vuelo; también origina al buIbo raquídeo que es centro cardíaco y del vómito.
Página 11
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
Figura 4.- mostrando las regiones cerebrales en un pez.
1.5.2 SISTEMA NERVIOSO HUMANO.
El sistema nervioso central (SNC) está constituido por el
encéfalo y la médula espinal. Están protegidos por tres
membranas: duramadre (membrana externa), aracnoides
(membrana intermedia), piamadre (membrana interna)
denominadas genéricamente meninges. Además, el
encéfalo y la médula espinal están protegidos por
envolturas óseas, que son el cráneo y la columna
vertebral respectivamente.
Las cavidades de estos órganos (ventrículos en el caso
del encéfalo y conducto ependimal en el caso de la
médula espinal) están llenas de un líquido incoloro y
transparente, que recibe el nombre de líquido
cefalorraquídeo. Sus funciones son muy variadas: sirve
como medio de intercambio de determinadas sustancias,
como sistema de eliminación de productos residuales,
para mantener el equilibrio iónico adecuado y como
sistema amortiguador mecánico.
Las células que forman el sistema nervioso central se
disponen de tal manera que dan lugar a dos formaciones
muy características: la sustancia gris, constituida por los
cuerpos neuronales, y la sustancia blanca, formada
Página 12
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
principalmente por las prolongaciones nerviosas (dendritas y axones), cuya función es
conducir la información. En resumen, el sistema nervioso central es el encargado de
recibir y procesar las sensaciones recogidas por los diferentes sentidos y de transmitir las
órdenes de respuesta de forma precisa a los distintos efectores. Y se puede decir que el
sistema nervioso central es uno de los más importantes de todos los sistemas que se
encuentra en nuestro cuerpo.
1.5.3 HORMONAS
La definición clásica de hormona es
la de una sustancia producida por
un tejido especializado, que viaja a
través del torrente circulatorio hacia
una célula distante donde ejerce sus
efectos característicos.
a) MECANISMO DE ACCION
HORMONAL
La respuesta a una hormona
Tres modalidades:
1. FUNCIÓN
2. MECANISMO DE ACCIÓN
3. EFECTO BIOLÓGICO
b) LA FUNCIÓN
Propósito o utilidad de la hormona
respecto a la regulación metabólica
o a los cambios metabólicos que
produce.
c) EL MECANISMO DE ACCIÓN
Como una hormona interactúa con un receptor específico y todos los eventos
intracelulares subsiguientes que conllevarán al efecto biológico.
d) EL EFECTO BIOLÓGICO
La respuesta medible que produce la hormona sobre un órgano o acción enzimática.
Las hormonas son mensajeros químicos producidos por glándulas de secreción interna,
que son transportados por el torrente sanguíneo hacia las células blanco u órganos
específicos. Las hormonas regulan los procesos metabólicos.
La función de muchas hormonas estriba en controlar el nivel de actividad del tejido
blancoó específico. Para efectuar dicha función, pueden modificar las reacciones
químicas dentro de las células, alterar la permeabilidad de la membrana celular para
sustancias específicas, o activar algún otro mecanismo celular especifico.
Página 13
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
e) Funciones que controlan las hormonas
Entre las funciones que controlan las hormonas se incluyen:
Las actividades de órganos completos.
El crecimiento y desarrollo.
Reproducción
Las características sexuales.
El uso y almacenamiento de energía
Los niveles en la sangre de líquidos, sal y azúcar.
1.5.4 SISTEMA DE AUTORREGULACIÓN BIOLÓGICA.
AUTORREGULACIÓN: Los organismos funcionan regularmente cuando realizan en forma
coordinada y normal todas las funciones necesarias para vivir. Pero ese funcionamiento
regular puede ser perturbado por causas internas o externas.
Por ejemplo: Si se realiza una actividad muscular intensa, los músculos producen calor y
la temperatura del cuerpo se eleva, entonces se hace necesario eliminar el exceso de
calor para que no perturbe al organismo. Si la superficie del cuerpo se calienta por la
actividad muscular, el cuerpo produce sudor y el sudor al evaporarse le quita calor a la
piel.
De esta forma la temperatura del cuerpo se vuelve a su estado anterior, es decir se ha
producido una AUTORREGULACIÓN de la temperatura. Puede ocurrir a la inversa, es
decir aumenta la temperatura del ambiente. En ese caso el organismo se perturba porque
no puede irradiar el exceso de calor de su suerpo y pone en juego los MECANISMOS DE
AUTORREGULACIÓN.
Actividad: Investigar y reportar (reporte) otros mecanismos de autorregulación corporal, este será tomado en
cuenta para la segunda evaluación de periodo.
Página 14
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
UNIDAD II. REPRODUCCIÓN.
Objetivo de la Unidad: Explicar los principales mecanismos reproductivos de los organismos pluricelulares, a
través de la distinción de las variedades sexual y asexual, para comprender de los ciclos de la vida y las
tendencias evolutivas de los organismos.
2.1 REPRODUCCIÓN ASEXUAL.
La reproducción asexual, consiste en que de un organismo se desprende una sola célula
o trozos del cuerpo de un individuo ya desarrollado, que por procesos mitóticos, son
capaces de formar un individuo completo genéticamente idéntico a él. Se lleva a cabo con
un solo progenitor y sin la intervención de los núcleos de las células sexuales o gametos.
TIPOS DE REPRODUCCIÓN ASEXUAL.
2.1.2 GEMACIÓN.
La gemación es un tipo de reproducción asexual. Es una división desigual, consistente en
la formación de prominencias o yemas sobre el individuo progenitor, que al crecer y
desarrollarse origina n nuevos seres que pueden separarse del organismo parental o
quedar unidos a él, iniciando así una colonia.
A nivel unicelular, es un proceso de mitosis asimétrica que se da en algunos seres
unicelulares, como las levaduras.
A nivel pluricelular, este tipo de reproducción es frecuente en los cnidarios, briozoos y
esponjas.
En el caso de seres unicelulares, se forma un abultamiento que se denomina yema en
cierta porción de la membrana plasmática. El núcleo de la célula progenitora se divide y
uno de los núcleos hijos pasa a la yema. Bajo condiciones favorables, la yema puede
producir a la vez otra yema antes de que se separe finalmente de la célula progenitora.
2.1.3 ESPORULACIÓN.
La esporulación es tanto un tipo de reproducción mediante esporas, como el término
inutilizado para designar la formación (esporogénesis) y liberación de esporas.
2.1.4 FRAGMENTACIÓN.
La fragmentación es un tipo de reproducción en que un animal o planta se divide en dos o
más fragmentos, cada uno de los cuales regenera un organismo completo. Este tipo de
reproducción se puede clasificar como un mecanismo asexual, con la diferencia de que
las circunstancias que dividen al organismo no están determinadas solamente por su
necesidad reproductiva, sino que a veces es por causa accidental y su mitosis más que
sentido reproductivo tiene sentido regenerativo.
Un ejemplo de fragmentación es lo que se da al partir simétricamente una estrella de mar,
a los 8 o más días aparecen dos individuos idénticos al "padre".
Página 15
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
2.1.5 PARTENOGENESIS.
La partenogénesis (del griego παρθένοςparthenos = virgen + γένεσις génesis =
generación) es una forma de reproducción basada en el desarrollo de células sexuales
femeninas no fecundadas, que se da con cierta frecuencia en platelmintos, rotíferos,
tardígrados, crustáceos, insectos, anfibios y reptiles, más raramente en algunos peces y,
excepcionalmente en aves.
Puede interpretarse tanto como reproducción asexual o como sexual monogamética,
puesto que interviene en ella una célula sexual o gameto.
Consiste en la segmentación del óvulo sin fecundar, puesta en marcha por factores
ambientales, químicos, descargas eléctricas, etc. En algunos casos (peces), a los que nos
referimos como geitonogamia, se requiere el contacto o la fusión con un gameto
masculino, pero no se completa la fecundación, no contribuyendo con sus genes la célula
masculina.
2.1.6 BIPARTICIÓN. (Investigar)
2.2 REPRODUCCIÓN SEXUAL.
La reproducción sexual ó gámica constituye el procedimiento reproductivo más habitual
de los seres pluricelulares. Muchos de estos la presentan, no como un modo exclusivo de
reproducción, sino alternado, con modalidades de tipo asexual. También se da en
organismos unicelulares, principalmente protozoos y algas unicelulares.
VENTAJAS E INCONVENIENTES.
La reproducción sexual presenta con respecto a la reproducción asexual ciertas
desventajas, entre las que destacan: un mayor gasto energético en la búsqueda y lucha
por conseguir pareja, una menor rapidez en la reproducción y un menor número de
descendientes, entre otras.
Por el contrario tienen la ventaja biológica de promover la variación genética entre los
miembros de una especie, ya que la descendencia es el producto de los genes aportados
por ambos progenitores, en vez de ser una copia genética. Cuanto mayor es la
variabilidad genética de una población, mayor es su tasa de evolución; una población con
cantidades considerables de variabilidad genética puede protegerse frente a futuros
cambios ambientales, ya que si éste cambia puede existir una forma minoritaria que salga
favorecida con ello.
2.2.1 EN ALGAS.
Todas las algas se reproducen tanto sexual como asexualmente. Las algas pluricelulares
tienen un sistema de reproducción denominado alternancia de generaciones. Este
sistema consiste en que, tras cada generación, se cambia el tipo de reproducción, de
modo que a una fase de reproducción sexual por gametos le sigue una fase de
reproducción asexual por esporas, y así sucesivamente.
La fase asexual de las algas de denomina esporofito, ya que en ella se producen esporas
flageladas o zoosporas. La fase sexual se denomina gametofito, porque en ella se
Página 16
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
producen gametos. La meiosis o reducción a la mitad del número de cromosomas de las
células ocurre antes de formarse las zoosporas.
2.2.2 EN HONGOS
Los hongos pueden ser monoicos (el mismo individuo produce estructuras masculinas y
femeninas), dioicos (los sexos están separados en distintos individuos) o sexualmente
indiferenciados. Respecto a la compatibilidad, los hongos pueden ser homotálicos (un
individuo puede autofecundarse) o heterotálicos (se necesitan dos individuos distintos
para que el sexo funcione, sean homotálicos o no). La atracción sexual entre hongos se
realiza mediante estímulos químicos (feromonas).
Fig. 5.- Reproducción sexual en hongos
2.2.3 EN ESPERMATOFITAS.
LA REPRODUCCIÓN SEXUAL EN LAS PLANTAS ESPERMATOFITAS; El órgano
reproductor de las plantas espermatofitas está formada por un conjunto de hojas muy
modificadas agrupadas en círculos llamados verticilos florales.
El Pedúnculo floral Por donde la flor se une a la planta. En el receptáculo se insertan las
piezas florales. Son dos verticilos: cáliz (hojas verdes llamados sépalos) y corola (hojas
coloreadas denominadas pétalos) Órganos sexuales:
Página 17
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
El Androceo: Parte masculina. Formado por estambres con filamentos, anteras y sacos
polínicos. Donde se forma el polen que contiene los gametos masculinos.
El Gineceo: Parte femenina. Formado por carpelos soldados forman el pistilo. Donde se
encuentra el ovario donde está el óvulo que contiene los gametos femeninos, el estilo y el
estigma.
REPRODUCCION EN PLANTAS
16
Fig. 6.- Parte de una flor hermafrodita (perfecta)
Página 18
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
Fig. 7.- Parte de una flor hermafrodita (perfecta)
UNIDAD III. GENETICA
Objetivo de la Unidad: Conocer las bases fundamentales de la Genética y las teorías de la herencia para
determinar los caracteres hereditarios de la biodiversidad de las especies.
Fig. 8.- Gregorio Mendel
Gregor Mendel, considerado el padre de la genética, fue un monje austriaco cuyos
experimentos sobre la transmisión de los caracteres hereditarios se han convertido en el
fundamento de la actual teoría de la herencia. Las leyes de Mendel explican los rasgos de
los descendientes, a partir del conocimiento de las características de sus progenitores
Página 19
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
Gregor Mendel nació el 22 de julio de 1822 en Heizendorf (hoy Hyncice, República
Checa), en el seno de una familia campesina. Dificultades familiares y económicas le
obligaron a retrasar sus estudios. Fue un hombre de contextura enfermiza y carácter
humilde y retraído. El entorno sociocultural influyó en su personalidad científica,
principalmente el contacto directo con la naturaleza, las enseñanzas de su padre sobre
los cultivos de frutales y la relación con diferentes profesores a lo largo de su vida.
Hacia el final de su vida, en 1868, Mendel fue nombrado abad de su monasterio, donde
murió el 6 de enero de 1884 a causa de una afección renal y cardiaca.
3.1 Teoría Mendeliana
3.1.1 Las leyes de Mendel
Las leyes de Mendel explican y predicen cómo van a ser las características de un nuevo
individuo, partiendo de los rasgos presentes en sus padres y abuelos. Los caracteres se
heredan de padres a hijos, pero no siempre de forma directa, puesto que pueden ser
dominantes o recesivos. Los caracteres dominantes se manifiestan siempre en todas las
generaciones, pero los caracteres recesivos pueden permanecer latentes, sin
desaparecer, para surgir y manifestarse en generaciones posteriores.
Los principios establecidos por Mendel fueron los siguientes:
— Primera ley de Mendel o ley de la uniformidad. Establece que si se cruzan dos razas
puras para un determinado carácter, los descendientes de la primera generación son
todos iguales entre sí (igual fenotipo e igual genotipo) e iguales (en fenotipo) a uno de los
progenitores.
— Segunda ley de Mendel o ley de la segregación. Establece que los caracteres
recesivos, al cruzar dos razas puras, quedan ocultos en la primera generación,
reaparecen en la segunda en proporción de uno a tres respecto a los caracteres
dominantes. Los individuos de la segunda generación que resultan de los híbridos de la
primera generación son diferentes fenotipicamente unos de otros; esta variación se
explica por la segregación de los alelos responsables de estos caracteres, que en un
primer momento se encuentran juntos en el híbrido y que luego se separan entre los
distintos gametos.
— Tercera ley de Mendel o ley de la independencia de caracteres. Establece que los
caracteres son independientes y se combinan al azar. En la transmisión de dos o más
caracteres, cada par de alelas que controla un carácter se transmite de manera
independiente de cualquier otro par de alelos que controlen otro carácter en la segunda
generación, combinándose de todos los modos posibles.
3.2 Experimentos de Mendel
Mendel inició sus experimentos eligiendo dos plantas de guisantes que diferían en un
carácter, cruzó una variedad de planta que producía semillas amarillas con otra que
producía semillas verdes; estas plantas forman la llamada generación parental (P).
Página 20
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
Como resultado de este cruce se produjeron plantas que producían nada más que
semillas amarillas, repitió los cruces con otras plantas de guisante que diferían en otros
caracteres y el resultado era el mismo, se producía un carácter de los dos en la
generación filial. Al carácter que aparecía le llamo carácter dominante y al que no,
carácter recesivo. En este caso, el color amarillo es uno de los caracteres dominantes,
mientras que el color verde es uno de los caracteres recesivos.
Las plantas obtenidas de la generación parental se denominan en conjunto primera
generación filial (F1).
Mendel dejó que se autofecundaran las plantas de la primera generación filial y obtuvo la
llamada segunda generación filial (F2), compuesta por plantas que producían semillas
amarillas y por plantas que producían semillas verdes en una proporción 3:1 (3 de
semillas amarillas y 1 de semillas verdes). Repitió el experimento con otros caracteres
diferenciados y obtuvo resultados similares en una proporción 3:1.
A partir de esta experiencia, formuló las dos primeras leyes.
Más adelante decidió comprobar si estas leyes funcionaban en plantas diferenciadas en
dos o más caracteres, para lo cual eligió como generación parental a plantas de semillas
amarillas y lisas y a plantas de semillas verdes y rugosas.
Las cruzó y obtuvo la primera generación filial, compuesta por plantas de semillas
amarillas y lisas, con lo cual la primera ley se cumplía; en la F1 aparecían los caracteres
dominantes (amarillos y lisos) y no los recesivos (verdes y rugosos).
Obtuvo la segunda generación filial autofecundando a la primera generación filial y obtuvo
semillas de todos los estilos posibles, plantas que producían semillas amarillas y lisas,
amarillas y rugosas, verdes y lisas y verdes y rugosas; las contó y probó con otras
variedades y se obtenían en una proporción 9:3:3:1 (9 plantas de semillas amarillas y
lisas, 3 de semillas amarillas y rugosas, 3 de semillas verdes y lisas y una planta de
semillas verdes y rugosas).
Fig. 9.- Diagramas de Generaciones F1 y F2.
Página 21
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
3.3 Cruza Monohíbrida
Un cruzamiento monohíbrido, o monofactorial, es aquel que involucra sólo un carácter. Al
cruzar plantas de arveja de semilla lisa con plantas de semilla rugosa, Mendel observó
que toda la descendencia era de semilla lisa; entonces dejó que las plantas híbridas (F1)
se auto polinizarán, y observó que aproximadamente tres cuartos de la nueva
descendencia (F2) era de semilla lisa y un cuarto de semilla rugosa. Encontró que la
misma proporción 3:1 se daba también en otros seis caracteres.
3.4 Cruza Dihíbrida
Una cruza dihíbrida comprende un estudio de los patrones de la herencia en organismos
que difieren en dos rasgos o características. Mendel inventó la cruza dihíbrida para
determinar si diferentes caracteres de las plantas de arvejas, tales como color de la flor y
forma de la semilla, eran heredados independientemente. Nuestro objetivo es entender
los principios que gobiernan la herencia de diferentes caracteres en una cruza dihíbrida
que condujo a Mendel a postular que: alelos de diferentes genes son seleccionados
independientemente durante la formación de gametos
3.5 Alelos Dominantes y Alelos Recesivos
Alelo dominante: Es aquel que enmascara la presencia del otro alelo diferente para el
mismo caracter.
Alelo recesivo: Es aquel que solo se manifiesta cuando el individuo es raza pura para un
caracter. Por ejemplo los periquitos azules solo pueden ser azules si sus alelos para color
de plumaje son vv, porque con vV ya se manifiesta el color verde al ser el alelo
dominante.
Individuo homocigótico o raza pura: Individuo que posee dos alelos idénticos para el
mismo caracter. Por ejemplo, para color de plumaje azul, vv, el individuo seria
homocigoto.
Individuo heterocigótico o híbrido: Individuo que posee dos alelos diferentes para un
mismo caracter. Por ejemplo color de plumaje verde vV.
Página 22
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
Fig. 10.- Diagramas de Alelos Dominantes y Recesivos.
Una persona que tiene sólo una copia del gen recesivo es portadora de ese gen pero no
manifiesta la enfermedad. En el dibujo, el gen dominante se representa en color verde y el
recesivo en azul. En la pareja de la izquierda el padre tiene una copia del gen dominante y
otra del gen recesivo. La madre tiene dos copias del gen dominante. Cada padre sólo
puede transmitir un gen a los hijos. Los cuatro hijos de esta pareja representan las
probabilidades de las distintas combinaciones que pueden surgir. Los hijos de la parte
izquierda reciben el gen recesivo de su padre y el dominante de la madre y son, por tanto,
portadores.
Por tanto hay un 50% de posibilidades de que los niños que nazcan de esta pareja sean
portadores. Como ninguno de los hijos puede recibir dos copias del gen recesivo ninguno
desarrollará la enfermedad. Cuando los dos padres son portadores, como se muestra en
la pareja de la derecha, hay un 25 % de posibilidades de que los niños nazcan con la
enfermedad, un 50 % de posibilidades de que los niños sean portadores y un 25 % de
posibilidades de que los niños no sean ni portadores ni desarrollen la enfermedad.
3.6 Herencia Cuantitativa
La herencia cuantitativa depende de varios genes, y no de uno solo. Cada gen aporta una
porción pequeña de variación, para conseguir el efecto total.
Si se examina un conjunto de plantas altas y bajas, se puede observar que existen
diferentes grados de altura. Los individuos exhiben una distribución continua de distintas
alturas, y es difícil categorizarlos.
La altura es uno de tantos caracteres, que puede ser estudiado a través de su medición,
al igual que el peso, volumen, longitud, etc. Por lo tanto a estos caracteres se les
denomina caracteres cuantitativos.
Página 23
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
3.7 Teoría Cromosómica
La teoría cromosómica de Sutton y Boveri enuncia que los alelos mendelianos están
localizados en los cromosomas.
En 1902, Sutton y Bovery observaron la relación entre los cromosomas y la herencia y
propusieron que las partículas hereditarias (hoy llamadas genes) se encuentran en los
cromosomas, dispuestas una a continuación de otra. Ésta fue la primera formulación de la
teoría cromosómica de la herencia, demostrada por Morgan en los años veinte del pasado
siglo.
Treinta años más tarde se descubrió que el material hereditario está formado
exclusivamente por ácido desoxirribonucleico o ADN (excepto en algunos virus, que
contienen solo ARN). Este material hereditario se encuentra localizado dentro del núcleo
de las células asociado a proteínas, formando la cromatina. Solo en el momento de la
división celular, la cromatina se condensa y se empaqueta, permitiendo entonces la
observación de los cromosomas.
Se denomina gen a una porción más o menos larga
de ADN (de un determinado cromosoma) que
contiene la información para sintetizar una
determinada proteína responsable de un carácter.
En el núcleo de cada una de nuestras células hay
aproximadamente 25 000 genes. En una célula
diploide, como las que forman el organismo humano,
hay dos juegos de cromosomas idénticos: los
cromosomas de cada pareja se denominan
cromosomas homólogos.
3.8 Determinación del sexo y herencia ligada al
sexo
3.8.1 Determinación del sexo
Un sistema de determinación del sexo es un sistema
biológico que determina el desarrollo de las
características sexuales de un organismo.
Se distinguen, generalmente, cuatro tipos de
sistemas de determinación del sexo:
1) Determinación genética del sexo (GSD): aquella que está determinada por factores
contenidos en los cromosomas. Determinación cromosómica: cuando existen
cromosomas heteromórficos
2) Determinación génica: cuando los cromosomas son homomórficos
3) Determinación por haplodiploidía: cuando uno de los sexos posee la mitad de la
dotación cromosómica del otro sexo
Página 24
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
Determinación ambiental del sexo (ESD): aquella que está determinada por factores
ambientales
4) Determinación por temperatura (TSD): establecido por la temperatura de incubación
3.8.2 Herencia ligada al sexo.
Hay algunos caracteres que están determinados por genes que se encuentran en los
cromosomas sexuales y, por tanto, se heredan a la vez que el sexo. El tipo de herencia de
estos caracteres se denomina herencia ligada al sexo.
Los genes ligados al sexo tienen un comportamiento distinto en los hombres y en las
mujeres. Ello es debido a que el cromosoma Y es diferente del cromosoma X. Esta
diferencia es la causa de que algunos caracteres se manifiesten solo en los individuos de
sexo masculino y no en los de sexo femenino. Entre estos caracteres se encuentran
algunas enfermedades genéticas importantes
Fig. 11.- Cromosomas Humanos (XY).
UNIDAD IV. EVOLUCION
Objetivo de la Unidad: Conocer y explicar la evolución biológica de las especies, a partir del conocimiento de
los postulados de la teoría Evolutiva, con base en la teoría Sintética, Incorporando el efecto del medio
ambiente en la biodiversidad de las especies.
4.1 INTRODUCCION
¿QUÉ ES EVOLUCIÓN?
Evolución es la rama de la Biología que se refiere a todos los cambios que han originado
la diversidad de los seres vivientes en la Tierra, desde sus orígenes hasta el presente.
Actualmente los biólogos estamos convencidos, por las evidencias acumuladas, que
todas las formas vivientes, incluyendo al ser humano, surgieron paulatinamente en el
Página 25
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
curso de la historia de la Tierra, y de que todos los organismos se originaron a partir de
formas primitivas simplificadas.
La evolución es una teoría por el contexto de las pruebas científicas confirmadas por la
observación del proceso evolutivo en comunidades modernas. Esto nos permite mantener
un alto grado de certeza acerca de la presencia actual de los mecanismos evolutivos que
trabajan en la naturaleza, de tal forma que no podemos interpretar erróneamente el
Método Científico.
Cuando un enunciado no se ha verificado se denomina "hipótesis", pero si la hipótesis es
sometida a pruebas experimentales y se verifica como cierta, entonces alcanza el nivel de
"Teoría".
La evolución depende directamente de las leyes genéticas y se considera como un
principio de orden en la naturaleza.
4.2 EVOLUCION BIOLOGICA
EL ORIGEN DE LA VIDA
Basados en la acumulación de información proporcionada por el conocimiento presente
en Geología, Astronomía y Genética, los biólogos evolucionistas podemos dibujar una
historia sobre el origen de la vida.
Primeramente debemos pensar que la Tierra no presentaba las condiciones que presenta
en la actualidad. Hace cerca de 4 mil millones de años, la Tierra tenía una atmósfera llena
de gases tóxicos (metano, monóxido de carbono, bióxido de carbono, bióxido de azufre,
etc.) y estaba casi desprovista de oxígeno. Tenía una gran cantidad de agua, en su
mayor parte en estado gaseoso. El calor atmosférico era intenso y la Tierra era agitada
por violentas erupciones volcánicas. Nuestra Luna era cuatro veces mayor que en el
presente, los planetas exteriores gigantes y nuestra luna actuaban como pantallas
protectoras contra los meteoritos, y el Sol brillaba débilmente.
En 1950, Stanley Miller realizó un experimento en el que él simuló el ambiente de la Tierra
primitiva. Miller hizo circular metano y amoniaco dentro de un contenedor de vidrio con
agua caliente y con una atmósfera simulada. Entonces agregó una descarga eléctrica. En
24 horas, cerca del 50% del carbono del metano había formado aminoácidos
(componentes principales de las proteínas) y otras moléculas orgánicas. Este experimento
ha sido repetido por muchos investigadores y los resultados cada vez son más
sorprendentes. Se ha encontrado que casi cualquier fuente de energía (electricidad, polvo
volcánico caliente, luz, radiación ultravioleta) ha podido convertir las moléculas primitivas
en una variedad enorme de compuestos orgánicos complejos.
En 1988, Sidney W. Fox et al, de la Universidad de Miami, realizaron un experimento que
simulaba las condiciones primitivas de la Tierra y obtuvieron la síntesis de microesferas
de proteínas, con la habilidad de crecer, reproducirse y realizar algunos procesos
químicos característicos de las células vivas.
En el agua tibia de los océanos había compuestos orgánicos disueltos, formando una
"sopa nutritiva". Al principio, se sintetizaron muchas moléculas orgánicas complejas, entre
ellas las proteínas, los ácidos nucleicos, los lípidos y los carbohidratos. Entonces las
moléculas prebióticas originaron coacervados.
Página 26
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
Un coacervado es un agregado de moléculas mantenidas unidas por fuerzas
electrostáticas. Esas moléculas son sintetizadas abióticamente. A. I. Oparin de Rusia
llamó coacervados a los protobiontes. Un protobionte, el cual es un tipo de coacervado, es
un glóbulo estable que es propenso a la autosíntesis si se agita una suspensión de
proteínas, polisacáridos y ácidos nucléicos. Muchas macromoléculas quedaron incluidas
en coacervados.
4.3 EVIDENCIAS DE LA EVOLUCION
La evolución biológica es el conjunto de transformaciones o cambios a través del tiempo
que ha originado la diversidad de formas de vida que existen sobre la Tierra a partir de un
antepasado común.
Evidencias del proceso evolutivo. Las evidencias del proceso evolutivo son el conjunto de
pruebas que los científicos han reunido para demostrar que la evolución es un proceso
característico de la materia viva y que todos los organismos que viven en la Tierra
descienden de un ancestro común.
Las especies actuales son un estado en el proceso evolutivo, y su riqueza relativa
es el producto de una larga serie de eventos de especiación y de extinción.
La existencia de un ancestro común puede deducirse a partir de características simples
de los organismos:
Primero, existe evidencia proveniente de la biogeografía. El estudio de las áreas de
distribución de las especies muestra que cuanto más alejadas o aisladas están dos áreas
geográficas más diferentes son las especies que las ocupan, aunque ambas áreas tengan
condiciones ecológicas similares (como la región ártica y la Antártida, o la región
mediterránea y California).
Segundo, la diversidad de la vida sobre la Tierra no se resuelve en un conjunto de
organismos completamente únicos, sino que los mismos comparten una gran cantidad de
similitudes morfológicas. Así, cuando se comparan los órganos de los distintos seres
vivos, se encuentran semejanzas en su constitución que señalan el parentesco que existe
entre las especies. Estas semejanzas y su origen permiten clasificar a los órganos en
homólogos, si tienen un mismo origen embrionario y evolutivo, y análogos, si tienen
diferente origen embrionario y evolutivo pero la misma función.
Tercero, los estudios anatómicos también permiten reconocer en muchos organismos la
presencia de órganos vestigiales, que están reducidos y no tienen función aparente, pero
que muestran claramente que derivan de órganos funcionales presentes en otras
especies, tales como los huesos rudimentarios de las patas posteriores presentes en
algunas serpientes.
Cuarto, La embriología, a través de los estudios comparativos de las etapas embrionarias
de distintas clases de animales ofrecenun conjunto de evidencias del proceso evolutivo.
Se ha encontrado que en las primeras de estas etapas del desarrollo, muchos organismos
muestran características comunes que sugieren la existencia de un patrón de desarrollo
compartido entre ellas, que a su vez, demuestra la existencia de un antepasado común. El
Página 27
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
sorprendente hecho de que los embriones tempranos de mamíferos posean hendiduras
branquiales, las que luego desaparecen conforme avanza el desarrollo, demuestra que
los mamíferos se hallan emparentados con los peces.
El Quinto grupo de evidencias proviene del campo de la sistemática. Los organismos
pueden ser clasificados usando las similitudes mencionadas en grupos anidados
jerárquicamente, muy similares a un árbol genealógico. Si bien las investigaciones
modernas sugieren que, debido a la transferencia horizontal de genes, este árbol de la
vida puede ser más complicado que lo que se pensaba, ya que muchos genes se han
distribuido independientemente entre especies distantemente relacionadas.
Sexto, Los fósiles, conjuntamente con la anatomía comparada de los organismos
actuales, constituyen la evidencia paleontológica del proceso evolutivo. Las especies que
han vivido en épocas remotas han dejado registros de su historia evolutiva. Mediante la
comparación de las anatomías de las especies modernas con las ya extintas, los
paleontólogos pueden inferir los linajes a los que unas y otras pertenecen. Sin embargo,
la aproximación paleontológica para buscar evidencia evolutiva tiene ciertas limitaciones.
De hecho, es particularmente útil solo en aquellos organismos que presentan partes del
cuerpo duras, tales como caparazones, dientes o huesos. Más aún, ciertos otros
organismos, como los procariotas —las bacterias y arqueas— presentan una cantidad
limitada de características comunes, por lo que sus fósiles no proveen información sobre
sus ancestros.
Séptima, una aproximación más reciente para hallar evidencia que respalde el proceso
evolutivo es el estudio de las similitudes bioquímicas entre los organismos. Por ejemplo,
todas las células utilizan el mismo conjunto básico de nucleótidos y aminoácidos. El
desarrollo de la genética molecular ha revelado que el registro evolutivo reside en el
genoma de cada organismo y que es posible datar el momento de la divergencia de las
especies a través del reloj molecular producido por las mutaciones. Por ejemplo, la
comparación entre las secuencias del ADN del humano y del chimpancé ha confirmado la
estrecha similitud entre las dos especies y han arrojado luz acerca de cuándo existió el
ancestro común de ambas.
4.4 LOS TRABAJOS DE CHARLES DARWIN
Charles Darwin nació en Shrewsbury el 9 de febrero de 1809.
Al finalizar sus estudios en la escuela de Shrewsbury, ingresó en la Universidad de
Edimburgo para cursar medicina.
Abandonó esta carrera en 1827 y comenzó estudios de teología en la Facultad de
Estudios Cristianos, en la Universidad de Cambridge, donde comenzó una amistad con
John Stevens Henslow, cura botánico, con quien realizó largas expediciones para
recolectar plantas y fue a la vez quien lo recomendó al capitán Fitz Roy como tripulante
del buque inglés BEAGLE.
A fines del siglo XVIII, la teoría de la evolución se gestaba entre los naturalistas.
Página 28
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
El 24 de noviembre de 1859 Charles Darwin publicó "El origen de las especies", cuya
primera edición se agotó ese mismo día. Su trabajo fue el resultado de un arduo trabajo
de observación y de investigación que el autor comenzó desde muy joven, con lecturas
sobre historia natural y coleccionando insectos y minerales, y también en mucho
contribuyó su viaje en el Beagle, alrededor del mundo, como naturalista. Realizó una
expedición que duró cinco años y cuyas experiencias y conclusiones escribió en su "Diario
de Viaje"
Murió el 19 de abril de 1882 del mal posteriormente conocido como Mal de Chagas.
Escribió varias obras: "Arrecifes coralinos" (1842), "Mis diversas publicaciones" (1844),
"Diario de viaje" (1845), "El origen de las especies" (1859), "Fertilización de las orquídeas"
(1862), "El origen del hombre" (1871), "La expresión de las emociones en el hombre y en
los animales" (1872), "Vida de Erasmus Darwin" (1879) y "Power of Movement in Plants"
(1880).
Fig. 12.- Charles Darwin
"El origen de las especies" fue el primer texto claro acerca de la teoría de la evolución y
de la selección natural.
La obra de Darwin estaba escrita en un lenguaje directo, accesible a cualquier lector.
Explicó en forma simple que las especies cambiaban como resultado de una necesidad
nueva; que la lucha por la supervivencia eliminaba las variaciones desfavorables y
sobrevivían las más aptas; que el número de individuos de cada especie permanecía más
o menos constante; y explicó, por medio de descripciones minuciosas, cómo iban
cambiando según el entorno las distintas especies.
Página 29
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
Fig. 13.- La propuesta de Charles Darwin, su libro “El Origen de las Especies”
4.5 SELECCIÓN NATURAL
LA EVOLUCIÓN DE LOS SERES VIVOS OCURRE POR LA CONFLUENCIA DE TRES
COMPONENTES INTERDEPENDENTES DETERMINANTES:
SELECCIÓN NATURAL- es el conjunto de modificaciones en el ambiente de los
organismos (puede ser ejercido a un nivel de individuo o a nivel comunitario), graduales o
repentinas, las cuales provocan una tensión particular capaz de aniquilar a los individuos
o a las especies menos adaptables, y hacer para prevalecer a los mejor adaptables.
Un buen ejemplo de Selección Natural es la pericia para realizar movimientos natatorios.
Históricamente, los genes que determinan esta característica estaban en la pila genética
de la población antes de que se presentara la ocasión de utilizarla. Algunos miembros de
la población poseían los genes, mientras que otros carecían de ellos.
Cuando ocurrió una inundación, los que poseían los genes ventajosos sobrevivieron; por
otro lado, los que eran incapaces de ejecutar los movimientos natatorios perecieron,
porque ellos carecían de los genes que determinan dicha habilidad.
NEUTRALIDAD- este concepto se refiere a la presencia de genes que determinan
características fenotípicas nuevas, las cuales se acumulan en el caudal genético de la
población, sin actuar favoreciendo a los genes en la supervivencia del individuo, ni
contribuyendo para su exterminio. Una ilustración perceptible es la presencia de pezones
en mamíferos macho, cuya funcionalidad es obsoleta porque los machos no amamantan a
sus crías. Sin embargo, el gene que determina el desarrollo de los pezones continúa
expresándose y transmitiéndose a la descendencia.
ESTRUCTURACIÓN- aun cuando no se produzca una presión selectiva sobre los
individuos, ocurren en ellos algunos cambios estructurales que propician una ventaja
funcional sobre aquellos individuos que carecen de esas modificaciones.
De esta manera, los cambios estructurales que conducen a una variación en la función,
transfiere al individuo hacia otra línea evolutiva, incrementando también su habilidad para
ocupar otros nichos ecológicos, o para ser movidos entre varios nichos de acuerdo con
Página 30
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
sus requisitos para sobrevivir. Un ejemplo de Estructuración es la posición erecta y
locomoción bípeda de los seres humanos.
Los humanos no se enderezaron por necesidad, pues el cambio estructural ocurrió como
un acontecimiento al azar, y no en función de un acontecimiento selectivo en el entorno.
Cuando se modificó la postura de los humanos, los individuos se encontraron ante la
disyuntiva de abandonar su nicho ecológico previo o de permanecer en él sometidos a
una desventaja peligrosa para la supervivencia de la especie; la nueva postura los calificó
para habitar en áreas más abiertas y menos limitadas en recursos. No impidió que los
individuos pudieran seguir habitando en su nichos ecológicos previos, así se amplió el
mundo del Homo sapiens.
Algunas partes del Genoma son más capaces de tomar la sucesión de nucleótidos, y la
manera de llevarse a cabo reside en la recombinación del material genético, basado sobre
la historia de éxito de los antepasados. Así, las biomoléculas tienen la capacidad de "ver"
y "escoger" los cambios más apropiados para producir una función nueva, o la menos
viable que podría suspender algo esencial.
Los genomas codifican esta estrategia, y los organismos han intercambiado información
genética por la transferencia horizontal de genes. Sucedió en el pasado, sucede ahora, y
estará sucediendo en el futuro. La Biodiversidad es una fuente de información genética, y
los intercambios de información ocurren entre organismos variados, así que ésta llega a
ser una buena razón para comenzar con la prioridad en la conservación de la
Biodiversidad.
Hay un factor determinante que favorece y dirige los cambios evolutivos: la Selección
Natural.
La selección natural es el conjunto de presiones externas e internas que provocan una
tensión dentro de una comunidad específica afectando a cada individuo.
Los óptimos genes propicios sobrevivirán a esas presiones, y los menos adecuados
desaparecerán. Pero esto no siempre es así, pues en muchas ocasiones los genes para
la conducta de cooperación en grupo favorecen la supervivencia de los "débiles". Si un
individuo posee una combinación propicia de alelos, entonces esos alelos serán
transmitidos a su progenie, de tal manera que los alelos favorables aparecerán en una
proporción mayor en las generaciones siguientes.
4.6 SELECCIÓN ARTIFICIAL
4.6.1 Selección artificial
Es la crianza intencional para ciertos rasgos, o las combinaciones de rasgos, sobre otros.
Fue definido originalmente cerca Charles Darwin en contraste con el proceso de selección
natural, en las cuales la reproducción diferenciada de organismos con ciertos rasgos se
atribuye a la supervivencia mejorada y/o a la capacidad reproductiva (la “aptitud
darvinista”) en el natural hábitat del organismo.
La selección artificial que produce un resultado indeseable de una perspectiva humana se
llama a veces selección negativa (pero observe que este término tiene un significado
mejor-establecido como tipo de selección natural; vea selección negativa).
Página 31
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
La selección artificial puede también ser intencional; se piensa que la domesticación de
cosechas de los seres humanos tempranos era en gran parte intencional.
Otros datos de la Selección artificial
La selección "artificial" o simplemente selección, es una técnica de control reproductivo
mediante la cual el hombre altera los genes de organismos domésticos o cultivados. Esta
técnica opera sobre características heredables de las especies, aumentando la frecuencia
con que aparecen ciertas variaciones en las siguientes generaciones; produce una
evolución dirigida, en la que las preferencias humanas determinan los rasgos que
permiten la supervivencia.
Mediante este tipo de selección surgieron, por ejemplo, todas las variedades de perros
modernas, como el Xoloscuincle, que están orientadas a tareas específicas como la
vigilancia y la compañía, así como a satisfacer preferencias estéticas, por la expresión
facial y la apariencia del pelo, entre otras.
Fig. 14.- Esquema de la Selección Artificial de Brassica oleracea
Las características de los productos agrícolas también están determinadas en gran
medida por efectos de la selección artificial, proceso mediante el cual se han logrado
variedades vegetales que se pueden aprovechar fácilmente para usos alimenticios del ser
humano, como es el caso del maíz y el plátano, cuyos frutos tienen un rendimiento
comestible para el hombre mayor que las variedades silvestres de las que proceden;
también en las plantas ornamentales se han llegado a desarrollar variedades de
impresionante belleza gracias a la selección artificial de las características deseadas.
Página 32
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
Fig. 15.- Esquema de la Selección Artificial de Canis familiaris
4.6.2 Desarrollo histórico
Charles Darwin acuñó el término Selección Artificial como ilustración de su proceso más
amplio propuesto de la selección natural. Darwin observó que muchos animales y plantas
domesticados tenían características especiales que fueron desarrolladas intencionalmente
animando el potencial de crianza de los individuos que ambas características deseables
poseídas, y desalentar la crianza de los individuos que tenían características menos
deseables.
4.6.3 Contraste con la selección natural
Debe ser acentuado que no hay diferencia verdadera en la selección artificial de los
procesos y natural subyacente genética, y que el concepto de la selección artificial
primero fue introducido como ilustración del proceso más amplio de la selección natural.
El proceso de selección se llama “artificial” cuando las preferencias o las influencias
humanas tienen un efecto significativo en la evolución de una población o de una especie
particular. De hecho, opinión evolutiva de muchos biólogos domesticación como tipo de
selección natural y de cambio adaptante que ocurre mientras que los organismos se traen
bajo control de seres humanos.
Página 33
PREPARATORIA TECNOLOGICA MUNICIPAL DE ALTAMIRA
4.6.4 Tipos de Selección Artificial
Dependiendo del tipo de planificación empleada, se pueden considerar dos tipos de
selección artificial:
Consciente, cuando el plan de selección está determinado claramente de antemano, e
Inconsciente, cuando dicho plan no está claramente predeterminado, sino que surge por
preferencias humanas no formalizadas.
Aunque sus resultados pueden ser iguales, pueden distinguirse dos tipos de selección
artificial según la metodología empleada:
a) cuando se favorece que se reproduzcan los ejemplares con características buscadas
(selección positiva) ó
b) cuando se impide que se reproduzcan los ejemplares con características indeseables
(selección negativa)
Página 34