El estudio de la estructura de los organismos.

CAPÍTULO 40

PANORAMA GENERAL

La Anatomía:

                El estudio de la estructura de los organismos.

La Fisiología:

El estudio de las funciones que realiza un organismo. *La selección natural puede ajustar a la función por medio de la selección, durante muchas generaciones, de lo que mejor funciona entre las variaciones disponibles en una población.

CONCEPTO 40-1: LAS LEYES FÍSICAS Y LAS CONDICIONES AMBIENTALES RESTRINGEN LAS FORMA Y TAMAÑO DE LOS ANIMALES

        La forma y el tamaño de un animal, características que los biólogos llaman "planes o diseños corporales", son aspectos fundamentales de la forma y la función que afectan significativamente a la manera en la que un animal interactúa con su ambiente.

El plan corporal de un animal es el resultado de un patrón de desarrollo programado por el genoma, que, en sí mismo, es el producto de millones de años de evolución. Y las posibilidades no son infinitas, las leyes físicas y la necesidad de intercambiar materiales con el ambiente plantean ciertos límites en el espectro de formas animales.

LEYES FÍSICAS Y FORMA DE LOS ANIMALES

        Los requerimientos físicos restringen lo que la selección natural puede "inventar", incluido el tamaño y el aspecto de los animales voladores. Un animal con el tamaño y la apariencia del dragón mitológico no podría generar suficiente fuerza de ascenso con sus alas como para despegar del suelo. Éste es un ejemplo de cómo las leyes físicas -en este caso, la física del vuelo- limitan la evolución de la forma de un organismo. Otro ejemplo: las leyes de la hidrodinámica restringen las formas posibles de los animales acuáticos que nadan a gran velocidad. El agua es mil veces más densa que el aire; por eso, cualquier resistencia sobre la superficie corporal detendría aún más a un nadador que a un corredor o a un volador. El atún y otros peces de aletas radiadas pueden nadar a velocidades mayores de 80 km/h. Los tiburones, pingüinos (aves) y mamíferos acuáticos, como delfines, focas y ballenas, también son nadadores rápidos. Todos estos animales tienen la misma forma corporal hidrodinámica: una apariencia fusiforme; esto es, cónica en ambos extremos. El hecho de que estos animales tengan formas similares, es un ejemplo de la evolución convergente (convergencia evolutiva, o simplemente convergencia, se da cuando dos estructuras similares han evolucionado independientemente a partir de estructuras ancestrales distintas y por procesos de desarrollo muy diferentes, como la evolución del vuelo en los pterosaurios, las aves y los murciélagos. Se produce porque la selección natural produce adaptaciones similares cuando los diversos organismos se enfrentan con el mismo reto ambiental, como la resistencia del agua para nadar rápidamente.).

INTERCAMBIO CON EL AMBIENTE

        La apariencia y el tamaño de un animal tienen un efecto directo sobre el modo en que el animal intercambia energía y materiales con su ambiente. El plan corporal de un animal debe permitir que todas sus células vivas estén rodeadas de un medio acuoso, requerimiento necesario para mantener la integridad líquida de las membranas plasmáticas. El intercambio con el ambiente se produce a medida que las sustancias disueltas en el medio acuoso se difunden y se transportan a través de las membranas plasmáticas de las células. Un protista fotosintético unicelular, que vive en el agua tiene una superficie de membrana plasmática suficiente como para prestar servicio al volumen total de su citoplasma (de este modo, la relación superficie a volumen es una de las restricciones físicas sobre el tamaño de los protistas unicelulares). Los animales multicelulares están compuestos por numerosas células, cada una de ellas con su propia membrana plasmática que actúa como una plataforma de carga y descarga para un volumen escaso de citoplasma. Pero esta organización solo funciona si todas las células del animal tienen acceso a un ambiente acuoso apropiado. 

CONTACTO CON EL MEDIO AMBIENTE.

1. En un protista unicelular, como esta ameba, toda la superficie está en contacto con el medio ambiente.
2. El cuerpo de una hidra consta de dos capas celulares. Como el medio acuoso puede circular por dentro y por fuera de la boca de la hidra, virtualmente todas sus células están en contacto directo con el ambiente e intercambian materiales con él.

SUPERFIES DE INTERCAMBIO INTERNO DE LOS ANIMALES COMPLEJOS

        La mayoría de los animales tienen superficies que están especializadas para el intercambio de ciertas sustancias químicas con el entorno. Estas superficies por lo general son internas, están conectadas con el medio ambiente a través de aberturas en la superficie del cuerpo (la boca for example). Las sustancias químicas transportadas a través de ellas son llevadas por todo el cuerpo por medio del sistema circulatorio. *cada célula debe de estar bañada en líquido para obtener acceso al oxígeno, nutrientes y otros recursos*.

CONCEPTO 40-2: LA FORMA Y LA FUNCIÓN DE LOS ANIMALES SE CORRELACIONAN EN TODOS LOS NIVELES DE ORGANIZACIÓN

        Los animales, en su mayoría, están compuestos por células especializadas organizadas en tejidos que tienen funciones diferentes. Los tejidos se encuentran combinados en unidades funcionales llamadas órganos y los grupos de órganos que trabajan juntos forman los sistemas. Por ejemplo, el sistema digestivo se compone de estómago, intestino delgado, intestino grueso y otros órganos, cada uno de ellos compuesto por diferentes clases de tejidos.

ESTRUCTURA Y FUNCIÓN TISULAR

1. TEJIDOS:

Grupo de células con una estructura y función en común. Se clasifican en 4 categorías principales – Epitelial, Conectivo, Muscular y Nervioso-.

1. TEJIDO EPITELIAL:

• La piel.
• Algunos epitelios, llamados epitelios glandulares, absorben o segregan soluciones químicas.
• El epitelio glandular que reviste la luz (cavidad) de los aparatos digestivo y respiratorio forma una membrana mucosa; segrega mucus que lubrica la superficie y la mantiene húmeda.
• Un epitelio simple tiene una sola capa de células.
• epitelio estratificado tiene múltiples capas de células.
• Un epitelio "pseudoestratificado" tiene una sola capa, pero aparenta ser estratificado porque sus células varían en longitud
• La forma de las células en la superficie puede ser cuboideo (en forma de dado), cilíndrica (en forma de ladrillos apilados) o escamosa (en forma de teja).

1. TEJIDO CONECTIVO:

• Unir y sostener otros tejidos.
• La matriz consta de una red de fibras embebidas en una base uniforme, que puede ser líquida, gelatinosa o sólida.
• Las sustancias que conforman la matriz son segregadas por las células del tejido conectivo.

1. TEJIDO MUSCULAR:

• Está compuesto por células largas denominadas fibras musculares que tienen la capacidad de contraerse, por lo general, cuando son estimuladas por señales nerviosas. Ordenadas en paralelo dentro del citoplasma de las fibras musculares se encuentra un gran número de unidades contráctiles denominadas miofibrillas, compuestas por las proteínas actina y miosina El músculo es el tejido más abundante en la mayoría de los animales y la contracción muscular representa la mayor parte del trabajo con gasto de energía de la célula en un animal activo. En el cuerpo de los vertebrados hay tres tipos de tejido muscular: el músculo esquelético, el músculo cardíaco y el músculo liso.

1. TEJIDO NERVIOSO:

• percibe los estímulos y transmite señales en forma de impulsos nerviosos de una parte del animal a otra. La unidad funcional del tejido nervioso es la neurona, o célula nerviosa, que está especializada solo para transmitir los impulsos nerviosos, como explicaremos con detalle en el capítulo 48. En muchos animales, el tejido nervioso está concentrado en el encéfalo, que actúa como el centro de control que coordina muchas de las actividades del animal.

1. ÓRGANOS Y SISTEMAS:

1. ÓRGANO:

Conjunto de tejidos.

1. SISTEMA:

Conjunto de órganos.

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