Biología de seres pluricelulares: nutrición, reproducción y percepción de estímulos

Los Seres Pluricelulares

TEMA 72 LOS SERES PLURICELULARES. LA NUTRICIÓN AUTÓTROFA Y HETERÓTROFA. LA REPRODUCIÓN SEXUAL Y ASEUAL. LA PERCEPCIÓN DE ESTÍMULOS Y LA ELABORACIÓN DE RESPUESTAS. LA DIVERSIDAD DE LOS SERES VIVVOS. LOS GRANDES MODELOS DE ORGANIZACIÓN DE ANIMALES Y VEGETALES. IMPORTANCIA DE LOS ANIMALES Y PLANTAS EN LA VIDA COTIDIANA.1. INTRODUCCIÓN 2. LOS SERES PLURICELULARES 3. LA NUTRICIÓN AUTÓTROFA Y HETERÓTROFA 2.1. NUTRICIÓN AUTÓTROFA 2.2. NUTRICIÓN HETERÓTROFA 4. LA REPRODUCIÓN SEXUAL Y ASEXUAL 3.1. REPRODUCIÓN SEXUAL 3.2. REPRODUCIÓN ASEXUAL 5. LA PERCEPCIÓN DE ESTÍMULOS Y LA ELABORACIÓN DE RESPUESTAS 4.1. LAS PLANTAS 4.2. LOS ANIMALES 6. LA DIVERSIDAD DE LOS SERES VIVVOS. LOS GRANDES MODELOS DE ORGANIZACIÓN DE ANIMALES Y VEGETALES 7. IMPORTANCIA DE LOS ANIMALES Y PLANTAS EN LA VIDA COTIDIANA 8. RELACIÓN CON EL CURRÍCULUM 9. BIBLIOGRAFÍA1. INTRODUCCIÓN ¿Qué tienen en común un árbol, un gato y una persona? Aunque a simple vista sean muy diferentes, todos ellos son organismos pluricelulares: seres vivos formados por muchas células especializadas que cooperan entre sí para mantener el funcionamiento del cuerpo.

En este tema nos centraremos en el estudio de los organismos pluricelulares, distinguiendo dos grandes grupos: los vegetales, que realizan la nutrición autótrofa al fabricar su propio alimento mediante la fotosíntesis, y los animales, que llevan a cabo una nutrición heterótrofa, obteniendo materia y energía a partir de otros seres vivos.

A continuación, abordaremos los tipos de reproducción, diferenciando entre asexual y sexual, y profundizando en esta última dentro del reino animal. Comprenderemos cómo se transmiten las características de una generación a otra y qué implicaciones tiene la reproducción en la diversidad biológica.

También analizaremos cómo los seres vivos perciben estímulos y elaboran respuestas, desde los movimientos de las plantas hacia la luz hasta los complejos sistemas nerviosos de los animales, lo que permite su adaptación al medio.

Finalmente, reflexionaremos sobre la importancia de estos procesos en la vida cotidiana, especialmente en lo relacionado con la alimentación, la salud y el equilibrio ecológico.

12. LOS SERES PLURICELULARES La unidad estructural más sencilla que puede considerarse viva es la célula. Mientras que los organismos más sencillos pueden estar formados por una sola célula y son de tamaño microscópico (organismos unicelulares); los organismos superiores son pluricelulares.

Los organismos pluricelulares contienen muchos tipos distintos de células, que se diferencian unos de otros en su tamaño, forma y función especializada. Independientemente del tamaño y complejidad de un organismo, cada una de sus células retiene un cierto grado de individualidad y autonomía.

Dentro de los organismos pluricelulares encontramos dos grupos diferenciados: los animales y los vegetales. Una de las características que diferencian estos dos tipos de seres pluricelulares son sus tipos de células, así como la presencia de determinadas moléculas (clorofilia, lignina ... ). Otra diferencia entre animales y vegetales es que los primeros tienen capacidad para desplazarse mientras que los segundos no. Además, en cuanto a la alimentación, mientras la gran mayoría de vegetales presenta una alimentación autótrofa; los animales son heterótrofos.

En lo relativo a la respiración, si este fenómeno se considera esencialmente de tipo celular; podemos afirmar que animales y plantas respiran del mismo modo. Sin embargo, mientras que los vegetales toman el oxígeno de todas sus células, los animales necesitan un sistema respiratorio para la captación del oxígeno y además un aparato circulatorio para el transporte de este hasta todas las células del organismo.

Nutrición Autótrofa y Heterótrofa

23. LA NUTRICIÓN AUTÓTROFA Y HETERÓTROFA A tendiendo a la naturaleza química de los nutrientes organismo y al tipo de energía que utiliza, se pueden distinguir dos tipos de nutrición: autótrofa y heterótrofa.

Nutrición Autótrofa

3.1. Nutrición autótrofa. Es la nutrición que presentan aquellas células capaces de elaborar su propio alimento, es decir, materia orgánica, a partir de la materia inorgánica. Dentro de la nutrición autótrofa se pueden distinguir dos tipos, según la fuente de energía utilizada:

• Fotosíntesis: La fotosíntesis es el único mecanismo empleado por la naturaleza para transformar energía solar en energía química, que es la forma de energía empleada por los seres vivos. Este proceso se realiza gracias al pigmento clorofila, ya que esta sustancia puede ser excitada por la luz. Se realiza en dos fases: o Fase luminosa: consiste en la captación de energía luminosa siendo necesaria la presencia de clorofila y agua. Las reacciones químicas que se producen son: Fotólisis de H2O, Fotorreducción de NADP y Fosforilación. En esta fase dan como productos oxígeno y ATP. La energía radiante en forma de luz es absorbida por la clorofila, cuya molécula es excitada pasando a un estado energético más elevado. Luego vuelve a la posición inicial, más estable, liberando energía. Dicha energía es convertida en ATP. o Fase oscura (Ciclo de Calvin): No depende directamente de la luz y utiliza el ATP conseguido en la fase anterior para sintetizar materia rica en energía, como los glúcidos a partir del dióxido de carbono. Se puede decir que la ecuación completa de la fotosíntesis es: energía de la luz del Sol 6 H2O + 6 CO2 C6H1206 + 602 Los organismos que presentan este tipo de nutrición son las plantas y algunas bacterias (bacterias verdes y purpúreas).
• Quimiosíntesis. La energía se obtiene de reacciones oxidativas exotérmicas. Son organismos quimiosintéticos algunas bacterias. En los procesos de oxidación se libera energía, que estas bacterias pueden almacenar para emplearla luego en procesos de elaboración de materia orgánica como carbohidratos. 2H2S + O2-> 2S + 2H2O + Energía

Nutrición Heterótrofa

33.2. Nutrición heterótrofa. La nutrición heterótrofa es aquella en la cual los organismos obtienen sus nutrientes y energía a partir de materia orgánica.

Este tipo de nutrición requiere unos procesos previos que son la incorporación y procesado de los nutrientes y su transporte a las células, y otros posteriores: el transporte de desechos y la excreción.

Los animales incorporan alimentos formados por materia orgánica rica en energía. Los alimentos requieren una preparación o procesado previo antes de llegar a las células y, como resultado, quedan restos que deben ser eliminados. De la incorporación y preparación de los alimentos y sus nutrientes sólidos y líquidos se encarga el aparato digestivo, que en el caso del ser humano realiza el siguiente proceso.

Todo comienza con la ingestión. El alimento se tritura con los dientes y se mezcla con saliva, que contiene la enzima amilasa salival. Esta enzima inicia una reacción de hidrólisis sobre el almidón, convirtiéndoseltosa (un disacárido).

El bolo pasa por el esófago al estómago, donde el ácido clorhídrico (HCl) crea un ambiente muy ácido que favorece la activación del pepsinógeno en pepsina, una enzima que rompe enlaces peptídicos en las proteínas. Esto también es una reacción de hidrólisis enzimática.

En el duodeno, el quimo se mezcla con la bilis (del hígado), que no contiene enzimas, pero emulsiona las grasas mediante un proceso fisicoquímico, facilitando luego la acción de las lipasas pancreáticas, que rompen los triglicéridos en ácidos grasos y glicerol.

El jugo pancreático aporta también:

• Amilasa pancreática, que sigue hidrolizando polisacáridos.
• Tripsina y quimotripsina, que digieren proteínas.
• Carboxipeptidasa, que libera aminoácidos.
• Nucleasas, que descomponen ácidos nucleicos en nucleótidos.

En el intestino delgado, las vellosidades y microvellosidades permiten una absorción eficaz de los productos finales: glucosa, aminoácidos, ácidos grasos, vitaminas y minerales, que pasan al torrente sanguíneo.

El intestino grueso reabsorbe el agua y aloja bacterias que realizan fermentaciones sobre restos no digeridos (como la celulosa), lo que también implica procesos químicos.

4Una vez absorbidos, los nutrientes participan en el metabolismo celular:

• En el anabolismo, las moléculas simples se combinan para formar macromoléculas (glucógeno, lípidos, proteínas, ácidos nucleicos) mediante reacciones de síntesis que consumen energía (ATP).
• En el catabolismo, esas moléculas se descomponen liberando energía química. Por ejemplo, la glucosa se oxida hasta CO2 y H2O mediante la respiración celular, liberando ATP en un proceso esencial para la vida. Macromoléculas estructurales de un organismo Anabolismo Macromoléculas ingeridas (ej. Almidón) Digestión Productos de la digestión (ej. Glucosa) Catabolismo Productos inorgánicos + Energía (CO2, H2O)

Cabe destacar que la incorporación del único nutriente gaseoso, el oxígeno, se hace a través del aparato respiratorio.

Las sustancias absorbidas por el aparato digestivo, y el 02 obtenido a través del respiratorio pasan al aparato circulatorio, cuya función es transportar los nutrientes a todas las células. En estas tiene lugar el metabolismo y, como resultado, quedan una serie de sustancias de desecho que vuelven a ser transportadas por el aparato circulatorio para su eliminación; el CO2 es transportado hasta el aparato respiratorio y los demás productos hasta el aparato excretor, que los elimina por excreción.

Reproducción Sexual y Asexual

54. LA REPRODUCIÓN SEXUAL Y ASEXUAL La reproducción es la capacidad que permite a los seres vivos persistir generación tras generación, asegurando la continuidad de la especie.

Los dos tipos de reproducción de los seres vivos son asexual y sexual.

La reproducción asexual consiste en que un individuo se desprende de una parte indiferenciada de su cuerpo (un conjunto de células o una sola), de la que resulta un nuevo individuo o varios, completos e iguales, como resultado de sucesivas divisiones por mitosis. Por tanto, se trata en la mayor parte de los casos de un mecanismo de multiplicación por el que se obtienen copias idénticas del organismo progenitor.

La reproducción sexual consiste en la intervención de unas células, los gametos o células sexuales, que generalmente producen dos individuos diferentes, destinados a unirse para formar una sola célula llamada cigoto que, tras sucesivas mitosis, dará un nuevo ser semejante (no idéntico) a sus progenitores. Es importante recordar que en un momento del proceso reproductor sexual tiene lugar una división por meiosis, por lo que los gametos son siempre haploides y contienen información genética diferente, fruto del intercambio genético entre los cromosomas homólogos. Por tanto, el cigoto es siempre diploide y reúne características genéticas aportadas por los dos progenitores, resultando un nuevo ser diferente a ellos.

Ambos tipos de reproducción tienen ventajas e inconvenientes:

• La enorme ventaja que aporta la reproducción sexual es el elevado grado de variabilidad que introduce entre los individuos de una misma especie. El principal inconveniente es la dificultad del encuentro de los gametos, lo que implica que es más complicada, requiere más tiempo y energía.
• La ventaja que ofrece la reproducción asexual, es la simplicidad y rapidez del proceso.

Reproducción Asexual

4.1. REPRODUCCIÓN ASEXUAL. En ella interviene un solo progenitor. Es común en los protistas, plantas y animales de organización simple.

Reproducción Asexual en Protistas Unicelulares

4.1.1. Reproducción asexual en los protistas unicelulares. Los organismos unicelulares como las bacterias, los protozoos y las algas unicelulares se pueden reproducir asexualmente por:

• Bipartición (o fisión): el núcleo de la célula se divide en dos núcleos idénticos. Después, la célula madre se divide en dos células del mismo tamaño que se desarrollan hasta convertirse en células adultas. Bajo condiciones ideales las bacterias pueden reproducirse por fisión cada 20 o 30 minutos.

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