Biología y Geología . 1º de Bachillerato

Los Seres Vivos

7.3 - Relación
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Las funciones de relación consisten en cambios que se producen en las célula o los organismos en respuesta a los cambios en el medio en que viven.

Son una adaptación fundamental para competir con otros seres vivos.

Para que se pruduzacan estos cambios es importante la información :

  • Del ambiente exterior
  • Del medio imterno (estado del organismo o la célula).

Es importante la forma del organismo para poder captar estímulos y elaborar y ejecutar las respuestas adecuadas.

Dentro de las funciones de relación se pueden incluir mecanismos muy variados como por ejemplo:

- La f
orma del organismo o la célula
- La obtención de información
- Los movimientos
- La comunicación
- La defensa interna

 


Forma de células y organismos

Los seres vivos adquieren formas determinadas .
Algunos tienen formas muy laxas y cambiantes (Ej ameba, esponja..), otros formas muy estables (Ej diatomea, insecto..)
Algunos adquieren una forma definitiva que no se modifica (Ej muchos animales, algunos protistas, bacterias...), en otros su forma depende de los cambios del medio (Ej plantas, micelio de hongos, protistas...)

En general las formas son más estables en orgánulos u órganos más especilizados: Flores de plantas, setas en hongos, órganos sensoriales...

Las formas de los seres vivos varían durante el desarrollo.

Nivel celular

  • Unicelulares con pared.
    La estructura de la pared da la forma al organismo
    Plantas, hongos, algas, bacterias
  • Unicelulares sin pared
    La forma celular es determinada por sistemas internos de fibras proteínicas conocidos colectivamente como citoesqueleto; microtúbulos, microfilamentos, ....
    Protistas y células animales
Célula de una diatoméa con pared celulósica
Células animales con citoesqueleto interno
Nivel pluricelular

    La forma de organismos pluricelulares depende de sus células

Organismos pluricelulares pequeños

La distribución de las células proporciona la forma del organismo
Ej : Algas filamentosas, micelios de hongos .....

Organismos mayores

Necesitan estructuras especializadas resistentes para evitar que se deformen por movimineto, corrientes del medio o el propio peso.
Pueden estar formadas por:
Tejidos conectivos y de sostén en órganos esqueléticos
      • Esqueletos proteínicos en animales
        • Fibras proteínicas intercelulares en animales: Colágeno. Elastina
          Forman los tejidos conjuntivo y óseo la base de los epitelios y son importantes en el tejido óseo
        • Estructuras proteínicas resistentes : Queratina de cuernos, pelos, uñas...
           

Tejido cartilajinoso:
Células rodeadas de fibras

      • Esqueletos formados por polisacáridos
        • Paredes celulares en plantas : Colénquima y esclerénquima
        • Paredes quitinosas de hongos
        • Exoesqueleto de Quitina en artrópodos
Vaso conductor :
Células con membranas engrosadas
      • Esqueletos formados por precipitados con sales
        • Espículas de esponjas
        • Conchas de moluscos y otros animales
        • Hueso de vertebrados
Esqueleto óseo :
Huesos de un pez
      • Esqueletos hidrostáticos
        Presión interna en células o cavidades
        • Plantas herbáceas que se sostienen por la presión del agua de las células sobre la pared celular
        • Celoma de anélidos. Contiene agua en las cavidades celómocas

Información del medio
Los seres vivos han de detectar los cambios tanto externos como internos para reaccionar en cansecuencia
Proceso general:
  • Recepción del cambio
  • Elaboración de una respuesta
  • Reacción al cambio

 

Nivel Unicelular
  • La célula tiene proteínas de membrana capaces de cambiar como consecuencia de una variable del medio
    Estas proteínas suelen localizarse en la membrana plasmática
    Cada proteína responde a un solo factor (Ej sustancia química, temperatura, determinada radiación electromagnética, contacto...)
  • La proteína manda al interior celular sustancias químicas denominadas genéricamennte mensajeros intracelulares
    Los mensajeros intracelulares puede fabricarlos la misma proteína o dejarlos pasas desde el exterior
  • Cambio celular
    El citoplasma celular, en presencia de los mensajeros intracelulares cambia de funcionamiento y de igual manera la célula
  Información celular

Ejemplo
Célula con movimientos por pseudópodos

Ejemplo
Célula muscular
Célula en respuesta a una hormona

Nivel Pluricelular
  • Generalmente tienen células especializadas en la repción de estímulos
    A veces aisladas . Ej. neuronas del dolor
    A veces en tejidos y órganos complejos . Ej. ojo, oído ...
  • Detectan el cambio.
    Generalmente por proteínas de membrana
  • Mandan mensajes químicos a otras células.
    Hormonas
    o Neurotrasmisores

    La coordinación es necesaria para que los organismos pluricelulares se comporten como una unidad

    En esta coordinación se basan:
    -
    El crecimiento
    -
    La diferenciación celular
    -
    Los movimientos

    En cuanto al origen de los cambios se puede distinguir entre:

    • Externorreceptores
      Detectan cambios del medio . Sustancias químicas, luz, vibraciones....
    • Internorreceptores o propiorreceptores
      Detectan cambios internos. Niveles de nutrientes o sales, daño celular, tensiones...


Mecanismo de acción hormonal

Sistema endocrino

  • Una célula detecta un cambio en el medio
  • Segrega un mensajero intercelular: Hormona
  • La hormona causa efectos diferentes sobre diferentes células

    Las hormonas pueden actuar sobre un área local, hormonas corto alcance o afectar a todo el organismo. hormonas generales. En este caso son segregadas en grandes cantidades por glándulas endocrinas 

    El sistema endocrino es relativamente lento, generalizado y sencillo

    Lo poseen animales, plantas, hongos, y protistas pluricelulares.

    Es Importante en respuestas al medio
    Muy importante en el desarrollo. Poco conocido

Acción Hormonal

Mecanismo de la trasmisión nerviosa

Sistema nervioso

  • Una neurona detecta un cambio
  • Cambia a un estado despolarizado por entrada de iones
  • La despolarización avanza a gran velocidad por el axón
  • Se liberan neurotrasmisores en el pie terminal
  • Los neurotrasmisores afectan a la célula diana

    Las células que conectan con las neuronas son otras células nerviosas, o células musculares o glándulas.

    El sistema nervioso es un sintema muy rápido, especializado y complejo.

    Las neuronas s ólo informan a unas determinadas células

Acción neuronal

Tipo de información obtenida

Las células pueden ser sensibles a cambios de muy diversos factores del medio
  • Receptores químicos
    Son los más frecuentes. Las sustancias químicas pueden estar disueltas en agua, aire o ser los parte del medio interno
    Ejemplos Órganos gustativos y olfatorios, quimiotaxias hidrotaxia de plantas
  • Receptores mecánicos
    Detectan presiones, aceleraciones, gravedad, tensión, vibración ....
    Ejemplos en ´rganos complejos: Oído. equilibrio, receptores de tensión musculates ...
  • Receptores térmicos
    Detectan cambios de temperaturas
    Ejemplo de órgano complejo termoreceptores de las serpientes
  • Receptores eléctricos
    Detectan el campo eléctrico
    Ejemplo peces de zonas fangosas. A veces el campo eléctrico generado para la detección sirve de defensa o como medio de caza.
  • Receptores magnéticos
    Detectan el campo magnético terrestre
    Orgánulos de algunas bacterias. Se sabe que existen en muchos animales pero no cómo funcionan
  • Receptores electromagnéticos
    Detectan la luz. A veces son sensibles a varis frecuencias independientemente; color
    Pueden tenerlo las células como manchas pigmentarias
    Pueden formar órganos complejos; los ojos

Movimientos

Los seres vivos necesitan cambiar de localización o reorientar sus diferentes partes.
En ocasiones lo hacen de manera pasiva aprovechando las condiciones adecuadas, pero también pueden generar sus propios mivimientos.

Células

Las células tiene diversos tipos de movimientos

Movimientos citoplásmicos

El citoplasma fluye modificando la forma de la célula.
Común en células sin membrana: moviminetos ameboides
Ejemplo: Amebas. Diatomeas

Cilios y flagelos

Expansiones externas a las células.
Son filamentos con capacidad de movimiento.

La organización es muy diferente en células eucariotas y procariotas

 

En eucariortas

Orgánulos formados por microtúbulos unidos por proteínas y la membrana plasmática.
Se mueven batiendo por desplazamineto de unos microtúbulos respeto a otros
En procariotas
Formados por proteína y un anclaje a la membrana
Se mueven por rotación en la base

 

Fibras contráctiles

    Existen varios tipos de proteínas internas con posible movimiento
    Las más importantes son el sistema Actina - Miosina.
    Ante una señal la miosina se desplaza por los filamentos de actina

Crecimiento

Las células pueden moverse por crecimiento de hecho el crecimineto implica movimiento.
El movimiento es lento pero es una manera efectiva en células con pared como las plantas y hongos

Entrada y salida de líquidos

Las células pueden dejar entrar o salir líquidos del citoplasma controlando la concentración de sales (ósmosis). La entrada de líquidos aumenta la presión interna, la salida la disminuye.
Este mecanismo es utilizado por células con pared para realizar movimientos (turgencia)


Organismos pluricelulares

Aprovechan los mecanismos celulares

Las plantas se mueven principalmente por crecimiento y por entrada de líquidos en las células
Los briófitos y pteridófitos tienen gametos flagelados

Los animales principalmente por fibras contráctiles que forman las células musculares
También por células ciliadas o flageladas
Muchas células tienen movimientos ameboides

Ejemplos

- Cilios en gametos, larvas, pie de algunos animales, excretor y tracto respiratorio
- Fibras contráctiles en células musculares animales
- Entrada y salida de líquidos en estomas de plantas
- Crecimiento en plantas y hongos
- Liberación de tensiones por crecimiento o desecación

Comunicación

Los organismos son capaces de manda y recibir información de otros seres vivos.

Este intercambio de información ha evolucionado porque permite una mayor supervivencia de los individuos que tienen en cueta la mpresencia y estado de otros individuos.

Como en cualquier intercambio de información los mensajes pueden ser informar de la condición real de un organismo o intentar simular otra.

Tipos de comunicación
  • Interespecífica
    Entre individuos de diferente especie
    Informan de identidad para simbiosis o competencia
  • Intraespecífica.
    Entre individuos de la misma especie
    Información de identidad para reproducción y organizaciones sociale

Ejemplo de mimetismo visual de un pulpo que se asemeja
a organismo peligrosos

La comunicación precisa de la emisión de un estímulo por un organismo y la recepción del mensaje por otro.

Recepción:
Se aprovechan los órganos receptores de estímulos. (químicos, vibraciones, visuales ...)

Emisión:
Se desarrollan órganos o comportamientos para emitir señales (olfativas, colores, formas, sonidos, movimientos ...)

Organismos unicelulares
Se relacionan fundamentalmente mediante mensajes químicos.
Organismos pluricelulares
Sobre todo en animales las hay de muy diversos tipos
  • Química
    Las señales químicas entre organismos se denominan feromonas.
    Las producen muchos animales, también las plantas.
    Muchas no son conscientes
  • Sonora
    Vibraciones emitidas de muy diversas formas. Importante medio de comunicación en animales.
    Sonidos de aves, ranas, insectos, mamíferos terrestres, cetáceos...
  • Vibraciones sustrato
    Se hace vibrar el sustrato. Frecuente en animales subterráneos. No muy bien conocido
    Topos, arañas, escorpiones
  • Colores y formas
    Importante en animales con buena visión
    Aves, mamíferos, insectos, cefalópodos
  • Lumínicas propias
    Animales emisores de luz
    Luciérnagas. Peces y otros animales abisales.

Defensa interna
Los seres vivos han de poseer mecanismos defensivos frente a organismos de menor tamaño.

Especialmente importante son estos mecanismos en seres pluricelulares ya que poseen un medio interno necesario para el mantenimiento de sus células que puede ser invadido por organismos menores.

Estos organismos patógenos pueden penetrar en el medio interno extracelular o en el interior de las células

Principales tipos de organismos infecciosos:

  • Virus
    Son parásitos intracelulares obligados. Muy frecuentes y variados
    Afectan a animales y plantas
  • Bacterias
    Hay muchas endoparásitas sobre todo de animales.
    Las hay especializadas (cólera, peste,...) otras son oportunistas, se nutren normalmente de otras sustancias.
  • Protistas
    Abundan los protistas parásitos.
    Algunos grupos son enteramente endoparásitos. (Malaria o Tripanosomas)
  • Hongos
    Principalmente parásitos de plantas pero algunos afectan también a animales
    Al iguan que las bacterias los hay especializados y oportunistas
  • Animales
    Muchos animales son endoparásitos de otros animales y plantas.
    Casi todos los grupos tienen parásitos, pero son especialente importantes los endoparásitos en los nemátodos y platelmintos.
Por otra parte las millones de células internas tienen mutaciones que pueden hacerlas peligrosas para el organismo por reproducción excesiva u otras causas (cancer, etc)
Mecanismos de defensa

Sustancias tóxicas frente a microorganismos

Se segrega una sustancia tóxica afecte al parásito y no al emisor.

Por ejemplo: Antibióticos frente a bacterias, lisozima y otras sustancia en animales, muchísimas sustancias microbicidas en plantas....

Este mecanismo de defensa tien varioos problemas

  • Existen muchísimos microbios diferentes y muy variados.
    Las sustancias son específicas y no sirven para todos
  • Los microorganismos al tener una reproducción más rápida que el huesped evolucinan mucho más rapidamente.

    Por ejemplo la resistencia a los antibióticos tas unos pocos decenios de utilización generalizada

Sistema de defensa inducible
    • Responde a cualquier tipo de agente externo o modificación celular interna.
    • Respuesta específica contra un solo agente.
    • Recuerdo: Inmunidad


    De este tipo es el sistema inmunitario de los vertebrados, bien conocido.

    Otros grupos de seres vivos también tienen sistemas inducibles pero su mecanismo de acción es mucho menos conocido.

 

 

Inducción a la apoptosis de una célula infectada por un linfocito T

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