Unidad 7 contenidos
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Contenidos 7 Funciones vitales II: relación Índice 1 Relación y coordinación 2 Receptores de estímulos 3 Sistemas de coordinación 4 Efectores y movimientos 5 La función de relación en las plantas 1. Relación y coordinación La función de relación es la función vital de los seres vivos que les permite obtener información del medio que les rodea, detectar sus posibles cambios y responder adecuadamente ante ellos. Así pues, la función de relación engloba todos los procesos que los seres vivos utilizan para captar información y llevar a cabo las actuaciones adecuadas. La función de relación incluye los procesos de percepción, coordinación y respuesta, y permite a los seres vivos sobrevivir en un entorno cambiante. Los cambios que ocurren en el medio que rodea a los seres vivos se denominan estímulos y provocan en ellos una respuesta. Un estímulo es cada una de las informaciones que puede percibir un organismo vivo sobre las condiciones del medio que le rodea o del interior de su propio cuerpo. La respuesta es la acción que ejecuta un individuo como reacción al estímulo que ha recibido. © algaida editores, S. A. Los estímulos se pueden clasificar en: >>Físicos: luz, sonido, cambios de temperatura, presión, etc. >>Químicos: sustancias nutritivas, tóxicas, compuestos volátiles, etc. >>Bióticos: la presencia de otros seres vivos. En las plantas los estímulos son captados por células sensoriales, que se localizan por todo el organismo. Sin embargo, en los animales los estímulos son captados por algaida 1 Unidad 7: Funciones vitales II: relación los órganos receptores más complejos, situados en el exterior del cuerpo (órganos de los sentidos), y por células sensoriales en el interior del organismo. La coordinación es la parte de la función de relación que se ocupa de analizar las informaciones captadas y de elaborar las respuestas adecuadas. Así pues, las informaciones captadas por los receptores son procesadas por los órganos de coordinación, que elaboran una respuesta adecuada, la cual es ejecutada por los órganos efectores, es decir, por los músculos o las glándulas. Los órganos de coordinación pueden pertenecer a dos sistemas de coordinación: >>Coordinación nerviosa: la realiza el sistema nervioso, que transmite la información mediante impulsos nerviosos. Se encarga de conducir los impulsos desde los receptores hasta los órganos de coordinación, donde se interpreta y procesa la información recibida, y de llevar la respuesta elaborada hasta los efectores. Es exclusiva de animales. >>Coordinación endocrina: la lleva a cabo el sistema endocrino, formado por glándu- las que fabrican unas sustancias químicas llamadas hormonas. Se produce tanto en animales como en vegetales. Las hormonas viajan a través de la sangre o la savia por todo el organismo y actúan como mensajeros químicos sobre los efectores. Las respuestas que ejecutan los efectores pueden ser muy diversas, aunque se pueden agrupar en dos grandes categorías: >>Estáticas: no suponen movimiento alguno del organismo. Son aquellas respuestas que provocan la producción o liberación de algún tipo de sustancia. Se denominan también respuestas secretoras. >>Dinámicas: en ellas se produce movimiento del organismo completo o parte de él. Son denominadas habitualmente taxias (animales) o tropismos (vegetales), y pueden ser tanto positivas (si se acercan al estímulo) o negativas (si el organismo huye del estímulo). 1.1. Proceso estímulo-respuesta El conjunto de procesos implicados en la función de relación se puede representar mediante un esquema conocido como proceso de estímulo-respuesta: >>Obtención de información: se realiza por medio de los receptores. >>Conducción de la información hasta los órganos de coordinación mediante nervios sensitivos. >>Elaboración de una respuesta adecuada: se realiza en los órganos de coordinación. >>Transmisión de la respuesta: se lleva hasta los órganos efectores mediante nervios >>Ejecución de la respuesta: se lleva a cabo por los órganos efectores. 2 algaida © algaida editores, S. A. motores. Unidad 7: Funciones vitales II: relación Esquema de los elementos del proceso estímulo-respuesta en los seres vivos Comida Físicos Químicos ESTÍMULOS Bióticos Gato cercano Hocico Encéfalo Glándulas salivales RECEPTORES COORDINACIÓN EFECTORES Ojo Médula espinal Músculo Salivación RESPUESTA Estática Dinámica Persecución 2. Receptores de estímulos Los animales son seres pluricelulares que requieren de una perfecta coordinación de sus funciones vitales para poder sobrevivir. Esta coordinación es posible gracias a la función de relación. Como ya has estudiado, esta función vital incluye tres procesos básicos: la recepción de los estímulos, la coordinación y elaboración de la respuesta y la ejecución de dicha respuesta. Los receptores sensoriales son las estructuras corporales capaces de captar los distintos estímulos tanto internos como externos. Los tipos de receptores se clasifican según el tipo de estímulo al que muestran sensibilidad, es decir, capacidad para captar cambios interiores o exteriores: >>Mecanorreceptores: son los receptores de estímulos físicos de tipo mecánico tales como el sonido, la presión (incluido el dolor) o el movimiento. >>Fotorreceptores: son los receptores que captan estímulos físicos derivados de la pre- sencia o ausencia de luz. Además, permiten la obtención de imágenes del entorno. >>Termorreceptores: son los que captan estímulos físicos derivados del cambio de temperatura en el medio. >>Quimiorreceptores: son los receptores de estímulos químicos como la presencia de © algaida editores, S. A. sustancias solubles en el agua o volátiles en el aire. Los receptores sensoriales incluyen una o varias células especializadas en detectar un tipo de estímulo concreto. Estas células se agrupan, en los animales más complejos, en tejidos y órganos específicos conocidos como órganos de los sentidos. En animales invertebrados los receptores sensoriales varían desde los más primitivos con células nerviosas aisladas dispuestas por la superficie del cuerpo, hasta los más evolucionados con órganos sensitivos muy desarrollados. Así pues, en los artrópodos algaida 3 Unidad 7: Funciones vitales II: relación se pueden encontrar receptores lumínicos (en ojos simples o compuestos), receptores acústicos (en la cabeza o en las patas), receptores químicos (en las antenas, en las patas o en la boca) y receptores mecánicos (en las alas o en pelos de la superficie del cuerpo). Quimiorreceptores Audiorreceptores Fotorreceptores Mecanorreceptores La mosca doméstica posee receptores sensoriales complejos. En los animales vertebrados los receptores sensoriales son mucho más complejos y están formados por multitud de células nerviosas agrupadas en los siguientes órganos de los sentidos: Sentido Órgano Tipo de receptor Estímulos Percepción Oído Oído Mecanorreceptor Vibración Sonido Vista Ojo Fotorreceptor Luz Imágenes Tacto Piel Mecanorreceptores Termorreceptor Presión Temperatura Textura Calor o frío Dolor Gusto Lengua Quimiorreceptor Sustancias solubles Sabor Olfato Nariz Quimiorreceptor Sustancias volátiles Olor 3. Sistemas de coordinación Los seres vivos pluricelulares requieren una perfecta coordinación de sus células y tejidos para poder sobrevivir. El control de los distintos órganos por parte de los seres vivos hace que su cuerpo funcione como una unidad. La mayoría de animales presentan un modo de vida que implica la realización de actividades más complejas que el resto de reinos de seres vivos, incluidas las plantas. Para llevar a cabo dichas funciones vitales, los animales requieren de los sistemas de coordinación nerviosa y endocrina. 3.1. Coordinación nerviosa La coordinación nerviosa permite interpretar los estímulos captados por los receptores sensoriales, procesar la respuesta adecuada a dichos estímulos y transmitir la respuesta elaborada hasta los efectores. 4 algaida © algaida editores, S. A. Los sistemas de coordinación son los órganos encargados de regular el funcionamiento de todos los componentes del organismo para que actúen de forma conjunta, coordinada y adaptada a las condiciones del medio donde habitan. Unidad 7: Funciones vitales II: relación La coordinación nerviosa es realizada por el sistema nervioso, formado por células muy especializadas llamadas neuronas, que forman el tejido nervioso. Cuando los receptores detectan cambios en el entorno transforman los estímulos en impulsos nerviosos que son transmitidos por el sistema nervioso. La coordinación nerviosa permite realizar respuestas rápidas gracias a la transmisión de impulsos nerviosos originados en los órganos de coordinación y transmitidos a través de las neuronas. Todos los animales poseen sistema nervioso. Sin embargo, solo en los animales más evolucionados las respuestas son rápidas y complejas, gracias a que las neuronas se organizan en centros nerviosos y nervios. En animales invertebrados primitivos, como las medusas, el sistema nervioso está formado por una red nerviosa poco compleja constituida por células ramificadas. En animales invertebrados evolucionados, como gusanos e insectos, aparece un sistema ganglionar, formado por agrupaciones de neuronas interconectadas por cordones nerviosos. Estos animales pueden llegar a desarrollar cerebros aunque muy simples. Estructura de nervios y neuronas en animales vertebrados Neurona Fibra nerviosa Médula espinal Nervio En animales vertebrados las neuronas se agrupan en estructuras muy complejas, que dan lugar al sistema nervioso central y al sistema nervioso periférico. Sistemas nerviosos animales Ser humano Medusas Sistema nervioso central Nervios laterales Red de nervios Cordón nervioso lateral Lombriz de tierra Cerebro (Ganglios cerebrales) Sistema nervioso periférico © algaida editores, S. A. Ganglios cerebrales Gusanos Ganglios torácicos Cordón nervioso ventral Insectos algaida Vertebrados 5 Unidad 7: Funciones vitales II: relación El sistema nervioso central (SNC) está formado por los centros nerviosos del encéfalo y la médula espinal, mientras que el sistema nervioso periférico (SNP) está compuesto por los nervios, que pueden ser sensitivos o motores. Los centros nerviosos son los órganos que recogen la información y elaboran la respuesta, y los nervios son los encargados de conducir tanto la información desde los receptores como la respuesta hasta los efectores. El encéfalo está formado por cerebro, cerebelo y bulbo raquídeo. El cerebro se encarga de las funciones más complejas y de los actos voluntarios y conscientes, y es responsable de la memoria y de la inteligencia. El cerebelo se ocupa de funciones involuntarias como el equilibrio y el bulbo raquídeo se ocupa del latido del corazón y la respiración. La médula espinal es la vía de comunicación entre el encéfalo y el resto del cuerpo. También puede elaborar respuestas involuntarias e inconscientes ante determinados estímulos. Estas respuestas se denominan actos reflejos. Los nervios están constituidos por la unión de multitud de axones neuronales. Los nervios sensitivos transmiten la información desde los receptores a los centros nerviosos, y los nervios motores llevan la respuesta desde los centros nerviosos a los efectores. Sistema nervioso de vertebrados Cerebro Encéfalo Médula espinal Encéfalo Bulbo raquídeo Cerebelo Médula espinal Sustancia blanca Nervios Sustancia gris Nervio espinal Además de la coordinación nerviosa, los animales disponen de otro mecanismo para coordinar sus funciones vitales. Este mecanismo se basa en la actuación de mensajeros químicos, las hormonas, producidas en las glándulas del sistema endocrino. Cuando el organismo detecta determinados estímulos elabora una respuesta que requiere de la acción de las hormonas, transportadas a través de los fluidos sanguíneos (sangre en vertebrados o hemolinfa en invertebrados) para ejercer su acción sobre distintas partes del cuerpo llamados órganos diana. 6 algaida © algaida editores, S. A. 3.2. Coordinación endocrina Unidad 7: Funciones vitales II: relación Glándula endocrina Hormonas Vasos sanguíneos Células glandulares Las glándulas endocrinas vierten sus hormonas a la sangre. Las hormonas controlan muchas funciónes relacionadas con procesos como la nutrición o los ciclos reproductivos. Participan también en procesos de desarrollo de los seres vivos controlando su crecimiento y cambios corporales. Por ejemplo, la metamorfosis de insectos y anfibios está controlada por los ciclos hormonales. Las hormonas permanecen activas durante más tiempo que los impulsos nerviosos, por lo que tienen una acción más duradera. Sin embargo, las hormonas se producen de forma más lenta y su acción es menos inmediata que la de la coordinación nerviosa. La coordinación endocrina permite realizar respuestas lentas y duraderas gracias a la fabricación de hormonas en las glándulas hormonales que se transmiten a través de la sangre. Las glándulas endocrinas de los mamíferos pueden localizarse en diferentes partes del cuerpo. Entre ellas podemos destacar: >>Hipotálamo: controla mediante hormonas a la hipófisis. >>Hipófisis: controla mediante hormonas al resto de glándulas. >>Tiroides: regula el crecimiento y funcionamiento del organismo. >>Glándulas suprarrenales: activa la alarma del organismo frente a situaciones de peligro. Destaca por la producción de adrenalina. © algaida editores, S. A. >>Páncreas: participa en las funciones de nutrición mediante la producción de insu- lina y glucagón. >>Gónadas: tanto los testículos en el hombre como los ovarios en la mujer fabrican hormonas sexuales encargadas de la maduración sexual del organismo y del desarrollo de caracteres sexuales secundarios. algaida 7 Unidad 7: Funciones vitales II: relación Sistema endocrino de los mamíferos Laringe Hipotálamo Tiroides Cerebro Tráquea Hipófisis Cerebelo Páncreas Bulbo raquídeo Cápsula suprarrenal Médula espinal Epidídimo Útero Trompa Ovario Conducto deferente Riñón Testículo 4. Efectores y movimientos Después de procesar en los centros nerviosos la información captada del medio externo por los receptores sensoriales, los animales necesitan llevar a cabo la respuesta de forma controlada y precisa para poder adaptarse a las condiciones de su entorno. Así, en los animales las respuestas que son estáticas se llaman secretoras, y las dinámicas se conocen como motoras. Por lo tanto, las respuestas elaboradas por los centros de coordinación de los animales pueden ser tanto las secreciones como los movimientos. Los efectores son los órganos encargados de llevar a cabo las respuestas secretoras o motoras elaboradas en los sistemas de coordinación. Las respuestas secretoras se llevan a cabo por células que fabrican sustancias tales como saliva, jugos gástricos, lágrimas, venenos, etc. En animales más evolucionados estas células se organizan formando las denominadas glándulas exocrinas, que pueden expulsar sus secreciones tanto dentro de cavidades internas del organismo como fuera del mismo. Entre las funciones de las secreciones de los animales tenemos: >>Alimentación de crías: glándula mamaria de mamíferos. >>Termorregulación: mediante la producción de sudor en las glándulas sudoríparas. 8 algaida © algaida editores, S. A. 4.1. Respuesta secretora Unidad 7: Funciones vitales II: relación >>Protección de la piel y cabellos: por glándulas productoras de grasa. >>Identificación gracias al olor: glándulas odoríferas. >>Defensa: mediante secreciones que huelen mal o venenos. >>Depredación: glándulas venenosas de serpientes o telas de araña fabricadas por las glándulas productoras de seda de las arañas. 4.2. Respuesta motora Las respuestas motoras son las que implican el movimiento de todo el organismo o una parte de él. En este tipo de respuesta participan las células musculares, que tienen la capacidad de acortarse o alargarse para provocar el movimiento de las estructuras corporales. Las células musculares forman los músculos en los animales más evolucionados. En animales invertebrados, las sucesivas contracciones y relajaciones de los músculos asociados a determinadas zonas del cuerpo producen movimientos de reptación o natación. Los artrópodos poseen músculos muy desarrollados unidos a las partes móviles (articuladas) de su exoesqueleto, lo que permite que puedan desarrollar la locomoción, los saltos o el vuelo. Aparato locomotor En animales vertebrados, los músculos se relacionan con las estructuras óseas para dar lugar al aparato locomotor, que permite el movimiento gracias a que los huesos presentan entre ellos uniones denominadas articulaciones. Las funciones del aparato locomotor son las siguientes: >>Movimiento de las distintas partes del cuerpo. >>Sostén y resistencia a la presión externa o al peso del organismo. Se denomina esqueleto al conjunto de huesos de los animales vertebrados compuesto esencialmente de cráneo, columna vertebral y extremidades. El esqueleto es la parte pasiva del aparato locomotor. © algaida editores, S. A. La columna vertebral está formada por huesos superpuestos de poca movilidad y similares entre sí llamados vértebras. La columna vertebral se ensancha en su extremidad superior para formar el cráneo y de ella salen huesos de amplia movilidad que forman las extremidades superiores e inferiores. algaida 9 Unidad 7: Funciones vitales II: relación Órbita Cráneo El esqueleto de un vertebrado está compuesto por multitud de huesos. Omóplato Maxilar Vértebra Pelvis Diente Mandíbula Húmero Costilla Fémur Radio Cúbito Peroné Metacarpo Tibia Falange Tarso Carpo Falange Metatarso Las articulaciones son las uniones de los huesos entre sí mediante ligamentos, cuya misión es conseguir el grado de movimiento apropiado entre las distintas piezas del esqueleto. Las articulaciones pueden ser inmóviles (cráneo), semimóviles (vértebras) o móviles (hombros, caderas, rodilla etc.), dependiendo de la amplitud que permitan a la hora de separar entre sí los huesos que mantienen unidos. Inmóviles El sistema muscular es el conjunto de músculos y tendones que tiene el organismo y que forma la parte activa del aparato locomotor. Según su estructura, existen dos tipos diferentes de músculos: el músculo liso, de movimientos involuntarios, y el músculo estriado, cuyos movimientos son voluntarios. Los músculos que recubren el esqueleto tienen como función fundamental permitir el movimiento, gracias a su capacidad para responder a los estímulos que les llegan procedentes del sistema nervioso. Músculo estriado Tendones Móviles Las articulaciones mantienen unidos los huesos y permiten su movimiento. 10 algaida Los músculos esqueléticos permiten una gran variedad de desplazamientos en los vertebrados. © algaida editores, S. A. Semimóviles Unidad 7: Funciones vitales II: relación 5. La función de relación en las plantas Para llevar a cabo la función de relación, los seres vivos necesitan captar estímulos del medio que les rodea. Las plantas carecen de órganos de los sentidos propiamente dichos, sin embargo sí pueden responder a estímulos internos o externos debido a que presentan determinadas células o estructuras corporales con sensibilidad a dichos estímulos. La sensibilidad o irritabilidad es la capacidad que tiene todo organismo vivo para responder frente a determinados estímulos, ya sea alejándose o acercándose a ellos. Las plantas carecen de sistema nervioso y de aparato locomotor, por lo que sus respuestas se deben a la producción de sustancias químicas que actúan como hormonas. Las plantas poseen sensibilidad para estímulos físicos y químicos, que son procesados por los órganos de coordinación hormonal, cuyas hormonas, a su vez, desencadenan respuestas motoras o secretoras. Las hormonas vegetales se producen en pequeñas cantidades, en tejidos y órganos diversos (pelos o glándulas) y se transportan al lugar donde se realiza la respuesta. AUXINAS Y GIBERELINAS Activan el crecimiento de la planta. Aceleran la formación de flores y frutos. ETILENO Acelera la maduración de los frutos. Acelera la caída de las hojas. Acelera los procesos de envejecimiento de las flores tras la fecundación. ÁCIDO ABSCÍSICO Inhibe el crecimiento provocando un estado de letargo. Provoca el cierre de los estomas evitando la transpiración. CITOQUININAS Inducen la división y diferenciación celular. Retardan el crecimiento y la caída de las hojas. © algaida editores, S. A. Las hormonas vegetales llevan a cabo múltiples funciones. 5.1. Respuestas motoras en las plantas Las respuestas que pueden realizar las plantas son las siguientes: >>Tropismos: cambios lentos y progresivos en la estructura de la planta, relacionados con el crecimiento, como respuesta a un determinado estímulo. Los cambios pueden ser positivos (hacia el estímulo) o negativos (en contra del estímulo). Según el estímulo que los ocasione, los tropismos se pueden clasificar en: algaida 11 Unidad 7: Funciones vitales II: relación • Fototropismo: respuestas a la presencia o ausencia de luz. El tallo y las hojas mues- tran fototropismo positivo (se dirige a la fuente de luz) mientras que para la raíz es negativo (huye de la fuente lumínica). • Gravitropismo: también llamado geotropismo. El estímulo es la fuerza de la gra- vedad y las distintas partes de la planta reaccionan de forma distinta. Mientras la raíz muestra geotropismo positivo (tiende a enterrarse), el tallo actúa con geotropismo negativo (se aleja del suelo). • Higrotropismo: el estímulo es la presencia de agua y las raíces tienden a ir hacia las zonas húmedas si el higrotropismo es positivo. • Tigmotropismo: el estímulo es el contacto físico con algún elemento, lo que per- mite a la planta crecer a su alrededor. Es muy importante para las plantas trepadoras o las enredaderas. >>Nastias: son movimientos de una zona de la planta como respuesta a estímulos puntuales. Son movimientos de corta duración no dirigidos que pueden repetirse periódicamente. Se clasifican también según los estímulos que los causan: • Tigmonastia: respuesta rápida e inmediata ante el contacto mecánico con un ob- jeto. La presentan las flores o las hojas al abrirse o cerrarse cuando son tocadas por algún animal. Se produce, por ejemplo, en plantas carnívoras. • Fotonastia: es el movimiento provocado por la presencia de luz. Este es el caso del girasol, el cual se mueve siguiendo el recorrido del Sol. >>Fotoperiodicidad: son cambios que se originan por la variación de la cantidad de luz diaria, que va cambiando estacionalmente. En función de la estación, las hormonas provocan el desarrollo de flores, la maduración de frutos, su caída, etc. Condiciones de día corto 24 h NO FLORECE 0h Condiciones de día largo 24 h FLORECE >>Secreciones: son respuestas que conllevan la fabricación de sustancias muy diversas con funciones de protección frente a herbívoros (sustancias amargas y alcaloides), inhibición del crecimiento de otras plantas (aceites esenciales y aromas) o de atracción de insectos (pigmentos y néctar). 12 algaida © algaida editores, S. A. 0h
