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1. ORGANIZACIÓN PLURICELULAR
1.1. INTRODUCCIÓN
La biología se ocupa de analizar jerarquías o niveles de organización que van desde los
ecosistemas hasta las células. Este concepto implica que en el universo existen diversos
niveles de complejidad.
Es posible, por lo tanto, estudiar biología a muchos niveles, desde un conjunto de
organismos (comunidades) hasta la manera en que funciona una célula o la función de las
moléculas de la misma.
1.1.1 DIFERENTES NIVELES DE COMPLEJIDAD
Niveles de organización: En orden decreciente mencionaremos los principales niveles de
organización:
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Biosfera: La suma de todos los seres vivos tomados en conjunto con su medio ambiente.
En esencia, el lugar donde ocurre la vida, desde las alturas de nuestra atmósfera hasta el
fondo de los océanos o hasta los primeros metros de la superficie del suelo (o digamos
mejor kilómetros sí consideramos a las bacterias que se pueden encontrar hasta una
profundidad de cerca de 4 km de la superficie). Dividimos a la Tierra en atmósfera (aire),
litosfera (tierra firme), hidrosfera (agua), y biosfera (vida).
Ecosistema: Es la unidad de la naturaleza integrada por los seres vivos (comunidad)
interrelacionados con su medio físico. En otras palabras, es la relación entre un grupo de
organismos entre sí y con su medio ambiente. Los científicos a menudo hablan de la
interrelación entre los organismos vivos, dado que, de acuerdo a la teoría de Darwin los
organismos se adaptan a su medio ambiente, también deben adaptarse a los otros
organismos de ese ambiente.
Comunidad: Es la relación entre grupos de diferentes especies. Conjunto de poblaciones.
Por ejemplo, las comunidades del desierto pueden consistir en conejos, coyotes, víboras,
ratones, aves y plantas como los cactus y otras. La estructura de una comunidad puede ser
alterada por sucesos o actividades tales como el fuego, la actividad humana y la
sobrepoblación.
Especie: Grupo de individuos similares que tienden a aparearse entre sí dando origen a una
descendencia fértil. Muchas veces encontramos especies descritas, no por su reproducción
(especies biológicas) sino por su forma (especies anatómicas).
Poblaciones: Grupos de individuos (misma especie) similares que tienden a aparearse
entre sí en un área geográfica limitada. Esto puede ser tan sencillo como un campo con
flores separado de otro campo por una colina sin flores.
Individuo: Organismo formado por aparatos y sistemas. Una o más células caracterizadas
por un único tipo de información codificada en su ADN. Puede ser unicelular, multicelular o
pluricelular. Los individuos pluricelulares muestran tipos celulares especializados y división
de funciones en tejidos, órganos y sistemas.
Sistema: (en organismos pluricelulares). Conjunto de órganos que forman una unidad
funcional. Grupo de células, tejidos y órganos que están organizados para realizar una
determinada función. Por ejemplo el sistema vascular en las plantas superiores o el sistema
circulatorio en animales.
Órganos: (en organismos pluricelulares). Conjunto de tejidos que se agrupan para
desempeñar una función o funciones específicas. Grupo de células o tejidos que realizan una
determinada función. Por ejemplo la hoja, es un órgano que se encarga habitualmente de
llevar a cabo la fotosíntesis.
Tejido: (en organismos pluricelulares). Conjunto de células semejantes en forma y función.
Un grupo de células que realizan una determinada función. Por ejemplo el tejido epidérmico.
Célula: Unidad estructural y funcional básica de los organismos, formada por compuestos
orgánicos e inorgánicos en estado coloidal en constante actividad química, regulada por los
ácidos nucleicos. La más pequeña unidad estructural de los seres vivos capaz de funcionar
independientemente. Cada célula tiene un sistema químico para adquirir energía; un soporte
químico para la herencia (ADN).
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Orgánulo: Una subunidad de la célula. Un orgánulo se encuentra relacionado con una
determinada función celular. Por ejemplo la mitocondria (el sitio principal de generación de
ATP en eucariotas).
Moléculas, átomos, y partículas subatómicas: (molécula, formada por dos o mas
átomos; átomos, son las unidades básicas de los elementos; partículas subatómicas,
protones, neutrones y electrones). Los niveles funcionales fundamentales de la bioquímica.
1.1.2. ORIGEN Y EVOLUCION DE LOS ORGANISMOS PLURICELULARES
Los primeros organismos que habitaron nuestro planeta fueron acuáticos unicelulares
procariontes, heterótrofos, anaeróbios y capaces de replicarse a sí mismos.
Más tarde, al presentarse escasez de alimentos, debido en parte al aumento de las
poblaciones, algunos organismos capaces de mutar pudieron realizar la síntesis de
compuestos relativamente complejos que utilizaron como alimentos, indispensables para su
crecimiento y reproducción. Aparecieron de esta manera los organismos autótrofos
quimiosintetizadores.
Se considera que en el transcurso de la evolución aparecieron algunos organismos
unicelulares capaces de sintetizar la molécula de la clorofila; incluso el hecho de que existan
diferentes clases de clorofila asociada con otros tipos de pigmentos conduce a considerar la
posibilidad de que hayan aparecido diferentes organismos autótrofos fotosintetizadotes en
distintas etapas de la evolución.
La presencia de clorofila en esos organismos les representaba una superioridad sobre los
demás, ya que mediante este pigmento adquirían la capacidad de captar y transformar la
energía luminosa solar en energía química. Por otra parte, el surgimiento de la fotosíntesis
provocó que la primitiva atmósfera se fuera enriqueciendo con el oxígeno desprendido
durante esta función, lo que ocasionó que algunos organismos que mutaron pudieran
desarrollar la respiración aerobia que les permitiría aprovechar mejor la energía contenida
en los alimentos, lo cual les representaba una ventaja sobre los organismos de respiración
anaerobia.
1.1.3. NIVEL CELULAR EUCARIOTE
Los sucesos anteriores tuvieron como resultado el surgimiento de organismos unicelulares
cada vez más complejos estructural y fisiológicamente. Los eucariontes aparecieron hace
unos 1,400 a 1,500 millones de años, y, a su vez iniciaron una diversificación.
La rápida diversificación de los organismos unicelulares los fue conduciendo a que las
funciones de esas células poco a poco se hicieron más específicas, y algunas de sus
estructuras se modificaron, como podría ser la aparición y el desarrollo de flagelos o cilios en
algunas células que les permitiría un desplazamiento más eficiente.
A medida que la diferenciación aumenta, disminuye la capacidad para realizar otras
funciones, por lo que la célula se hace más dependientes de las demás. La diferenciación es
el proceso que conduce a la especialización celular, por lo que podemos considerar a la
especialización como el mayor grado de diferenciación celular.
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Las células que alcanzan un alto grado de especialización pierden la capacidad de dividirse
(como actualmente ocurre, por ejemplo, con las neuronas adultas del sistema nervioso
central).
1.1.4. TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN DE LA PLURICELULARIDAD
Todo parece indicar que los organismos pluricelulares se originaron a partir de los
unicelulares, proceso que se inició hace no menos de 700 millones de años, de acuerdo con
los fósiles que se han encontrado.
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Las teorías propuestas para explicar el origen de la pluricelularidad se divide en dos grupos:
el origen monofilético y el polifilético.
TEORÍA MONOFILÉTICA. Se refiere al
origen de una unidad sistemática a partir
de una misma fuente, es decir que varios
grupos de organismos plantas o animales
que presentan diferentes grados de
parentesco evolutivo, todo ellos tuvieron
un ancestro común, o sea un origen
monofilético. Se acostumbraba
representarlas como las ramas de un árbol
en el que todas se originan del mismo
tronco.
TEORÍA POLIFILÉTICA. Es contraria a la
anterior y afirma que un grupo o taxón de
seres vivos se origina de varias líneas
evolutivas; por ejemplo, se considera que
las actuales evolucionaron de varias líneas
evolutivas, no de un solo ancestro.
Taxón es el término griego utilizado para
designar alguna categoría sistemática sin
especificarla (clase, orden, género) el
plural es taxa.
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1.2. NIVELES DE ORGANIZACIÓN GENERAL
La transición de los organismos unicelulares a pluricelulares es una de las etapas más
importantes en la evolución biológica.
Después del nivel individual unicelular, seguramente se desarrolló el nivel colonial (teorías
del origen de los metazoarios).
En lo que respecta a los organismos autótrofos fotosintéticos, todavía en la actualidad se
presenta cierta continuidad, incluso en organismos de la misma especie; por ejemplo, en
algunas clorofitas móviles biflageladas, consideradas menos evolucionadas, están las algas
representadas por el género Chlamydomona que se encuentra en forma unicelular pero que
tiende a una organización progresiva, por lo que se considera una serie de valor evolutivo.
1.2.1. FORMACION DE COLONIAS EN ORGANISMOS AUTÓTROFOS
Los primeros seres que poblaron la Tierra fueron organismos unicelulares; algunos de ellos
se agruparon y formaron colonias, en las cuales todos los individuos que las integraban
participaban en la obtención de alimentos y el desarrollo de funciones. Con el paso del
tiempo, los seres coloniales evolucionaron y dieron origen a los organismos pluricelulares.
La Chlamydomona unicelular posee dos
formas de reproducción la asexual y la
sexual.
Asexual. La Chlamydomona se divide en 2, 4
y 8 células hijas, totalmente semejantes a la
célula madre.
Al unirse cuatro Chlamydomona por medio de
una vaina gelatinosa se forma un organismo
llamado Gonium sociale, que constituye un
organismo colonial. Así también se puede
formar colonias con cuatro individuos
inmóviles y doce móviles (Pandorina morum).
En ocasiones, las células hijas no forman flagelos y todas quedan incluidas en la matriz de la
célula madre; puede haber nuevas divisiones, sin que se separe el conjunto de nuevos
individuos. De manera que se forma una colonia inmóvil.
Existen también en las
clorofitas organismos con series
de colonias móviles
representadas por varios
géneros. Por ejemplo: Gonium
pectorale que forma colonias
móviles de 16 células flageladas
que se desplaza en el agua
como una unidad.
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Incluso existen colonias con 32 individuos: la Eudorina sp., en la cual se puede apreciar la
división del trabajo, ya que posee células vegetativas inmóviles, células flageladas para el
desplazamiento, y células reproductivas.
Las colonias de Pleodorina sp.,
posee 64 células. Por último,
existen colonias de Volvox sp.
que, representa el grado más
avanzado de esas colonias; en
algunas especies llegan a tener
miles de células flageladas y
pueden existir entre ellas
conexiones citoplasmáticas. En
este género existe una clara
división de trabajo, pues
mientras unas células realizan
funciones vegetativas, otras se
encargan de la reproducción de
la colonia.
En las clorofitas se puede observar el paso de organismos unicelulares:
a) Chlamydomona, unicelular móvil;
b) Gonium sociale, con cuatro células;
c) Gonium pectorale, de dieciséis células en un solo plano;
d) Pleodorina illinoisensis, células vegetativas y reproductoras;
e) Volvox colonial formado por miles de células.
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1.2.2. FORMACIÓN DE TALO
Los seres pluricelulares pueden estar formados por dos tipos diferentes de tejidos: tejido
falso o tejidos verdaderos. Se denomina tejido falso o estructura de talo o talofítica al
formado por células de un solo tipo. Prácticamente todas las células de los organismos
pluricelulares que constituyen los reinos protista y fungi son iguales entre sí, al formar
tejidos falsos que les permite nutrirse, reproducirse y relacionarse por sí solos.
Talo: del griego tallos=retoño. El talo es un cuerpo vegetativo formado por células no
diferenciadas en órganos como raíz, tallo y hojas, ni siquiera en verdaderos tejidos.
El talo puede ser de aspecto simple o complejo; es característico en hongos, algas
multicelulares y algunas plantas inferiores llamadas talofitas como hepáticas y también
líquenes.
De acuerdo con la forma que desarrollan, los principales tipos de talo son:
Talos filamentosos. Como su nombre lo indica, forman delgados filamentos como
se observa en algunas algas clorofitas (algas verdes), cianofitas (algas azules) y
hongos.
Los filamentos simples no presentan diferenciación celular, aunque en los talos
ramificados ya se observa cierto grado; porque algunas células forman rizoides
(parecidos a la raíz), por medio de los cuales se fijan a superficies del medio acuático
y en la parte superior de su talo se localiza la célula terminal o apical encargada de
su crecimiento.
Talos formados por seudotejidos. Este tipo de talos se encuentra en algas
rodófitas (algas rojas) y feofitas (algas pardas), algunas de las cuales pueden
alcanzar varios metros de tamaño. El talo de este tipo además de rizoides (raíces
falsas) posee cauloide (falso tallo) y filoides (falsas hojas). Estructuras que aparentan
la de órganos propios de plantas superiores.
Las algas son acuáticas de nivel histológico o tisular.
Son acuáticas de agua dulce o salada. Su cuerpo,
llamado talo, no forma tejidos completos ni verdaderos
órganos.
Estas algas son autótrofas. Además de clorofila,
pueden contener otros pigmentos que les dan los
colores característicos de cada grupo, como ficoxantina
(pardo) y ficoeritrina que en general son rojizas.
Presentan reproducción asexual y sexual por medio de
zoosporas. Algunas algas marinas como la Macrocystis
pueden desarrollar tamaños hasta de 100 metros.
Hongos. Los seudotejidos resultan del entrecruzamiento de numerosos filamentos
(llamados hifas) que se comprimen y dan la apariencia de órganos complejos. Los
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hongos pluricelulares se parecen a las algas en algunos aspectos. Probablemente
evolucionaron de antecesores algáceos, pero tal vez otros derivaron de protozoarios.
Son individuos de nivel tisular porque están
formados por un talo compuesto por seudotejidos
en forma de filamentos llamados hifas
unicelulares o pluricelulares, que en conjunto
forman el micelio. La respiración de la mayoría es
aerobia (en los hongos unicelulares es
anaerobia).
FORMACIÓN DE SEUDOTEJIDOS
Los hongos y las feofitas están formados por células agrupadas en seudotejidos:
a) Micelio (seudotejido) de los hongos forma el cuerpo fructífero;
b) en la feofita del género Sargassum existe el cauloide;
c) en la feofita Laminaria posee rizoide (falsa raíz), cauloide (falso tallo) y filoide
(falsas hojas).
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1.2.3. FORMACIÓN DE TEJIDOS
La especialización y la división del trabajo entre las células que forman los organismos
animales y vegetales es una marcada tendencia evolutiva. Al especializarse, las células
funcionan con mayor eficiencia, pero al mismo tiempo pierden individualidad y se presenta
una dependencia mutua entre las diversas partes que integran el organismo.
Cuando un conjunto de células adquiere características particulares y se especializa en una
función específica se constituye un tejido.
1.2.3.1. TEJIDOS ANIMALES
En los animales más evolucionados existen cinco tipos fundamentales de tejidos: epitelial,
conectivo, muscular, nervioso y sanguíneo. Ello obedece a patrones específicos de
diferenciación.
Tejido epitelial. Está compuesto por capas de células que cubren la superficie del cuerpo
y revisten los órganos y cavidades internas; además, intervienen en la formación de
glándulas que secretan sustancias. La característica fundamental de este tejido es que sus
células están directamente unidas entre sí mediante una pequeña cantidad de materia
intersticial.
De acuerdo con la forma y función de sus células, se reconocen los seis tipos de epitelios
siguientes:
Epitelios planos. Pueden estar formados por una o varias capas de células.
Presentan células delgadas y aplanadas, que se acomodan entre sí como los
mosaicos. Recubren superficies como las capas externas de la piel (epidermis), y
cavidades de la boca, esófago y vagina.
Epitelios cuboides. Se caracterizan por tener células cúbicas que pueden formar
glándulas; revisten el interior de los túbulos renales, y forman los epitelios
germinales encargados de producir los gametos.
Epitelios cilíndricos. Están formados por células columnares y revisten el interior
del estómago e intestino.
Epitelios ciliados. Sus células son de forma columnar y poseen cilios en su cara
superficial. Recubren el interior de las vías respiratorias y de los oviductos.
Epitelio sensorial. Tiene células muy especializados, capaces de recibir estímulos
del medio exterior, como las células olfativas, los corpúsculos táctiles o los
gustativos.
Epitelio glandular. Está constituido por células columnares o cúbicas capaces de
sintetizar y secretar diversas sustancias. Pueden ser células aisladas, como las
células caliciformes del intestino que producen el jugo intestinal, o formar conjuntos
complejos, como las células del hígado y del páncreas.
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a) Plano
b) Cuboide
c) Cilíndrico
d) Ciliado
e) Sensorial
CORTE ESQUEMÁTICO DE LA PIEL
Tejido conectivo. Este tejido se caracteriza por tener células separadas entre sí por
abundante material intersticial, llamado matriz. Su función principal es la de sostén, al
rellenar los espacios que dejan los otros tejidos u órganos. También actúa como sistema
mecánico, ya que forma el esqueleto de los vertebrados. Se divide en los tipos siguientes:
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Tejido conectivo fibroso. Representa el material que une órganos y tejidos del
cuerpo. Reviste y protege las fibras musculares y las células nerviosas.
Está constituido por células de forma
estrellada, separadas entre sí por una
matriz formada por largas fibras
proteicas que se entrelazan por medio de
una sustancia gelatinosa llamada
colágeno, la cual interviene de manera
activa en los procesos de cicatrización.
Este tejido forma los tendones y
ligamentos que unen los músculos al
esqueleto.
Cartílago. Representa una variedad de tejido conectivo que tiene funciones de
sostén.
Las células cartilaginosas son pequeñas y
se encuentran aisladas o en pequeños
grupos; se localizan en huecos dejados por
la abundante matriz intersticial, la cual es
de naturaleza elástica y firme.
Los cartílagos son el esqueleto temporal de
la mayoría de los vertebrados y sirven de
base para la formación del esqueleto óseo.
En el animal adulto subsisten algunos cartílagos, como los de las orejas, la nariz y las
costillas.
Tejido óseo. Es el tejido que forma los huesos. Su característica principal es que su
matriz, llamada oseína es muy densa y rica en fosfatos y sales de calcio.
Los huesos forman el esqueleto de los vertebrados y dan protección a los órganos de
la cabeza y el tórax.
En el interior de los huesos largos se aloja la médula ósea roja, encargada de
producir glóbulos rojos; asimismo, los huesos constituyen la fuente de reserva de
calcio y fósforo, esenciales para la vida. Al observar al microscopio un corte delgado
de huesos se puede observar la presencia de conductos dispersos llamados canales
de Havers, por donde circula la sangre que nutre al hueso.
Los canales de Havers están rodeados por capas concéntricas de oseína,
interrumpidas por pequeños huecos en donde se encuentran las células óseas; las
cuales están rodeadas de pequeños conductos que las comunican entre sí y con los
canales de Havers.
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Las células óseas pueden ser de dos tipos: las que producen la matriz ósea u oseína,
y otras que se encargan de disolver y absorber dicho material: En la edad avanzada,
la matriz ósea pierde materia orgánica y acumula sales minerales, por lo que los
huesos se vuelven frágiles y más expuestos a las fracturas.
Tejido adiposo. Se integra por células que almacenan grasa; se localiza debajo de
la piel de los organismos para dar protección a órganos y servir como reserva
energética y aislante térmico.
Una variedad de tejido conectivo lo constituye el adiposo, en el cual existen células
llamadas adipositos, que se reparten en la matriz intersticial y almacenan gotas de
grasa.
Tejido muscular. Lo integran células capaces de realizar un trabajo mecánico por medio
de su facultad de contracción. Forma los músculos, que representan los elementos
fundamentales del movimiento: Existen tipos de tejido muscular, que son los siguientes:
Tejido muscular liso. Está formado por células que reciben el nombre de fibras
musculares lisas. Cada una de ellas tiene aspecto fusiforme y su citoplasma se
encuentra formado por filamentos proteicos llamados miofibrillas.
Las fibras musculares lisas se agrupan y forman
los músculos lisos, cuya contracción es lenta e
involuntaria, ya que está controlada por el
sistema nervioso autónomo.
Las paredes de los vasos sanguíneos, del
intestino y del estómago poseen fibras
musculares lisas, por lo que su contracción no
depende de la voluntad del individuo.
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Tejido muscular esquelético o estriado. Está constituido por fibras musculares
estriadas, de forma cilíndrica y multinucleadas. Los núcleos se ubican en la periferia
de la fibra, y su citoplasma está recorrido por bandas claras que alternan con bandas
oscuras, ambas dispuestas transversalmente. Poseen abundantes miofibrillas.
Cada fibra está protegida por una
vaina de tejido conectivo fibroso que
se adhiere al tendón y permite que el
músculo se una al hueso.
Las fibras musculares estriadas se
agrupan y forman los músculos
estriados, que se contraen y relajan
con rapidez.
Los músculos estriados o esqueléticos
representan cerca de 40% del peso del
cuerpo, y su funcionamiento está
controlado por el sistema nervioso
central, por lo que su contracción es
controlada a voluntad.
Músculo cardiaco. Es la variedad de tejido muscular que forma el miocardio
(músculo del corazón).
La fibra muscular cardiaca
es parecida a la estriada,
porque presenta bandas
claras y obscuras y es
multinucleada, aunque los
núcleos ocupan una posición
central, y las fibras se
entrecruzan formando una
red. Su funcionamiento es
involuntario, y se contrae y
relaja con un ritmo especial
que constituye el latido
cardiaco. Aun aislado del
cuerpo al que pertenece, la
fibra cardiaca prosigue su
contracción rítmica por
algún tiempo si se le coloca
en un medio adecuado,
como el suero fisiológico.
Tejido nervioso. Este tejido se encarga de coordinar el funcionamiento de los órganos del
individuo y relacionarlo con el ambiente externo, ya que se recibe las impresiones del
entorno y las convierte en sensaciones o percepciones.
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Neurona. Es la unidad estructural del tejido nervioso. Consta de un cuerpo con
aspecto de estrella, cuyo citoplasma es recorrido por neurofibrillas y posee dos tipos
de prolongaciones: las dendritas y los axones. Las primeras son abundantes, cortas y
muy ramificadas, y conducen los impulsos del exterior hacia el cuerpo celular. Los
axones son poco numerosos (uno o dos, por lo común), largos y solo se ramifican en
su parte terminal; están rodeados por una o más vainas aislantes.
De acuerdo con sus funciones, existen dos tipos de neuronas: las sensitivas, en las
que no se diferencian los axones ni las dendritas, y las motoras, con un largo axón
ramificado en su parte terminal.
Las neuronas sensitivas reciben impresiones, en tanto que las motoras envían
impulsos de movimiento.
Las neuronas se relacionan entre sí mediante la aproximación de las ramificaciones
de un axón de una célula a las dendritas de otra, sin llegar a tener contacto físico. La
relación es de contigüidad, sin que exista continuidad, y recibe el nombre de sinapsis.
Fibras nerviosas. Son el conjunto de axones protegidos por vainas aislantes.
Establecen comunicación entre los diversos órganos
del cuerpo y los centros nerviosos. Pueden ser
sensitivos, motores y mixtos. La señal eléctrica viaja
desde el lugar dañado hasta el cerebro a una
velocidad de 108 km/s, a lo largo de verdaderos
"alambres" llamados fibras nerviosas.
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Células de neuroglia. Representan la trama intersticial del tejido nervioso. Son
células de aspecto estrellado, provistas de numerosas prolongaciones que se
entretejen y forman una red fibrosa.
Tejido sanguíneo. Esta constituido por diversas clases de células, llamadas elementos
figurados de la sangre (eritrocitos, leucocitos y plaquetas), incluidas en una matriz líquida de
naturaleza coloidal (plasma sanguíneo). Sus características son las siguientes:
Eritrocitos o glóbulos rojos.
Son células de forma discoidal, bicóncava, carecen de núcleo
y contienen un pigmento, llamado hemoglobina, que da el
color rojo a la sangre.
En el hombre existen cinco o seis millones de eritrocitos por
mm3 de sangre. Su función es llevar oxígeno a todas las
células del cuerpo y recoger el dióxido de carbono que se
desecha durante la respiración. Miden menos de diez µ
(micras).
Leucocitos o glóbulos blancos. Son células incoloras que pueden tener el núcleo
esférico (linfocitos y monolitos) o lobulado (polimorfonucleados). Estos últimos
poseen granulaciones que se tiñen con diversos colorantes y reciben diferentes
nombres: los basófilos poseen granulaciones que se tiñen de azul con colorantes
básicos como la hematoxilina; los eosinófilos tienen granulaciones que se tiñen de
rojo con colores ácidos; y los neutrófilos, que son gránulos que se tiñen de color
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violeta: Los glóbulos blancos poseen la capacidad de adquirir movimientos
amiboideos, que les permiten ingerir microbios que penetran al organismo, por lo
cual representan un sistema de defensa contra las enfermedades.
LEUCOCITOS AGRANULOCITOS
Linfocitos Monocitos
LEUCOCITOS GRANULOCITOS
Basófilo Neutrófilos Eosinófilos
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En el ser humano existen, en promedio, de 5000 a 7000 leucocitos por mm3 de
sangre. Miden de 25 a 40 µ.
Plaquetas.
Son pequeños corpúsculos de 5 a 6 µ de diámetro, incoloros y
de forma variable; son fragmentos de núcleos de otras células.
Existen alrededor de 250 000 por milímetro cúbico de sangre,
e intervienen en su coagulación.
Plasma sanguíneo. Es la matriz intersticial de la sangre. Está constituido por agua y
diversos materiales, tales como glucosa, sales minerales, hormonas, vitaminas,
grasas, gases y fibrinógeno, que se convierte en fibrina cuando la sangre se coagula.
El plasma transporta materiales a todas las células del cuerpo y recoge sustancias de
desecho.
1.2.3.2. TEJIDOS VEGETALES
En el reino de las plantas también existen patrones de diferenciación y especialización
celular, a partir del grupo de las traqueofitas.
Del embrión de la semilla se forman tejidos diferenciados llamados meristemos o tejidos de
formación, y de los cuales se desarrollan otras clases de tejidos con células más
especializadas; los tejidos fundamentales o parénquimas, los de protección de la planta, los
de resistencia y los de conducción.
Meristemos o tejido de formación. Éstos tienen células especializadas en el desarrollo
y crecimiento de la planta. Los tipos de meristemos son los siguientes:
Meristemos primarios. Derivan directamente del embrión; sus células son de forma
cuboidal y están en continua mitosis. Tienen como función el crecimiento longitudinal
de la planta y la formación de ramas, hojas y flores. Se localizan en las llamadas
yemas de crecimiento que existen en el ápice a punta de los tallos y la raíz, además
de las axilas de las hojas.
Meristemos secundarios. Se originan a partir de los primarios, y tienen como
función el crecimiento en grosor de plantas leñosas que viven más de un año. Son de
dos tipos:
Cambium. Se encuentra entre la corteza y la médula de los troncos de los
árboles, y tienen por función formar tejidos conductores durante todo el año.
Se localiza entre el xilema (vasos leñosos) y el floema (vasos liberianos).
Felógeno. Está representado por una capa de células que se encuentra
debajo de la epidermis y que produce células de cúber o corcho, las cuales
forman la corteza de los árboles.
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TEJIDOS MERISTEMÁTICOS
Tejidos fundamentales o parénquimas. Se originan de meristemos primarios.
Consisten de células de forma más o menos poliédrica, que en ocasiones dejan entre sí
espacios intercelulares. Entre sus variedades se encuentran los siguientes:
Clorénquima. Sus células poseen numerosos cloroplastos y llevan a cabo la
fotosíntesis. Se presenta en los órganos verdes de la planta, sobre todo en las hojas,
en donde forma el parénquima en empalizada.
Parénquima esponjoso o aerénquima. Tiene células dispuestas de manera laxa,
dejando entre sí grandes espacios intercelulares que permiten la circulación del aire.
Abundan en el envés de las hojas y en órganos flotantes de plantas acuáticas.
Parénquima de reserva. Es frecuente en los tallos y raíces de algunas plantas que
almacenan almidón, como las papas o camotes.
Parénquima de resistencia. Está formado por células parenquimatosas que sirven
para dar sostén y resistencia contra presiones, flexiones y tracciones. Comprenden
dos variedades: colénquima y esclerénquima.
Esclerénquima. Está formado por células muertas, cuyas paredes celulares
se impregnan de lignina. Algunas de sus células son largas y forman las
llamadas fibras esclerosas, como las del henequén, la lechugilla y el algodón;
otras células son cortas y reciben el nombre de células pétreas, como las que
se encuentran en la cáscara de nuez, piñón y avellana, o en la parte carnosa
de la pera. Dan resistencia a flexiones y tracciones.
Colénquima. Sus células tienen espaciamientos de celulosa entre los espacios
intercelulares. Se encuentra en los tallos herbáceos y en los pecíolos de las
hojas. Las células que lo forman son células vivas, de consistencia suave y
elástica, lo cual confiere resistencia ante presiones del exterior.
Meristemos primarios: derivan del embrión. Proporcionan el crecimiento longitudinal de las
plantas. Se localizan en las yemas de crecimiento (a).
Meristemos secundarios: derivan de los primarios. Se encargan del crecimiento en grosor del vegetal. Existen dos modalidades:
Cambium, que forma el xilema y floema (b),
Felógeno, que origina la corteza de los árboles (c).
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TEJIDOS FUNDAMENTALES
Tejidos de protección. Están constituidos por células cuyas paredes celulares engruesan
para dar protección a la planta contra los agentes del medio exterior. Pueden ser de dos
tipos: epidermis y suberoso.
Tejido epidérmico. Recubre la superficie exterior de las hojas, partes florales y
raíces y tallos jóvenes. Las células se organizan en una sola capa, las paredes
celulares externas engruesan y se impregnan de una sustancia impermeable llamada
cutina. Por lo común, las células son incoloras y transparentes. Entre ella se
intercalan estructuras particulares llamadas estomas. Cada estoma está formada por
dos células de forma arriñonada, entre las cuales se abre un orificio llamado ostiolo.
Tejido suberoso. Son células producidas por el felógeno, cuyas paredes se
impregnan de súber, que es impermeable y causa la desaparición del núcleo y del
citoplasma, quedando sólo la pared celular. El tejido suberoso forma la corteza de
tallos y raíces leñosas.
TEJIDOS PROTECTORES
Parénquima: constituida por células poliédricas, de paredes delgadas, con plastos y una gran vacuola central (d).
Esclerénquima: con células muertas, cuya pares celular está engrosada y endurecida por lignina. Forma las fibras vegetales y las células pétreas. Da resistencia a las plantas (e).
Colénquima: posee células vivas, con pared de celulosa. Sirve de sostén al vegetal (f).
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Tejidos conductores. Se especializan en transportar diversos materiales dentro de la
planta, como agua, sales minerales y carbohidratos. Pueden ser de dos clases: xilema y
floema.
Xilema. Está constituido por células cilíndricas las paredes se impregnan de lignina.
Ocasionando la muerte de la célula. En este tejido existen dos tipos de células: las
traqueidas, que son células alargadas y delgadas, y los vasos leñosos, que al
impregnarse de lignina forman cilindros con diversas ornamentaciones (anillados,
espirales y punteados). El xilema transporta la savia bruta (agua y sales minerales)
desde la raíz hasta las hojas, en donde se lleva a cabo la fotosíntesis.
Floema. Está representado por las células cribosas o vasos liberianos, que son
células vivas que pierden su núcleo al alcanzar la madurez, pero conservan su
citoplasma. En el floema, el citoplasma de todas las células se comunica a través de
pequeñas perforaciones de pared celular, las cuales constituyen la criba. Así, las
células o vasos cribosos permiten el transporte del alimento disuelto en el agua hacia
las células de la planta. El agua y las sustancias nutritivas forman la savia elaborada
que circula desde las hojas hasta los órganos del vegetal.
TEJIDOS CONDUCTORES
Epidérmico: una capa de células poliédricas vivas que recubre las hojas, partes
florales y raíces y tallos jóvenes (g).
Suberoso: originado por el felógeno, con varias capas de células muertas impregnadas de suberina que forman la corteza de los tallos y raíces leñosas (h).
22
1.2.4. ÓRGANOS: SU FUNCIÓN Y ESTRUCTURA
Un órgano es un conjunto de tejidos agrupados para realizar una o más funciones: Por
ejemplo, el corazón es el órgano animal encargado de bombear la sangre, y la hoja es el
órgano vegetal que efectúa la fotosíntesis, la respiración y transpiración de la planta.
1.2.4.1. ÓRGANOS ANIMALES
Los órganos animales se clasifican, según la función que desempeñan, en respiratorios,
circulatorios, digestivos, reproductores, excretores, etc.
Órganos respiratorios. Son exclusivos de los seres aerobios; su función consiste en
captar y distribuir oxígeno. La superficie corporal de los invertebrados, como la
lombriz, es la encargada de captar el oxígeno; los artrópodos, como la araña,
respiran por tráqueas; los peces y los anfibios en desarrollo lo hacen por medio de
branquias; las aves tienen sacos aéreos y pulmones; los anfibios, los reptiles y los
mamíferos respiran mediante pulmones.
Órganos circulatorios. Realizan la función de distribuir sustancias nutritivas y
oxígeno en todo el organismo. Los invertebrados sólo tienen vasos sanguíneos, en
cambio, los vertebrados poseen corazón y vasos sanguíneos.
Órganos digestivos. Permiten la ingestión y la transformación de los alimentos,
algunos ejemplos de ellos son el saco digestivo, propios de organismos como la
estrella de mar; la boca, el tubo digestivo y el ano de la mayoría de los
invertebrados; la boca, la faringe, el esófago, el estómago, el intestino y el ano de los
vertebrados.
Órganos excretores. Sirven para eliminar las sustancias que los organismos ya no
necesitan. Los órganos excretores de los invertebrados son los nefridios y los túbulos
de Malpighi; de los vertebrados, la uretra, la vejiga y los riñones.
Xilema: sus células más importantes son los vasos leñosos, que son células muertas cuya pared celular está impregnada con lignina. Conducen la savia bruta de la raíz a las hojas (i).
Floema: conjunto de vasos liberianos y células asóciales. Células vivas, alargadas, con paredes celulósicas, comunicadas entre sí a través de perforaciones en las paredes de contacto (cribas). Transportan la savia elaborada desde las hojas a todos los órganos de la planta.
23
Órganos reproductores. También llamados gónadas, se especializan en formar y
almacenar las células sexuales o gametos; se encuentran en la mayoría de los
organismos invertebrados y vertebrados.
1.2.4.2. ÓRGANOS VEGETALES
Una planta está constituida básicamente por los siguientes órganos: la raíz, el tallo, las
hojas, las flores y los frutos.
Raíz. Permite la fijación de la planta en el suelo y la captación de agua y sales
minerales. En su estructura se reconoce la cofia, formada por un grupo de células
protectoras que se localizan en la punta, y los pelos radiculares, prolongaciones de
las células epidérmicas de la raíz cuya función es aumentar la superficie de absorción.
Tallo. Une las raíces con las hojas y desempeña funciones de sostén, conducción y
almacenamiento de sustancias nutritivas.
En el tallo se distinguen cuatro regiones: el nudo, donde brotan las hojas y las
ramas; el entrenudo, sección localizada entre dos nudos; las yemas terminales,
regiones encargadas del crecimiento del tallo, y las yemas axilares, lugares de
crecimiento de ramas nuevas.
Hojas. Son los receptores naturales de la energía solar y, por ende, los principales
órganos vegetales que participan en el proceso fotosintético. Estos órganos reciben
agua, dióxido de carbono y sales minerales y los transforman en glucosa.
Casi todas las hojas poseen limbo o lámina y un peciolo. El limbo es la porción ancha
y aplanada de la hoja; participa en la captación de la energía lumínica y en el
intercambio gaseoso. El peciolo es la estructura que une la lámina con el tallo.
Cuando se hace un corte transversal en el limbo de una hoja, se distinguen los
tejidos epidérmicos y conductores.
El peciolo puede faltar en algunas hojas, como las del maíz y otras gramíneas. Este
tipo de hojas recibe el nombre de sésiles.
Flores. Son órganos reproductores de la planta y constan de las siguientes piezas
florales o verticilos: sépalos, pétalos, estambres y pistilo. Los verticilos se insertan en
el pedúnculo floral.
Los sépalos, de color verde, constituyen el cáliz y los pétalos, de diversos colores, la
corola; ambos son los verticilos externos.
Los estambres son los órganos masculinos; llevan en su extremo superior una
estructura llamada antera, donde se forman los granos de polen. El pistilo es el
órgano femenino, que alberga los óvulos. Los estambres y el pistilo son los verticilos
internos.
Fruto. Constituye el órgano de propagación de los vegetales; en él se distinguen dos
partes: el pericarpio y la semilla.
El pericarpio es la región que cubre las semillas; consta de tres capas: epicarpio,
capa externa; mesocarpio, capa media y carnosa del fruto, y endocarpio, capa
24
interna que rodea la semilla: La semilla está recubierta por una membrana llamada
testa y en el interior contiene al embrión. En la semilla se distinguen los cotiledones,
regiones donde se almacenan sustancias alimenticias.
1.2.5. SISTEMAS DE ÓRGANOS
Todos los seres vivos pluricelulares tienen su origen en una célula huevo, que se divide en
repetidas veces, hasta formar un embrión.
En los animales superiores, el embrión está formado por tres capas de células (ectodermo,
endodermo y mesodermo) de donde derivan todas las células y tejidos que integran el
organismo.
Los niveles de organización en los animales están fundamentados en dos características
comunes: heterotrofismo y movilidad.
1.2.5.1. SISTEMAS DE ÓRGANOS EN LOS ANIMALES
Los tejidos que se especializan en cierta función se agrupan para formar los órganos; por
ejemplo, el corazón de los vertebrados está formado por músculo cardiaco, epitelios, tejido
conectivo fibroso, nervios, etc. Éstos a su vez, se integran en unidades mayores que reciben
el nombre de sistema de órganos, aparatos especializados en una función específica.
Existen tres tipos de sistemas de órganos: sistemas de relación, sistemas de servicio interno
y sistemas de reproducción.
Sistemas de relación
Son los conjuntos de órganos que permiten que el individuo se relacione con su ambiente
exterior. Comprende cuatro sistemas.
Sistema tegumentario. Está representado por la piel que cubre todo el cuerpo y
sus órganos accesorios (pelos, uñas, plumas etcétera). Interviene en la protección
contra la desecación, la regulación de la temperatura y los procesos de cicatrización.
Sistema esquelético. En los invertebrados forma un aparato de sostén y actúa
también como cubierta protectora. En los vertebrados constituye el sostén del
cuerpo, es el elemento pasivo del movimiento y protege órganos internos como el
encéfalo, el corazón y los pulmones.
Sistema muscular. Está formado por distintas clases de músculos, órganos activos
del movimiento, los cuales ejecutan los movimientos cuando son estimulados por el
sistema nervioso. El sistema muscular es exclusivo de los animales.
Sistema nervioso. Es exclusivo de los animales. Las células nerviosas están
capacitadas para responder rápidamente a los estímulos del medio generando el
impulso nervioso. El sistema nervioso transmite el impulso nervioso de una a otra
parte del animal, mediante redes de neuronas que llevan el impulso desde los
25
receptores sensoriales de los órganos de los sentidos hasta los centros nerviosos
(encéfalo y médula espinal) y de ahí a los órganos efectores o músculos.
Se encarga de establecer relaciones entre el organismo y su ambiente exterior, ya
que por medio de la irritabilidad (en metazoarios inferiores) o de la sensibilidad (en
los organismos más evolucionados). Está complementado por los órganos de los
sentidos que actúan como receptores de estímulos.
Sistemas de servicio interno
Estos sistemas intervienen en el metabolismo celular y en los procesos de homeostasis o
autorregulación del organismo. Comprende los siguientes sistemas.
Sistema neuroendocrino. Está constituido por las glándulas de secreción interna,
cuyos productos u hormonas se vierten directamente a la sangre. Está encargado de
producir hormonas, sustancias químicas que se producen en las glándulas
endocrinas. Las hormonas regulan las actividades como el crecimiento y la
reproducción. Trabaja en íntima relación con el sistema nervioso y así coordinan el
funcionamiento de los otros sistemas.
Sistema digestivo. Degrada los alimentos en moléculas simples para que éstas
puedan entrar en las células. El proceso de transformación de los alimentos se como
digestión. Por lo tanto, su función consiste en ingerir alimentos, digerirlos y
desdoblarlos en sustancias sencillas que son absorbidas por las vellosidades
intestinales para distribuirlas a todo el organismo. Los desechos son conducidos al
exterior como excrementos. La digestión de los animales se efectúa fuera de la
célula; el tubo digestivo de los vertebrados se divide en órganos especializados, los
cuales captan, transportan y transforman el alimento.
Sistema circulatorio. Actúa como enlace entre los sistemas digestivo, respiratorio y
excretor. Se encarga de la distribución de las sustancias que las células necesitan,
como alimentos, oxígeno y hormonas; también se ocupa de recoger los productos de
desecho de la nutrición para llevarlos hasta los sitios de expulsión. En otras palabras,
por medio de la sangre transporta alimento y oxígeno a todas las células y recoge
materiales de desecho metabólico. El líquido circulante de los animales invertebrados
o hemolinfa se distribuye en el cuerpo por los vasos sanguíneos; en los vertebrados,
la sangre se distribuye a través de conductos llamados arterias, capilares y venas, en
ambos casos el líquido es impulsado por el corazón.
Sistema respiratorio. Es el encargado de efectuar el intercambio gaseoso entre la
sangre y el ambiente exterior. En los animales tiene como finalidad obtener oxígeno
para liberar la energía almacenada en los alimentos. Algunos animales, como la
lombriz, obtienen el oxígeno directamente del medio, a través del tejido epidérmico;
otros animales consiguen el oxígeno por medio de órganos especializados, como las
tráqueas de los insectos, las branquias de los peces, los sacos aéreos de las aves y
los pulmones de los anfibios, reptiles y mamíferos. Los animales más simples tienen
respiración por difusión a través de la piel, y los más evolucionados existen
branquias, tráqueas o pulmones.
Sistema excretor. Su función consiste en expulsar del organismo los desechos del
metabolismo celular (agua, sales minerales y ciertas sustancias tóxicas para el
organismo) e intervenir en la osmorregulación. Los animales poseen órganos
26
especializados para realizar la excreción de agua y sales: los riñones, la vejiga y la
uretra de los vertebrados.
Sistema linfático. Los vasos linfáticos son un sistema auxiliar para el retorno de
líquido de los espacios tisulares a la circulación.
Existe un líquido de los capilares linfáticos, el cual es llamado linfa. En las uniones de
los vasos linfáticos hay agregados de células, los ganglios linfáticos, que producen
una clase de glóbulos blancos, los linfocitos, y por filtración mantienen fuera las
bacterias, de modo que no entren en el sistema sanguíneo.
Sistema de reproducción
Tiene como objetivo la conservación de la especie. Se encarga de producir los gametos
que, por medio de la fecundación permiten la continuidad de la vida. Cuando la
reproducción es asexual, las propias células del individuo forman un nuevo ser; sí la
reproducción es sexual, se necesita la unión de dos células, llamadas gametos, una
masculina y otra femenina. Los gametos se forman en órganos especializados llamadas
gónadas.
Los gametos de los animales se reproducen generalmente en individuos diferentes. Los
animales machos forman los gametos masculinos o espermatozoides en los testículos,
mientras que los animales hembras generan los gametos femeninos u óvulos en los
ovarios.
1.2.5.2. SISTEMAS DE ÓRGANOS EN VEGETALES
Los órganos se agrupan para desempeñar una función en el organismo y, de esta forma, dan
origen a un sistema. Las plantas sólo poseen sistemas circulatorio y reproductor; la
respiración, la nutrición y la excreción son procesos que se realizan en hojas y tallos; estos
procesos están relacionados con los mecanismos de captación de oxígeno y nutrientes, la
circulación, la transpiración y la fotosíntesis.
Sistema circulatorio. Se encarga de la distribución de las sustancias que las células
necesitan, como alimentos y oxígeno; también se ocupa de recoger los productos de
desecho de la nutrición para llevarlos hasta los sitios de expulsión.
El sistema circulatorio de los vegetales está compuesto por varios tipos de vasos o
conductos por donde transitan los líquidos circulatorios. La savia es el líquido
circulatorio de las plantas; ésta recorre un sistema de vasos conductores llamados
xilema y floema.
Sistema de reproducción. Para la reproducción sexual, es necesaria la unión de
dos células, llamadas gametos, una masculina y otra femenina. Los gametos se
forman en órganos especializados llamadas gónadas.
Las gónadas de la mayoría de las plantas se encuentran en un mismo individuo,
formando la flor, la cual produce los gametos masculinos o polen en las anteras de
los estambres y los gametos femeninos u óvulos en el ovario del pistilo.
Las plantas respiran obteniendo el oxígeno directamente del medio, a través del
tejido epidérmico.
27
La digestión de las plantas se realiza en las mismas células.
Los órganos de excreción de las plantas son las hojas; a través de éstas, se expulsa
el agua mediante el proceso llamado transpiración.
Las hormonas regulan las actividades de las plantas, como el crecimiento y la
reproducción.
1.3. ESTRUCTURA Y FUNCIÓN DE LOS ORGANISMOS PLURICELULARES
1.3.1. PROCESOS METABOLICOS
Podemos definir al metabolismo como el conjunto de procesos que utilizan y transforman
energía, con los cuales funciona el organismo de los seres vivos.
Los seres vivos son sistemas abiertos que conservan su estabilidad mediante un continuo control
sobre el intercambio de sustancias y energía tanto dentro del propio organismo como con el
medio en el que se encuentran, de tal manera que los individuos puedan mantener y continuar
con las características y el funcionamiento propios.
A los procesos de síntesis de los componentes celulares que originan aumento de tejidos y por
tanto el crecimiento del individuo se les llama anabolismo. A los procesos de degradación se les
conoce como catabolismo. En la vejez el catabolismo supera al anabolismo.
El metabolismo se realiza principalmente a partir de la nutrición y la respiración. Mediante la primera
función los organismos adquieren sus alimentos provenientes del medio exterior, es decir, la
materia y energía del medio es utilizada por los seres vivos en la síntesis de nuevos componentes y
en el funcionamiento, el crecimiento, la reproducción y el mantenimiento de su organismo. La
liberación o producción de energía se realiza por medio de la respiración, que, como sabemos,
consiste en una degradación controlada de los alimentos que se lleva a cabo a nivel celular. La
energía que se obtiene puede ser transferida y almacenada temporalmente en forma de ciertos
compuestos con fósforo (ATP), para ser utilizada de inmediato o posteriormente en la realización
de todas las funciones.
Los productos de desecho que resultan del metabolismo son eliminados del organismo por medio
de la excreción. Durante el metabolismo, los seres vivos transfieren sustancias del medio exterior
al interior de su organismo en el que transforman unas y expulsan otras.
1.3.1.1. NUTRICIÓN
REQUERIMIENTOS DEL ORGANISMO PARA MANTENER SUS FUNCIONES BÁSICAS
El aparato digestivo del hombre es uno de los más importantes, puesto que de éste,
normalmente depende el buen funcionamiento de todos los demás órganos o aparatos que
forman el cuerpo. Los nutrientes se dividen en orgánicos, inorgánicos y vitaminas:
Nutrientes orgánicos. Son los carbohidratos, proteínas y grasas, estos compuestos cuando
son digeridos se desdoblan en sus componentes más pequeños, por ejemplo, los
carbohidratos en monosacáridos, las proteínas en aminoácidos y las grasas en glicerol y
28
ácidos grasos, la fuente de estos compuestos es diversa además sus funciones varían
(cuadro 1).
Cuadro. 1. Compuestos orgánicos, funciones y fuentes
NUTRIENTE FUNCIÓN CORPORAL FUENTE
Carbohidratos Suministran energía Cereales, pan, pastas, tapioca,
frutas
Grasas Suministran energía
Mantequilla, crema, grasas para
pastelería, aceites, quesos,
margarina, nueces, carne.
Proteínas
Utilizadas para el crecimiento,
conservación y reparación de las
células: elaboración de enzimas.
Carnes magras, huevos, leche,
trigo, frijoles, chícharos, queso.
Nutrientes inorgánicos. Dentro de los nutrientes inorgánicos están el agua y los
minerales. El agua es importante por que cumple varias funciones, entre las cuales están las
siguientes: Es el solvente en que actúan las enzimas, la sangre tiene del 91 % al 92 % de
agua, los desechos que salen de las células se disuelven en agua además, ésta regula la
temperatura corporal.
Cuando no se bebe agua esta se empieza a perder en los espacios intercelulares,
posteriormente, empieza a faltar en las células mismas, las cuales dejan de funcionar y
mueren, la pérdida de agua de un organismo se conoce como deshidratación.
Los minerales son importantes porque cumplen varias funciones vitales. El calcio y fósforo se
usan para la construcción de huesos y dientes, el calcio también se usa para el
funcionamiento de la membrana plasmática y en la coagulación sanguínea, el calcio y
magnesio se usan para la actividad nerviosa y muscular, el fósforo es componente del ATP,
ADP, ARN y ADN y el hierro se usa para formar eritrocitos. En el cuadro 2 se encuentran los
principales minerales su función y su fuente.
Cuadro 2. Principales minerales, su función y la fuente
SUSTANCIA ESENCIAL PARA: FUENTE
AGUA Composición de las células, líquido
tisular y sangre: disolución de
sustancias.
Agua potable: todos los
alimentos (se libera durante la
oxidación).
MINERALES
Sales de sodio Sangre y otros tejidos corporales. Sal de mesa, verduras.
Sales de calcio Depósitos en huesos y dientes,
corazón y nervios.
Leche, cereales enteros,
verduras, carnes.
Sales de fósforo Depósito en huesos y dientes:
formación de ATP, ácidos nucleicos.
Leche, cereales enteros,
verduras, carnes.
29
Sales de magnesio Actividad muscular y nerviosa. Verduras.
Sales de hierro Formación de eritrocitos. Verduras, hígado, carnes, uva
y ciruela pasa.
Yodo Producción de secreción tiroidea. Alimentos marinos, agua, sal
yodada.
Sales de potasio Conservación del equilibrio
acidobásico: crecimiento.
Legumbres, cítricos, plátanos,
duraznos.
Vitaminas. Estos compuestos son requeridos en pequeñas cantidades para el crecimiento y
funcionamiento del organismo, el exceso de algunas vitaminas o ausencia de ellas pueden
ocasionar enfermedades. En un principio, a las vitaminas se les asignó una letra ejemplo A B
C…, pero se descubrió que algunas estaban formadas por varios componentes, como es el
caso del complejo B y a cada componente se le llamó B1 B2, B3 etc., sin embargo, en la
actualidad se siguen usando letras. Las vitaminas se obtienen principalmente de plantas y
bacterias, el hombre sintetiza vitamina D, cuando su piel se expone a rayos solares. Las
vitaminas se dividen en liposolubles e hidrosolubles, las primeras (A, D, E y K), se
almacenan en tejidos grasos, por lo que no se necesitan en la comida diaria y las segundas
(C y grupo B) no se almacenan por lo que se requiere en la comida diaria.
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Cuadro 3. Principales vitaminas, su fuente y las enfermedades que ocasionan
cuando faltan
VITAMINAS MEJORES FUENTES ESENCIAL PARA:
ENFERMEDADES POR
DEFICIENCIA Y
SÍNTOMAS
Vitamina A
(liposoluble)
Aceite de hígado de
pescado, hígado ,
riñones, verduras,
legumbres amarillas,
frutas amarillas,
jitomates,
mantequilla y yema
de huevo.
Crecimiento, salud de
los ojos, estructura y
función de las células
de la piel y las
mucosas.
Retraso del crecimiento,
ceguera nocturna,
susceptibilidad a las
infecciones, cambios en
piel y mucosas, formación
defectuosa de los dientes.
Vitamina B1
(tiamina:
hidrosoluble).
Carne, fríjol de soya,
leche, granos
enteros, legumbres.
Crecimiento,
metabolismo de
carbohidratos,
función del corazón,
nervios y músculos.
Beri-beri, pérdida de
apetito y peso corporal,
trastornos nerviosos,
menos resistencia a la
fatiga, digestión
defectuosa.
Vitamina B2 o G
(riboflavina:
hidrosoluble).
Carne roja y de aves,
frijol de soya, leche,
verduras, huevos,
levadura.
Crecimiento, salud de
la piel y boca,
metabolismo de
carbohidratos,
función de los ojos.
Retraso del crecimiento,
disminución de agudeza
visual, inflamación de la
lengua, envejecimiento
prematuro, intolerancia a
la luz.
Vitamina B3
(niacina:
hidrosoluble).
Carne roja, de ave y
pescado, crema de
cacahuate, papas,
granos enteros,
jitomates, verduras
de hoja.
Crecimiento,
metabolismo de
carbohidratos,
función del estómago
y del intestino,
función de sistema
nervioso.
Pelagra, lengua lisa,
erupciones dérmicas,
trastornos digestivos,
trastornos mentales.
Vitamina B12
(hidrosoluble).
Verduras, hígado. Prevención de
anemia perniciosa.
Reducción de número de
eritrocitos.
Vitamina C
(ácido
ascórbico:
hidrosoluble)
Cítricos, otras frutas,
jitomates, verduras
de hoja.
Crecimiento,
conservación de la
fuerza de vasos
sanguíneos,
formación de los
dientes, salud de
encías.
Escorbuto, encías
dolorosas, hemorragias
alrededor de huesos,
tendencia a equimosis.
31
Vitamina D
(liposoluble).
Aceite de hígado de
pescado, hígado,
leche enriquecida,
huevos, alimentos
irradiados.
Crecimiento,
regulación del
metabolismo de
calcio y fósforo,
elaboración y
conservación de
huesos y dientes.
Raquitismo, huesos
blandos, malformación de
los dientes, caries dental.
Es de suma importancia que todas las personas cuiden su alimentación, esta debe ser
higiénica, suficiente, equilibrada y adecuada. Realizar todo esto, significa que la persona va
a tener una nutrición que le va a permitir tener un cuerpo sano con energías para realizar
las actividades que requiere en su vida diaria. Sus células y tejidos trabajaran en forma
ordenada elaborando material, que necesita para su crecimiento, mantenimiento y buen
funcionamiento.
1.3.1.1.1. SISTEMA DIGESTIVO
Está formado por un tubo que se divide en: Boca, faringe, esófago, estómago, intestino
delgado, intestino grueso y órganos accesorios como dientes, glándulas salivales, hígado,
vesícula biliar y páncreas.
El tubo mide de largo de 8 a 9 m, empieza con la boca y termina con el ano, tiene las
siguientes funciones:
Digestión de los alimentos.
Absorción de los productos digeridos.
Eliminación de los alimentos no digeridos.
A continuación se describen cada una de las partes que forman el aparato digestivo y sus
funciones:
1.3.2.1.1. BOCA
Está situada en la parte inferior de la
cara, en este órgano se encuentran los
labios, mejillas, paladar, lengua, dientes
y saliva. Aquí se inicia el acto de tragar,
proceso conocido como deglución y se
divide en etapa voluntaria, que se realiza
en la boca, el alimento se empuja hacia
la faringe con ayuda de la lengua y etapa
involuntaria que se realiza en la faringe y
el esófago, permitiendo éstos el paso
automático de los alimentos.
Dentro del maxilar inferior y superior
están los dientes, los humanos tienen
dos denticiones: de leche y permanente.
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En la cavidad bucal desembocan los conductos de las glándulas salivales, éstos secretan
saliva que humedece y ayuda a la masticación: Existen tres pares de glándulas salivales:
submaxilares, sublinguales y parótidas.
La saliva contiene dos tipos de secreciones proteicas:
Secreción serosa, que contiene tialina (alfa-amilasa), enzima que descompone el
almidón en maltosa y la enzima lisozima que ataca paredes de bacterias y mantiene
la boca libre de infecciones.
Secreción mucosa, contiene mucina con funciones lubricantes.
Las funciones que se realizan en la boca son la ingestión, masticación e insalivación, en este
órgano los alimentos se transforman en bolo alimenticio, con ayuda de la lengua, dientes,
mejillas y saliva.
1.3.2.1.2. FARINGE
Es un conducto común del aparato
digestivo y aparato respiratorio, se
comunica con la laringe y el oído
medio. La faringe sirve para conducir
alimentos y aire.
Cuando los alimentos pasan de la boca
al esófago, la entrada de la laringe se
cierra con una estructura cartilaginosa
llamada epiglotis, manda el alimento al
esófago e impide que pase a la laringe.
La úvula y el paladar evitan que el
alimento pase a la parte nasal. La
enfermedad más frecuente de este
órgano es la faringitis.
El esófago, estómago, intestino
delgado e intestino grueso tienen
cuatro capas en común: La mucosa, la
submucosa, la muscular externa y la
serosa.
Mucosa. Tiene tres capas, capa epitelial, capa de tejido conjuntivo y una capa de músculo
liso llamada muscularis mucosae.
Submucosa. Está formada por tejido conectivo laxo y elástico, este tejido da sostén a la
mucosa y la une con la muscular externa, en su interior hay vasos
sanguíneos y células ganglionares que corresponden al sistema nervioso
autónomo.
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Muscular externa. Está formada por dos capas de músculo liso, éste es responsable de los
movimientos peristálticos que permiten el tránsito de los alimentos por el
tubo digestivo.
Serosa. Presenta células planas donde el tubo está libre formando el peritoneo y en donde
el tubo se fija a estructuras vecinas se funde con el tejido conjuntivo.
Las características específicas de cada una de ellas dependen de la función que realice cada
órgano.
1.3.2.1.3. ESÓFAGO
Este órgano participa en la deglución, conecta la faringe con el estómago mide cerca de 30
cm, por medio de movimientos peristálticos conduce los alimentos al estómago. Al final de
este conducto hay una válvula llamada cardias que se abre para que pase el alimento al
estómago, después se cierra y evita que regrese el alimento. Las paredes del esófago le
agregan moco al alimento para facilitar su transporte.
1.3.2.1.4. ESTÓMAGO
Es la parte ensanchada del aparato
digestivo, tiene forma de letra “J”, está
situado debajo del diafragma y hacia la
izquierda de la cavidad abdominal, sus
partes principales son: Fondo (porción
de arriba), cuerpo central y la región
pilórica.
En la mucosa del estómago se
encuentran tres tipos de glándulas, que
secretan pepsina, ácido clorhídrico y
mucus, que juntos forman el jugo
gástrico, la secreción de éste es
regulada por la hormona gastrina.
En el estómago por acción del jugo gástrico el bolo alimenticio se transforma en quimo, éste
pasa al intestino delgado cuando se abre el píloro, válvula que se encuentra entre estómago
e intestino delgado, después que pasa el alimento se vuelve a cerrar evitando que el
alimento regrese. El alimento dura dos o tres horas en el estómago, el almacenamiento es
de aproximadamente 1.5 litros, posteriormente se vacía y después de algunas horas se
siente la sensación de hambre.
34
1.3.2.1.5. INTESTINO DELGADO
Es un tubo que se encuentra en la cavidad abdominal, comunica al estómago con el intestino
grueso, mide cerca de 7 m por 3 cm de diámetro. Presenta tres partes, la primera (fija)
llamada duodeno tiene cerca de 25 cm, se continua con el yeyuno, que mide cerca de 2 m
de largo y, después, está la última porción, que es la más larga, el íleon, mide cerca de 5 m
de largo, éstas dos últimas partes son móviles.
La mucosa del intestino delgado tiene glándulas mucosas llamadas glándulas de Brunner,
éstas secretan moco que protege al duodeno del jugo gástrico. También existen en el
intestino hoyos que se conocen con el nombre de criptas de Lieberkuhn, aquí se secreta un
líquido con bicarbonatos que tiene un pH de 7.5 a 8.0, este provee un medio acuoso para la
35
absorción del quimo cuando entra en contacto con las vellosidades. Las células epiteliales de
las vellosidades contienen enzimas que digieren el alimento al atravesarlas.
Digestión. En el intestino se realiza la digestión y absorción de los alimentos. A nivel del
duodeno se vierten dos secreciones, la bilis y el jugo pancreático. El hígado secreta la bilis,
ésta se almacena en la vesícula biliar, la cual, se vierte en el duodeno por medio del
colédoco. Por otro lado, el conducto pancreático que procede del páncreas desemboca en
esa misma altura y vierte el jugo pancreático.
Las enzimas del intestino delgado son activas en soluciones alcalinas, siendo las siguientes:
Peptidasa. Completan la digestión de las proteínas hasta aminoácidos.
Maltasa. Divide la maltosa en glucosa.
Lactasa. Actúan sobre el azúcar de la leche (lactosa) y la transforman en glucosa y fructosa.
Sacarasa. Dividen la sacarosa en glucosa y fructosa.
Lipasa intestinal. Fragmenta grasas neutras en glicerol y ácidos grasos.
El 95 a 99 % de la digestión de las grasas ocurre en el intestino delgado, el otro porcentaje
se realiza en el estómago por acción de la lipasa gástrica. La bilis rompe los glóbulos de
grasas y en esa forma la lipasa pancreática, digiere las grasas en monogliceridos y ácidos
grasos a esto se le conoce como emulsión de las grasas.
El jugo pancreático contiene:
Lipasa. Hidroliza moléculas de grasas en ácidos grasos y glicerol.
Amilasa. Digiere el almidón en maltosa.
Proteasa. Incluye varias enzimas como la tripsina, quimiotripsina y la carboxipeptidasa, que
completan la digestión, de los polipéptidos y proteínas que no se digirieron en el
estómago.
Por otro lado, el páncreas también secreta el bicarbonato de sodio que neutraliza la acidez
del quimo y eleva el pH cerca de 8.0.
En conclusión, el jugo pancreático, la bilis y las enzimas intestinales completan la digestión
de las tres clases de alimentos: Carbohidratos, grasas y proteínas, transformándolas en
substancias solubles como azúcares simples, ácidos grasos, glicerol y aminoácidos.
Absorción. Los monosacáridos, los aminoácidos y las vitaminas solubles en agua, se
absorben por difusión y transporte activo hacía los capilares sanguíneos de las vellosidades y
de aquí pasan al hígado por la vena porta hepática, después pasan a vasos sanguíneos que
transportan alimento a las células del cuerpo. Cuando la sangre llega a los capilares el
alimento penetra a las células. Los monoglicéridos, ácidos grasos libres, colesterol y
vitaminas liposolubles penetran en las vellosidades y son transportados por los vasos
quilíferos del sistema linfático y éste los distribuye a todo el cuerpo.
36
1.3.2.1.6. INTESTINO GRUESO
Mide aproximadamente 1.5 m de largo por 6.5 cm de diámetro, está formado por ciego y
apéndice ileocecal, colon, recto y canal anal. Al final del intestino delgado está la válvula
ileocecal, ésta se abre y deja pasar el alimento no digerido y el agua al intestino grueso.
En el ciego se forma una invaginación conocida como apéndice, cuya función se desconoce,
el ciego se continúa con el colon, el cual, se divide en ascendente, transverso y
descendente.
Las principales funciones del intestino grueso son absorber el agua del material que llega,
formación y almacenamiento de heces y la síntesis de algunas vitaminas por acción de las
bacterias, además, con este proceso, la materia de desecho se solidifica, permanece junta
por acción del moco secretado por este órgano y se convierte en heces fecales, las cuales se
almacenan en el recto, siendo eliminadas por el ano en la defecación, el ano presenta
esfínteres o válvulas que se abren para dejar pasar las heces, después se vuelven a cerrar.
37
En el cuadro 4 se mencionan los órganos de digestión, la secreción que produce y su
actividad.
Cuadro. 4. Órgano de digestión, secreción y actividad.
SITIO DE
DIGESTIÓN
SECRECIÓN
PRODUCIDA ACTIVIDAD DIGESTIVA
Boca Saliva
Amilasa
Moco
Agua
Transforma almidón en maltosa
Lubrica
Humedece, ablanda.
Esófago Moco Lubrica
Estómago Jugo gástrico
HCl
Pepsina
Moco
Renina
Activa la pepsina (reduce el pH), mata las
bacterias, desintegra tejidos en alimentos,
cuaja la leche en adultos.
Rompe vínculos peptídicos; reduce la longitud
de moléculas de proteína.
Protege el revestimiento estomacal.
Cuaja la leche en lactantes.
Intestino delgado Jugo intestinal
Peptidasa
Maltasa
Lactasa
Sacarasa
Moco
Ayuda a neutralizar el pH del material que
proviene del estómago.
Transforma los péptidos en aminoácidos.
Divide la maltosa en glucosa.
Divide la lactosa en glucosa + galactosa.
Divide la sacarosa en glucosa + fructosa.
Lubrica.
ÓRGANOS
ACCESORIOS
SECRECIÓN
PRODUCIDA ACTIVIDAD DIGESTIVA
Páncreas
Hígado
Jugo pancreático
Tripsina
Amilasa
Lipasa
Bilis
Transforma la proteína en péptidos.
Transforma el almidón en maltosa.
Transforma las grasas en ácidos grasos y
glicerol.
Emulsifíca las grasas, ayuda a neutralizar el pH
del material que proviene del estómago.
38
1.3.2.1.7 HÍGADO
Es el órgano más voluminoso del cuerpo, pesa alrededor de 1.5 kg, se encuentra en la
cavidad abdominal, bajo el diafragma, presenta dos lóbulos, derecho e izquierdo, el más
grande es el derecho.
La vesícula biliar tiene forma de pera, cuando se vacía al duodeno el esfínter biliar se cierra,
la bilis fluye por el conducto cístico llenando la vesícula, media hora después de ingerir
alimentos, la vesícula se contrae y la bilis se vacía al duodeno, este mecanismo está
controlado por estímulos nerviosos y hormonales. La bilis es un fluido verde formado por
sales biliares, bilirrubina, colesterol, proteínas y enzimas.
El hígado tiene como función regular la composición de la sangre y de los fluidos que
impregnan los tejidos. La sangre de la vena portahepática contiene nutrientes, éstos en el
hígado se clasifican, reempaquetan y almacenan, desde aquí son distribuidos a todas las
células del cuerpo de acuerdo a su requerimiento.
La glucosa es transformada en glucógeno y se almacena en el hígado igual que en el
músculo, cuando bajan los niveles de glucosa en sangre, el glucógeno se convierte en
glucosa, esto mantiene la concentración de glucosa en la sangre, el mecanismo es
controlado por las hormonas insulina, glucagón y adrenalina.
39
Las principales funciones del hígado son:
Almacenamiento. Almacena vitaminas A, B12, D, E y K, hierro, potasio, carbohidratos en
forma de glucógeno. Todos ellos regresan a la circulación cuando son
requeridos.
Transformaciones. Metaboliza el amoniaco en urea que es eliminada por los riñones,
transforma carbohidratos en aminoácidos y viceversa, degrada y excreta
hormonas. La hemoglobina liberada por la destrucción de los glóbulos rojos
viejos, es transformada en bilis y otros pigmentos, siendo éstos excretados en
la orina.
Síntesis. Produce proteínas de la sangre como por ejemplo el fibrinógeno y protrombina
que intervienen en la coagulación sanguínea.
Las enfermedades más frecuentes del hígado son: Hepatitis producida por virus y la cirrosis
cuyas causas principales son el alcohol y la hepatitis previa, entre otras.
1.3.2.1.8 PÁNCREAS
Es una glándula de secreción mixta, exocrina y endocrina, tiene forma de martillo. Está
formada por grupos de células glandulares externas llamadas acinos, que al interior
producen el jugo pancreático, el cual, sale por el conducto pancreático. Entre los acinos
están los islotes de Langerhans que producen la insulina. Las enfermedades más frecuentes
de páncreas son pancreatitis y tumores.
40
1.3.1.1.2. ALIMENTACIÓN, DIGESTIÓN Y NUTRICIÓN
1.3.1.1.2.1. ALIMENTACIÓN
Es el acto de suministrar alimento al cuerpo humano. Es necesario al organismo ya que le
proporciona el combustible para producir la energía imprescindible para la vida; las materias
primas para el propio crecimiento y para la sustitución de los tejidos gastados; las
vitaminas, las proteínas y las demás sustancias indispensables a los procesos químicos que
suceden en su interior.
1.3.1.1.2.2. NUTRICIÓN
Es el proceso mediante el cual el organismo ingiere, modifica, absorbe y usa el alimento. Los
alimentos no se usan en la forma que se ingieren. En cada ser vivo, ocurren tres procesos
antes de que sean utilizados y son los siguientes:
1.3.1.1.2.3. DIGESTIÓN
Es el proceso en el que grandes moléculas se convierten en moléculas pequeñas por acción
de enzimas.
1.3.1.1.2.4. ABSORCIÓN
El material digerido pasa del intestino al torrente sanguíneo para ser distribuido a todas las
células del cuerpo.
1.3.1.1.2.5. ASIMILACIÓN
El alimento digerido es usado por las células para elaborar sus propios compuestos que
serán utilizados para su crecimiento y conservación.
1.3.1.2. RESPIRACIÓN
La respiración es el conjunto de fenómenos que permite incorporar el oxígeno del aire al
organismo y expeler de éste el anhídrido o ácido carbónico acumulado. Comprende dos
fases: inspiración y espiración. Podemos decir que durante la respiración existe un
intercambio de gases entre el organismo y el medio ambiente. Es así que en los organismos
superiores la respiración se realiza mediante membranas delgadas que se ponen en contacto
con el exterior y que la sangre venosa una vez oxigenada se transforma en sangre arterial.
El desprendimiento de bióxido de carbono y absorción de oxígeno es la base biológica de la
respiración en los animales. Para que el hombre tenga una buena respiración, el aire
atmosférico tiene que pasar por una serie de conductos hasta llegar a los alvéolos
pulmonares.
1.3.1.2.1. SISTEMA RESPIRATORIO
El aparato respiratorio del hombre y de otros vertebrados de respiración aérea está formado
por los pulmones y unos conductos por cuyo interior circula el aire que llega a los mismos.
Este aire penetra en el organismo por las ventanas de la nariz, las que se abren en la
41
cavidad nasal, extensa y situada encima de la boca y debajo de la caja craneal. Esta cavidad
donde se encierran los órganos del sentido del olfato está tapizada de un epitelio secretor de
moco. Al circular por la misma, el aire se purifica, humedece y calienta; si sus capilares se
dilatan y el moco se secreta en exceso, la nariz queda "obstruida", síntoma característico del
catarro.
El aire sigue adelante y penetra en la faringe por las coanas, ventanas posteriores de la
cavidad nasal. En la faringe se entrecruzan los conductos de los aparatos digestivo y
respiratorio. Los alimentos pasan de la faringe al estómago llevados por el esófago, en tanto
el aire va a los pulmones por el camino de la laringe y la tráquea. Con el fin de evitar que los
primeros penetren en estos conductos (lo cual motivaría la lesión del delicado epitelio que
los recubre) siempre que se deglute, se aplica al orificio superior de la laringe una especie
de válvula llamada epiglotis; este movimiento es reflejo. Por excepción este mecanismo
automático no funciona a la perfección y se despierta entonces un acceso de tos, debido a
qué las substancias sólidas han seguido un camino erróneo.
La laringe, o caja de la voz, cuyo contornó se percibe desde fuera por lo que se llama la
"nuez" o "bocado de Adán", contiene las cuerdas vocales, repliegues de epitelio que vibran al
pasar el aire entre ellas, con producción consecuente dé sonidos. Unos músculos regulan la
tensión de las cuerdas, para que a voluntad varíe el tono. La tráquea se distingue
perfectamente del esófago en que está protegida por anillos de cartílagos encajados en sus
paredes, con el fin de que la luz traqueal esté siempre abierta; durante la inspiración la
presión del aire en la tráquea es inferior a la atmosférica y, de no haber anillos rígidos, el
tubo se aplastaría.
A la altura de la primera costilla la tráquea se divide en dos bronquios cartilaginosos, cada
uno dirigido a un pulmón. En el interior de éste cada bronquio se subdivide en bronquíolos,
los cuales a su vez se vuelven a dividir en conductos cada vez de diámetro más reducido,
hasta las cavidades finales, llamadas sacos aéreos. En las paredes de los vasos más
42
pequeños y de los sacos aéreos se encuentran unas cavidades diminutas en forma de copa,
conocidas como alvéolos, por fuera de las cuales se disponen tupidas redes de capilares
sanguíneos. Las moléculas de oxígeno y de bióxido de carbono pasan con facilidad a través
de las paredes tenues y húmedas de los alvéolos. La superficie alveolar total por donde los
gases pueden difundirse es de 93 m2, más de 50 veces el área de la piel.
El pulmón y la cavidad torácica donde está contenido se cubren de unas hojas de epitelio liso
y delgado que se conocen como pleura. Se conserva húmeda para que los movimientos
respiratorios se hagan apenas sin fricción. La presión en la cavidad pleural (o sea, la que
está entre las dos capas de la pleura) generalmente es inferior a la atmosférica. La
elasticidad de los pulmones tiende a que se separen ligeramente de la pared torácica, lo que
crea un vacío relativo en la cavidad pleural.
La cavidad torácica está cerrada, de modo que no tiene comunicación con la atmósfera ni
con ninguna otra cavidad del organismo. En la parte superior y a los costados está limitada
por la pared, la cual contiene las costillas, en tanto por la parte inferior se extiende un
músculo estriado, como si fuera una cúpula, conocido como diafragma.
1.3.2.2.2. MECÁNICA DE LA RESPIRACIÓN
Es necesario distinguir claramente entre respiración (intercambio de gases entre una célula
y su medio, que en el ser humano consta de tres fases: respiración externa, transporte por
la corriente sanguínea y respiración interna) y los movimientos respiratorios que son
sencillamente el proceso mecánico de hacer pasar aire al interior de los pulmones
(inspiración) y expulsarlo de nuevo al exterior (espiración). Como los capilares pulmonares
están constantemente retirando oxígeno del aire alveolar, y devolviendo al mismo bióxido de
carbono, es evidente la necesidad de que ese aire se esté renovando constantemente.
43
1.3.2.2.3. INTERCAMBIO DE GASES EN EL PULMÓN
El oxígeno pasa de los alvéolos a los capilares pulmonares, y el bióxido de carbono se
traslada en sentido puesto simplemente por el fenómeno físico de la difusión; cada gas va
de una región donde está más concentrado a otra de concentración más baja. El epitelio
alveolar extremadamente tenue ofrece apenas resistencia al paso de los gases, y como
ordinariamente hay más concentración de oxígeno en los alvéolos que en la sangre que llega
a los pulmones por la arteria pulmonar, el oxígeno se difunde de los alvéolos a los capilares.
De manera similar, la concentración de bióxido de carbono en la sangre de la arteria
pulmonar es normalmente más elevada que en lo alvéolos, de modo que este gas pasa de
capilares pulmonares al interior de los alvéolos. El epitelio alveolar no puede movilizar ni
oxígeno ni bióxido de carbono contra cantidades más grandes de uno de ellos.
1.3.2.2.4. TRANSPORTE DEL OXÍGENO POR LA SANGRE
La hemoglobina es el pigmento de los glóbulos rojos cuya misión exclusiva es transportar
casi todo el oxígeno y la mayor parte del bióxido de carbono. En términos aproximados, el
2% del oxígeno de la sangre está disuelto en el plasma, en tanto que el resto se combina
con la hemoglobina. Después de que el oxígeno entra en los capilares de los pulmones, se
difunde a los glóbulos rojos del plasma, donde se une a la hemoglobina. Cuando una
molécula de oxígeno se une molécula de hemoglobina se forma la oxihemoglobina.
Comprende una reacción reversible, que se observa en el pulmón cuando se forma la
oxihemoglobina y de ahí a los tejidos, donde se libera el oxígeno. La diferencia de color
entre las sangres arterial y venosa se debe a la oxihemoglobina es de tono escarlata
brillante, en tanto la hemoglobina es de tono púrpura.
La combinación del oxígeno con la hemoglobina y la desintegración de la oxihemoglobina se
regulan por dos factores: primero, por la cantidad de oxígeno presente y, en segundo lugar,
44
por la cantidad de bióxido de carbono. En los pulmones, la concentración del primero es
relativamente elevada, de modo que se forma la oxihemoglobina. Al abandonar los campos
pulmonares, la sangre se dirige al corazón y luego a las arterias, donde varía poco la
concentración del gas, y luego a los tejidos, donde la oxihemoglobina está expuesta a un
medio con poco oxígeno; como consecuencia, se desintegra y deja que el oxígeno se difunda
por las células de los tejidos.
1.3.1.3. EXCRECIÓN
La excreción es el proceso biológico por el cual un animal elimina de su organismo las
sustancias tóxicas, adquiridas por la alimentación o el metabolismo.
1.3.1.3.1. SISTEMA EXCRETOR
Una de las funciones primordiales que tiene el sistema urinario es la regulación de la
homeostasis del cuerpo al modificar la composición y el volumen de la sangre. Esta función
la realiza a través de la eliminación y reabsorción de cantidades específicas de agua y
solutos.
El sistema urinario está compuesto por dos riñones, dos uréteres, la vejiga urinaria y la
uretra.
45
1.3.1.3.1.1. RIÑONES
Son órganos de color café rojizo, tienen parecido a un frijol, se encuentran colocados por
arriba de la cintura, entre el peritoneo parietal y la pared posterior del abdomen, además
están protegidos de manera parcial por los últimos pares de costillas. En un individuo adulto
el riñón mide aproximadamente 10 a 12 cm de largo, 5 a 7 cm de ancho y un espesor de 4
cm. En el hombre tiene un peso de 140 g y en la mujer es de 120 g.
Los riñones se encuentran protegidos por tres capas membranosas, la capa más profunda se
le llama cápsula renal, es una membrana fibrosa que protege contra las infecciones
renales; la segunda capa o cápsula adiposa está formada por tejido adiposo el cual
protege a este órgano contra traumatismos, además lo mantiene en su lugar de manera
firme y la capa externa o fascia renal, es una capa formada por tejido conectivo fibroso que
adhiere el riñón a la estructura externa y a la pared abdominal.
Las funciones básicas del riñón son:
Eliminar del cuerpo los productos de desecho a través de la orina.
Depurar las sustancias de desecho del filtrado glomerular de la sangre, excretándolas
a la orina, y regresan a la sangre únicamente las sustancias necesarias.
Regular las concentraciones de la mayor parte de las sustancias iónicas del líquido
extracelular, entre los que se incluyen iones de sodio, potasio e hidrógeno.
Es conveniente recordar, que además de los riñones, participan también en la
excreción de sustancias, los pulmones, el sistema tegumentario y el aparato
digestivo.
En la anatomía interna del riñón se pueden observar dos regiones, una externa llamada
corteza, que tiene un color rojizo y otra interna denominada médula. La unidad anatómica
y funcional de los riñones es un tubo largo que mide cerca de 3 cm, llamado nefrona. En
cada riñón humano existe uno y dos millones de nefronas, y tienen la función de regular la
concentración, el volumen y el pH sanguíneo, además eliminar desechos tóxicos de la sangre
en forma de orina.
La nefrona se divide en dos partes: el corpúsculo renal o de Malpighi y el túbulo renal.
El primero, está compuesto por una espesa aglomeración de capilares, denominada
46
glomérulo y la cápsula de Bowman. El túbulo renal consta de tramos contorneados y
rectos, donde tiene lugar la reabsorción de agua y de algunos solutos. Los túbulos
desembocan en conductos colectores que llevan la orina a la pelvis renal.
En el interior del glomérulo la presión sanguínea es muy elevada, lo que origina grandes
cantidades de líquido llamado filtrado glomerular, el cual pasa por el exterior de las paredes
capilares hacia la cápsula de Bowman, en este líquido se encuentran la mayor parte de los
productos de desecho que tienen que ser eliminados del cuerpo.
El filtrado glomerular abandona la cápsula de Bowman por el túbulo renal, que se divide en
cuatro partes: túbulo próximal, asa de Henle, túbulo distal y conducto colector. Las
partes del filtrado que requiere el cuerpo como son aminoácidos, glucosa, agua y casi todos
los iones se reabsorben nuevamente hacia los capilares peritubulares que lo rodean. Los
productos de desecho no se absorben en su totalidad, de modo que la mayoría de éstos
pasan por el sistema tubular hacia la orina.
Formación y composición de la orina. La orina es una solución de urea, sales y otras
sustancias de desecho, solubles en agua y producida en el riñón a partir de la sangre que
transporta la arteria renal. La formación de orina está sujeta a tres procesos fundamentales:
filtración, resorción tubular y secreción tubular.
La filtración o paso forzado de líquidos y sustancias en disolución a través de una
membrana bajo presión se lleva a cabo en los corpúsculos renales, por medio de la
membrana endotelio capsular. En un adulto sano el volumen filtrado glomerular es de 180
litros diarios; sin embargo, a su paso por los túbulos del riñón, casi 99% del filtrado se
reabsorbe hacia la sangre, de tal manera que apenas el 1% restante sale del cuerpo como
orina.
Resorción tubular. Las células de los túbulos renales eliminan de manera selecta algunas
sustancias del filtrado glomerular, éstas son vertidas al torrente sanguíneo, y sólo se
reabsorben substancias específicas que el cuerpo necesite de acuerdo al momento. Entre los
materiales que se reabsorben están los aminoácidos, agua, glucosa, potasio, calcio, cloro,
entre otros.
47
La resorción tubular permite que el cuerpo retenga la mayor parte de sus nutrimentos, y de
manera parcial se reabsorben los desechos como la urea. El cloruro de sodio es la sustancia
que se resorbe en mayor cantidad, ya que diariamente los túbulos renales absorben 1,200
gramos de esta sustancia. Los iones de sodio son absorbidos de manera activa por la bomba
de sodio, mientras que la glucosa y los aminoácidos son resorbidos de forma selectiva por
medio del transporte activo.
Secreción tubular. Las células de los tubos renales aparte de substraer sustancias de
filtrado y reintegrarlas al torrente sanguíneo, secretan otros materiales adicionales que van
de la sangre al filtrado glomerular. Entre las sustancias que se secretan están los iones
potasio e hidrógeno, amoniaco, creatinina y varios productos tóxicos que entran
continuamente al cuerpo. Cuando la función de los riñones es normal, la secreción tubular es
importante porque elimina ciertos productos de desecho y regula el pH sanguíneo.
1.3.1.3.1.2. URÉTERES
El cuerpo humano posee dos conductos llamados uréteres, uno por cada riñón, miden de
25 a 30 cm de longitud y tienen un diámetro medio de 5 mm; éstos son continuación de la
pelvis renal y llegan hasta la vejiga urinaria.
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Anatómicamente la pared de los uréteres está formada por tres capas tisulares:
La capa mucosa, ésta impide (a través del moco que produce) que las células entren
en contacto con la orina.
La capa muscular, incluye dos capas, circular externa y longitudinal interna, formadas
por músculo liso. La función de la capa muscular es efectuar el peristaltismo.
La tercera capa externa o conjuntiva tiene prolongaciones fibrosas, éstas hacen que
los uréteres permanezcan en su lugar.
Los uréteres transportan la orina de la pelvis renal a la vejiga urinaria a través del
peristaltismo que llevan a cabo sus paredes musculares, siendo ésta su función principal.
1.3.1.3.1.3. VEJIGA URINARIA
Es un órgano muscular hueco, está situado en la cavidad pélvica por detrás del pubis. En el
hombre se localiza por delante del recto y por arriba del perineo y de la próstata; en la
mujer se localiza delante de la vagina y útero, atrás del pubis.
La forma de la vejiga urinaria depende del volumen de orina que contenga; cuando está
vacía se asemeja a un globo desinflado y cuando se llena se hace esférica. Tiene tres
orificios, dos de los cuales corresponden al sitio donde desembocan los uréteres y el inferior
y medio corresponde al sitio donde se inicia la uretra.
La función fundamental de esta estructura es almacenar temporalmente la orina que va
llegando por los uréteres. La capacidad de almacenamiento es en promedio de 700 a 800 ml
y cuando el volumen de orina rebasa los 200 a 400 ml, los receptores de estiramiento de la
pared de dicho órgano transmiten impulsos a la porción inferior de la médula espinal, los
cuales desencadenan la necesidad consciente de orinar que sumado al reflejo subconsciente
se conoce con el nombre de reflejo de micción éste se transmite desde la porción sacra de la
médula espinal.
1.3.1.3.1.4. URETRA
Es un conducto que comunica a la vejiga con el exterior. En la mujer mide cerca de 4 cm de
longitud y en el varón posee una longitud de 16 cm. Este conducto excretor en la mujer es
exclusivamente urinario; en el hombre además de tener función excretora, posee función
reproductora, porque da paso al líquido espermático a través de los orificios de salida de los
conductos eyaculadores.
La uretra del hombre se extiende del cuello de la vejiga al meato del glande, comienza con
una porción pélvica, atraviesa la próstata, el piso perineal, se dobla hacia delante y se
introduce entre los cuerpos cavernosos hasta terminar en el meato urinario.
49
1.3.1.4. IRRITABILIDAD
La irritabilidad es la capacidad que tienen los seres vivos para responder coordinadamente
como una unidad a los estímulos físicos o químicos, externos o internos con el objeto de
moderar su comportamiento y asegurar su supervivencia.
Algunos estímulos pueden provocar una respuesta en todos los seres vivos, como los
cambios en la intensidad o dirección de la luz, cambios de temperatura, de humedad, de
presión, de composición química del medio.
Otros estímulos sólo tienen respuesta en los organismos que poseen células o estructuras
especializadas para percibirlos, como sucede en los animales superiores, que tienen células
que responden a estímulos auditivos, del gusto, de visión, etcétera.
1.3.1.4.1. TROPISMO
Las respuestas más simples a estímulos externos son los tropismos (tropos = vuelta o
cambio) que presentan las plantas; son movimientos y orientaciones dirigidas en forma
positiva o negativa hacia algún estímulo como la luz (fototropismo), el agua
(hidrotropismo), la gravedad de la Tierra (geotropismo), etcétera. Por ejemplo, las raíces
presentan un geotropismo positivo, ya que siempre crecen en dirección a la tierra; en
cambio, en los tallos el geotropismo es negativo porque crecen en dirección opuesta a la
tierra.
Los tropismos son una conducta adaptativa que tiene lugar en ausencia del sistema nervioso
y comúnmente afecta sólo a una parte del organismo. Son respuestas coordinadas por las
hormonas del vegetal, como en el caso de las auxinas que controlan el crecimiento de la
planta.
No se conoce con precisión el mecanismo que desencadena las respuestas, aunque se cree
que existen sistemas receptores a nivel molecular, tal vez hormona-enzima, que hacen a la
planta responder a los estímulos.
50
1.3.1.4.2. TACTISMOS
Los tactismos son respuestas positivas o negativas de algunos organismos móviles ante
algún estímulo y, por tanto, se acercan o alejan de él (a diferencia del tropismo, en el que
sólo responde una parte de la planta). Esta respuesta se presenta en algunos animales y
plantas inferiores y las células sexuales masculinas.
Como ejemplo de tactismo tenemos la atracción que ejerce la luz en algunos organismos
(fototactismo positivo) o las respuestas positivas o negativas hacia algún tipo de alimento
(quimiotactismo).
1.3.1.4.3. NASTAS O RESPUESTAS NÁSTICAS
Las nastas son movimientos de respuesta a algún estímulo, pero no se orientan en relación
con la dirección del vector del estímulo.
Las respuestas násticas pueden ser movimientos permanentes, como el crecimiento, o de
variación; en este caso, son reversibles.
En las respuestas násticas permanentes, los cambios ocurren con lentitud y son
irreversibles, como sucede por ejemplo en la floración, en la que el estímulo es la luz en
fotoperiodos de intensidad variable que inducen a los ápices vegetativos florales a
desarrollarse progresivamente y formar las flores.
Las respuestas násticas de variación son reversibles y pueden presentarse por diferentes
estímulos, por ejemplo:
Entre las respuestas relacionadas con el agua, la más característica es la apertura y
cierre de los estomas, determinada por la presión de la turgencia y dependiendo de
las necesidades hídricas de la planta.
Muchas plantas presentan movimientos de "dormición" de sus hojas, que consiste en
un rítmico abrir por las mañanas sus hojas y cerrarlas por las noches (nictinastia).
51
Un ejemplo de respuesta a la temperatura o termonastia se observa en algunas
plantas como el tulipán, que reacciona a los cambios de temperatura abriendo o
cerrando sus flores.
Por último, mencionaremos como ejemplo de respuesta nástica de variación a la
seismonastia, que significa respuesta a la agitación, como sucede con la sensitiva
(Mimosa púdica), que responde cuando se le toca o se le sopla cerrando sus foliólos y
bajando sus hojas. Estas plantas también responden a las altas temperaturas,
estímulos eléctricos y químicos. Estas reacciones se deben a pérdidas rápidas de
agua de las células motrices de sus hojas.
1.3.1.4.4. TAXIAS
El término taxis = arreglo, se utiliza para referirse a respuestas a estímulos que en forma
constante presentan los animales inferiores. Estas respuestas pueden darse en forma
positiva o negativa; por ejemplo, la orientación por el compás de la luz que poseen las
abejas para encontrar la dirección adecuada o la fototaxia positiva de las mariposas
nocturnas, que vuelan en espiral alrededor de una flama o de una fuente de luz artificial.
Este comportamiento es constante en estos animales para tratar de evitar los medios
desfavorables.
52
1.3.1.4.5. IRRITABILIDAD ANIMAL
Los animales tienen dos sistemas de comunicación interna: el sistema nervioso y el
endocrino.
SISTEMA ENDOCRINO
Las glándulas endocrinas no tienen propiamente un conducto sino que secretan su producto
llamado hormonas directamente al torrente sanguíneo.
Las hormonas son agentes químicos, generalmente efectivos que ejercen su función en
otros órganos a distancia, llamados órganos blanco.
Mientras la acción del sistema nervioso es violenta y efímera, la acción de las hormonas es
lenta y duradera. El sistema endocrino conjuntamente con el nervioso son los encargados de
dirigir el concierto que integra las funciones de estructuras variadas y aparentemente sin
relación, a través de estímulos e inhibiciones de las funciones de varios órganos, que resulta
en crecimiento, ciclos de actividad reproductora, estabilidad, metabólica etc.
Son varias las glándulas de secreción interna; mientras que unas lo son por excelencia
(hipófisis, tiroides, paratiroides) o sea la secreción de hormonas es su única función; otras,
se encuentran formando parte de otros órganos que producen hormonas (gónadas,
páncreas, hígado, riñón, placenta) pero también producen otras substancias.
53
HIPÓFISIS
También Llamada pituitaria, localizada en la base del encéfalo alojada en la silla turca del
esfenoides, de origen ectodérmico, envuelta por tejido conjuntivo, íntimamente relacionada
con el hipotálamo (parte del cerebro) constituida de tres partes que son:
La parte anterior o adenohipófisis, la parte intermedia y, la parte posterior o
neurohipófisis.
El sistema nervioso en gran medida recibe el estímulo del medio externo. Las hormonas
liberadas en el hipotálamo (factores de liberación para cada una de las hormonas aquí
secretadas), se presentan a continuación:
54
FACTORES HIPOTALAMICOS HORMONAS BLANCO EN LA ADENOHIPOFISIS
TRH Hormona Liberadora de la Tirotropina LTH
TSH
Prolactina
Tirotropina
GnRH Hormona Liberadora de las Gonadotropinas LH
FSH
Hormona Luteinizante
Hormona Estimulante de los Foliculos
CRF Factor Liberador de la Corticotropina ACTH Hormona Estimulante de la Corteza Adrenal
GH-IH Hormona Inhibidora de la Somatotropina
GH
TSH
LTH
Somatotropina u Hormona del Crecimiento
Tirotropina
Prolactina
GH-RH Hormona Liberadora de la Somatotropina GH Somatotropina u Hormona del Crecimiento
PIF Factor Inhibidor de la Prolactina LTH Prolactina
PRF Factor Liberador de la Prolactina LTH Prolactina
HORMONAS DE LA PARTE ANTERIOR O ADENOHIPOFISIS
1. Hormona del Crecimiento o Somatotropina (HST). Esta hormona va a actuar en
los huesos para el estímulo del crecimiento del individuo un aumento de esta
secreción es causa del gigantismo y una deficiente secreción o hiposecreción es causa
del enanismo.
2. Hormona Prolactina o Lactogenica o Luteotropica (LTH). Su órgano blanco es
otra glándula temporal; el cuerpo lúteo, cuya función entre otras cosas es la de
iniciar y mantener la lactancia.
3. Hormona Tirotrópica o Tiroidotropica o Tirotropina (TSH). Su órgano blanco es
la tiroides para su estímulo o inhibición, en funciones metabólicas.
4. Hormona Adrenocorticotropica (ACTH). Estimula la actividad de las adrenales
para la producción de glucocorticosteroides.
5. Hormonas Gonadotropicas. Representada por dos hormonas:
Hormona Folículo Estimulante (FSH). Estimulando la ovogénesis y
espermatogénesis.
Hormona Luteinizante (LH). Estimula las gónadas para la secreción de
esteroides (testosterona y estrógenos).
HORMONAS DE LA PARTE INTERMEDIA
1. Hormona Melanotropica (MSH). Acción en los melanocitos que se encuentran en
la piel, esta hormona no esta muy clara su función en los humanos.
HORMONAS DE LA HIPOFISIS POSTERIOR O NEUROHIPOFISIS
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El lóbulo posterior no tiene células propias las hormonas secretadas de los núcleos
supraóptico y paraventricular, se extienden hacia abajo y es así por lo que se considera
como una prolongación nerviosa del hipotálamo y las hormonas que secreta son:
1. Hormona Oxitocina. Estimula la contracción de la musculatura lisa de la glándula
mamaria a el momento del amamantamiento, al igual que la del miometrio al
momento del parto y durante la cópula para la lubricación del tracto reproductivo
para favorecer las condiciones físicas y químicas para un medio, favorable para el
espermatozoide, así como favorecer su desplazamiento hasta la parte donde se habrá
de realizar la concepción.
2. Hormona Antidiuretica o Vasopresina (ADH). Regulación de la osmosis; la
perdida de agua, modifica la presión osmótica y esto hace que se secrete esta
hormona, con la finalidad de evitar la perdida de agua a nivel de túbulos renales,
resultando una reabsorción de agua y mayor concentración de orina.
TIROIDES
Glándula de secreción interna por excelencia, formada de tejido epitelial, localizada en la
parte anterior a la traquea entre el 2o Y 4o anillos traqueales, densamente vascularizada e
inervada por sistema simpático y parasimpático.
Envuelta por tejido conjuntivo, la glándula tiroides esta formada por dos lóbulos izquierdo y
derecho, unidos por un itsmo, es de las pocas glándulas que almacenan su producto también
llamado coloide el cual es el producto de la estimulación de la hormona de la hipófisis (TSH).
Las hormonas tiroideas se sintetizan en las células foliculares de la tiroides a partir de la
tiroglobulina (TH). El aminoácido tirosina y el Yodo se enlazan a la tiroglobulinas para formar
la monoidotirosina y la diodotirosina. Estas moléculas se enlazan entre sí para formar la
triyodotironina (T3) y tiroxina (T4), que son las hormonas biológicamente activas
secretadas par la glándula tiroides, cuya función es controlar el metabolismo aumentando o
disminuyendo el consumo de oxigeno por los tejidos, por medio de la captación de yoduros
en la sangre.
PARATIROIDES
Cuatro glándulas (varia por especie) envueltas por la misma capa de tejido conjuntivo que
rodea a la parte posterior de la tiroides. Formada por dos tipos de células:
1. Las principales. Las cuales son las mas comunes y secretan la paratohormona
(PTH), cuya función es la de mantener los niveles adecuados de calcio en sangre y
tejidos y,
2. las oxifilicas. Las cuales secretan la calcitonina y también participan en la regulación
del calcio y por lo mismo con la conducción del impulso nervioso y contracción
muscular.
ADRENALES
Glándulas endocrinas pares, a cada polo de los riñones, aplanadas en forma de media luna
encapsuladas en la fascia renal, abundantemente vascularizadas, están formadas por dos
capas de diferente origen que son:
56
Corteza:
ZONA GRUPO HORMONAS FUNCIÓN
Glomérular Minerales corticales
Aldosterona Balancea en intercambio electrolítico, así como el metabolismo da carbohidratos y lípidos.
Fascícular Glucocorticoides
Cortisol
Cortisona
Costicosterona
Hormonas antiestrés, desinflamatorias y estímula la conversión de aminoácidos en
glucosa (hiperglucemiantes).
Retícular Esteroides
sexuales
Testosterona
Estrógenos
Progesterona
Efectos no conocidos.
Médula:
ZONA GRUPO HORMONAS FUNCIÓN
Médula Catecolaminas
Adrenalina
Noradrenalina
Dopamina
Constriñe los vasos arteriales, refuerza la acción del sistema simpático, estimula la desintegración del glucógeno y el metabolismo de la glucosa.
CUERPO PINEAL
Localizado en la base del cráneo entre el tálamo y el cerebelo formado por varios tipos de
células, su función no esta del todo clara, se estima que tiene que ver con el desarrollo,
función e inhibición de las gónadas a través de la secreción de una hormona llamada
melatonina, influenciada por los fotoperiodos que se relacionan al ritmo natural o ciclos
inherentes a ciertas funciones corporales.
TIMO
Órgano del sistema linfático, (órgano linfoide) localizado en el mediastino por arriba y
delante del corazón, su función es la de participar en el desarrollo de órganos linfáticos, (si
se extrae esta glándula causa atrofia en otros órganos linfoides). Interviene en la formación
de los linfocitos "T" los cuales son los encargados de la protección humoral contra
substancias extrañas al organismo.
Esta glándula también es la encargada de la formación de las células de memoria
inmunológica así como las células rechazadoras de injertos. Su máximo desarrollo es
posterior al nacimiento y su actividad disminuye considerablemente después de la pubertad,
sin llegar a desaparecer.
PÁNCREAS
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Glándula de secreción anfícrina. Localizada en la primera porción de el intestino delgado
(duodeno).
La parte exócrina es una glándula serosa (iones y agua) que secreta enzimas necesarias
para la digestión (lipasa, amilasa, ribonucieasa).
La parte endocrina. Dentro de las células que forman la parte exócrina se encuentran otro
tipo de células aglomeradas y redondeadas llamados islotes de Langerhans, presentando
una densa irrigación y tres tipos de células (A, B, D).
Las células A secretan el Glucagon u hormona hiperglucemiante actúa sobre hígado para
disponer de las reservas de azúcar o sea la que aumenta los niveles de glucosa disponible en
sangre. Su secreción es estimulada por factores que generan tensión (infección, ejercicio,
miedo, etc.) y es inhibido por la presencia deficiente de glucosa en sangre.
Las células B son las que secretan la Insulina u hormona hipoglucemiante, Secretada
como estimulo a los niveles elevados de glucosa en sangre involucrando de esta manera
todo el proceso metabólico.
Las células D cuya función no es del todo clara.
SISTEMA NERVIOSO
El sistema nervioso central está constituido por el cerebro y la medula espinal. Es de acción
rápida y está formado por neuronas que conducen impulsos electroquímicos de una parte del
cuerpo a otra.
Las funciones del tejido nervioso son:
A. Irritabilidad: Capacidad de reaccionar a los estímulos físicos químicos o
emocionales.
B. Conductibilidad: Es la capacidad de trasmitir el impulso nervioso.
C. Coordinación: En el funcionamiento de los diferentes órganos.
En general es la capacidad de relacionar al individuo con el medio que lo rodea adaptándolo
a las circunstancias.
La mínima unidad fundamental de este tejido es la célula nerviosa o neurona,
caracterizada por su habilidad de generar y conducir la energía electroquímica, llamado
impulso nervioso (no son propiamente electrones pero esta muy relacionado con la
electricidad).
El cuerpo de la neurona está formado por múltiples prolongaciones que son extensiones de
su cuerpo que a su vez se comunican con un sin fin de otras neuronas.
Las partes de una neurona son:
a) Dendritas. Son las prolongaciones cortas que reciben los impulsos.
b) Cuerpo celular. Con un núcleo bien definido.
c) Axon. prolongación única de gran tamaño que conduce el estímulo.
d) Telodendron. Parte final del axón ramificada, que pasa el estímulo a otra neurona.
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Las neuronas se clasifican por el número de sus prolongaciones en:
Unipolar
Bipolar
Multipolar
Lo anterior genera una infinidad de formas. Las salientes o axones son prolongaciones
delgadas y largas, uno para cada célula nerviosa que viajan en haces (nervios) cuya función
es la de conducir el impulso nervioso hacia afuera de la neurona; la mayoría de los axones
están envueltos por una cubierta llamada Glia, Neuroglia o Neurilema o células de Schwann
formando estas las capas de mielina (fosfolipido que aísla y aumenta la velocidad de
conducción del impulso).
Las conexiones entre las neuronas se llama sinapsis (abrochar) y es la forma a través de la
cual se efectúa la transmisión (exitatoria o inhibitoria) de una neurona a otra.
El arco reflejo mas simple es el que se da entre dos neuronas con una entrada sensorial y
una salida motora.
La capacidad de integrar, coordinar, asociar, modificar, recordar, etc. Esta relacionado con el
número de sinapsis; se sabe que ciertas células reciben mas de 5000 sinapsis.
En general las células nerviosas funcionan en una de tres formas:
1. Aferentes. De la periferia al sistema nervioso central (SNC).
2. Eferentes. Del SNC a la periferia.
3. Formando una red de neuronas. Conectando unas neuronas con otras.
Si las neuronas van hacia el músculo esquelético se les llama somáticas y si van hacia otros
órganos huecos se llaman viscerales.
Un reflejo es la actividad básica del sistema nervioso. Los movimientos corporales en su
mayoría son reflejos (latidos cardiacos, movimientos respiratorios, etc.), la respuesta es
siempre la contracción muscular o la secreción glandular.
Anatómicamente, el sistema nervioso esta formado por:
SISTEMA NERVIOSO CENTRAL (SNC). Constituido por neuronas, encéfalo (cerebro,
cerebelo, bulbo raquídeo) y médula espinal con un sin número cuerpos de neuronas
interconectadas formando centros o núcleos (materia gris) y haces de axones (materia o
sustancia blanca). La médula espinal es una prolongación del SNC.
Cerebro. Formado por dos hemisferios o lóbulos, formados a su vez por una corteza o
sustancia gris, que presenta varias circunvoluciones (hendiduras). La función de
la sustancia gris en este órgano es la de la memoria. Por debajo se encuentra la
sustancia blanca, con numerosos trayectos.
Tálamo. Se encuentra en la parte central hacia la base del cerebro formado de cuerpos
celulares funciona como centro de asociación, recibiendo la entrada de los pares
craneales.
59
Hipotálamo. Por debajo del tálamo, es una masa de materia gris, interrumpida por
sustancia blanca, para la regulación del sistema nervioso autónomo.
Cerebelo. Formado por una corteza de materia gris, con apariencia de árbol, su función
tiene que ver con el equilibrio, y coordinación de la actividad muscular.
Bulbo raquídeo o médula oblonga. El bulbo se continúa con la médula hacia abajo y la
salida de los Nervios Craneales los cuales son 12 en el siguiente orden:
1. Olfativo
2. Óptico
3. Motor Ocular Común
4. Patético
5. Trigémino
6. Motor Ocular Externo
7. Facial
8. Auditivo o Acústico
9. Glosofaríngeo
10. Vago
11. Espinal o Accesorio
12. Hipogloso
Médula espinal. Es la continuación del SNC, va del occipital a la segunda lumbar, envuelta
por las meninges, formada por materia gris central arreglada en forma de H y un arreglo
periférico se encuentra la sustancia blanca.
SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO (SNP). Formado por haces de axones los cuales en
conjunto se llaman nervios saliendo de SNC, en forma segmentaria y bilateralmente llegan a
todas las partes del cuerpo a través de un patrón predecible.
Los nervios raquídeos o espinales, son el conjunto de axones sensitivos y motores, saliendo
en forma secuencial y bilateralmente entre la unión de dos vértebras, rodeadas de tejido
conjuntivo (para sostén y nutrición).
Cada nervio en su salida de la médula espinal se divide en forma homogénea
predeterminada inervando de esta manera la región que le corresponde por medio de ramas
progresivamente más delgadas.
Los nervios que inervan las estructuras músculo esqueléticas a medida que desarrollan su
trayecto van tomando el nombre de los órganos que inervan o la función que realizan, hay
momentos en que se forman conjuntos a manera de redes de estos nervios que reciben el
nombre de Plexos, ejemplo el Plexo solar, Braquial o el Crural.
Los nervios que emergen del cerebro son llamados craneales, los que salen de la médula se
llaman espinales. También se encuentran pequeños grupos de cuerpos celulares en SNP a
los cuales se le denomina ganglios nerviosos.
El SNC está recubierto por membranas fibrosas llamadas meninges, la más externa es la
Duramadre, le sigue la Aracnoides y finalmente la Piamadre. El encéfalo y la médula
están suspendidos en un líquido llamado Líquido Céfalo Raquídeo (LCR), el cual presenta
una circulación y tiene una función metabólica y de defensa en los golpes como
amortiguador.
SISTEMA NERVIOSO AUTÓNOMO (SNA). Es parte del SNP que inerva a músculo liso,
glándulas y músculo cardiaco, independiente a la voluntad, es autónomo no automático.
60
El SNA, se divide en Simpático y Parasimpático, el primero es la que da respuesta a la
situaciones de alerta, (dilatación pupilar, aumento de la frecuencia cardiaca y respiratoria,
aumento en el flujo sanguíneo, sudoración etc. (en general reacciones de emergencia) y el
Parasimpático se encarga mas bien de respuestas en la vida vegetativa; disminución de la
frecuencia cardiaca y respiratoria, digestión y absorción de nutrientes.
La totalidad de los órganos se encuentran inervados por los dos tipos de tal manera que
mientras que uno estimula el otro inhibe en acción complementaria.
1.3.1.5. HOMEOSTASIS
El término homeostasis, deriva de las raíces homois = igual o semejante y stasia = estado,
por lo que biológicamente se aplica a la capacidad que tienen los seres vivos para mantener
la constancia y equilibrio de las condiciones del medio interior de su organismo en forma
independiente de las variaciones de los medios interno y externo.
En términos muy generales, la homeostasis consiste en un procesamiento de la información
que el organismo realiza en las estructuras sensoriales especializadas que perciben los
estímulos tanto del medio exterior (exteroceptores), como las variantes de luz, temperatura,
humedad, así como las que perciben el medio interior del organismo (interoceptores), como
las sensaciones de dolor, hambre, calor, emoción en los animales.
La información recibida es procesada y transferida al centro que controla las respuestas
encaminadas a mantener el equilibrio biológico u homeostasis.
La homeostasis de los organismos actúa regulando y coordinando el mecanismo de sus
diferentes funciones. Regular significa ajustar las variables (concentraciones, temperatura,
velocidad, etcétera) de los procesos fisiológicos para preservar la estabilidad interior de los
organismos, ajustándose a las variables del medio. Por ejemplo, para mantener el control
de la temperatura es necesario que se equilibren las pérdidas y ganancias de calor.
En la mayoría de las aves y los mamíferos se han desarrollado mecanismos que les permiten
lograrlo con éxito (homeotermos):
Los órganos de la cavidad del cuerpo de estos animales producen calor, el cual debe ser
transferido a la superficie del cuerpo para regular la temperatura. Durante el ejercicio físico,
los músculos son los órganos que producen la mayor cantidad de calor.
La distribución de temperatura se realiza por medio de la sangre, es decir, los órganos
internos que están más calientes son enfriados por medio de la irrigación sanguínea, a su
vez, el calor interior es transferido por la sangre arterial que fluye a las zonas superficiales
donde pierde calor y vuelve como sangre venosa más fría.
Sí por alguna razón el calor metabólico producido en el interior del organismo es más bajo
que la pérdida de calor superficial, la temperatura del cuerpo aumenta, porque la mayor
parte del calor metabólico no se pierde, sino que permanece en el cuerpo, lo que significa un
almacenamiento de calor para el organismo.
En los animales poiquilotermos (poikilos = variado, therme = calor) el aumento de su
temperatura depende del Sol. Cuando la temperatura del medio exterior es fría, las
actividades químicas del organismo son lentas y buscan los lugares soleados, como lo hacen
las lagartijas y las serpientes. Cuando la energía solar los ha calentado, su tasa metabólica
61
se acelera, buscan sus alimentos y en general son más activos; pero sí la temperatura del
cuerpo sube demasiado, buscan los lugares sombreados para enfriarse.
La pérdida de calor de los organismos se realiza de las siguientes formas:
Conducción, siguiendo un gradiente térmico o sea de la piel a un líquido u objeto
más frío mediante contacto directo.
Convección, es decir, por intercambio de calor entre objetos líquidos o sólidos. El
aire que rodea al cuerpo se calienta y se eleva, y es sustituido por aire frío.
Radiación es la transferencia de calor en ausencia de un contacto directo con algún
objeto. La energía radiante es transmitida al espacio, que en este caso es el aire
atmosférico, como porciones discretas de energía electromagnética llamadas fotones.
Evaporación, mediante el aire de la respiración, que se exhala saturado con vapor
de agua; por el jadeo en muchos animales y por medio del sudor, que es la
eliminación de agua por las glándulas sudoríparas de la piel.
Para mantener la temperatura corporal en el frío, la producción del calor metabólico se
puede aumentar mediante mayor actividad muscular y ejercicio, por contracciones
musculares involuntarias conocidas como "tiritar" y por termogénesis no tiritante, que se
refiere a un aumento de la tasa metabólica sin contracciones musculares apreciables.
Estos sistemas permiten aumentar la producción de calor en la misma proporción que se
pierde.
Los mecanismos y la coordinación entre éstos, que producen la homeostasis de la
temperatura corporal, son controlados por el hipotálamo, que es una estructura del sistema
nervioso central.
En lo referente a la homeostasis en la regulación de la conducta reproductora y los ciclos
de vida en los organismos pluricelulares, éstos cuentan sobre todo con estructuras
biológicas determinadas por su código genético y por la ecología de su hábitat.
En el caso de los animales, los exteroceptores sensibles a los estímulos físicos y químicos
(como los órganos de los sentidos en los vertebrados) les permiten adquirir gran parte de la
información; por ejemplo, los estímulos externos producen cambios en la conducta de los
ciclos reproductivos de los animales, en los que a su vez influyen otros factores como el
instinto.
1.3.1.6. GAMETOGÉNESIS
Es el proceso mediante el cual, se forman los gametos masculinos (espermatogénesis) y
femeninos (ovogénesis). Ocasionalmente ocurren en los gametos las no disyunciones, esto
significa que los cromosomas homólogos no logran separarse o en la meiosis II las
cromátidas no logran separarse, y así existen errores al final de la división. Puede ocurrir en
la mitosis también.
1.3.1.6.1. OVOGÉNESIS
Durante el desarrollo embrionario de la mujer, en la tercera semana en la pared del saco
vitelino aparecen los gonocitos, los cuales migran a los esbozos gonadales a la quinta
62
semana. En los esbozos gonadales, los gonocitos se dividen por mitosis y forman ovogonias
al tercer mes de vida embrionaria. Las ovogonias proliferan por divisiones mitóticas y
forman los ovocitos I (2n) alrededor de 1 millón por cada ovario. Los ovocitos I comienzan la
primera división meiótica, pero esta división se detiene antes del nacimiento en un
prolongado diploteno, denominado estado de dictioteno, (la mujer al nacer posee 2 millones
de ovocitos I en diploteno, pero solo 400 alcanzan la madurez). En la pubertad bajo control
hormonal un ovocito I continua la meiosis cada 28 días que no es mas que la ovulación un
proceso que experimenta un solo ovocito cada mes durante el período reproductivo (desde
los 12 hasta los 50 años). La meiosis prosigue entonces en el ovocito que ha ovulado. Las 2
células que resultan de la meiosis I, tienen diferente tamaño, una denominada el ovocito II
(n) contiene casi todo el citoplasma y es rico en nutrientes, la otra el cuerpo polar (n),
recibe muy poco citoplasma. El ovocito II es expulsado del ovario y por movimientos
peristálticos de la musculatura lisa de las trompas de Falopio alcanza el útero.
Si en este trayecto por las trompas (72 horas después de ser expulsado) alcanza a ser
fecundado, ese ovocito II termina la meiosis II y se forma el óvulo, célula de mayor tamaño
con mayor cantidad de ARNm, enzimas para las primeras etapas del desarrollo embrionario
y otra el cuerpo polar, célula mas pequeña. Los cuerpos polares se desintegran.
Si no hay fecundación ese ovocito II al alcanzar el útero muere y se desprende junto con la
pared del endometrio del útero en el proceso llamado menstruación.
1.3.1.6.2. ESPERMATOGÉNESIS
En un embrión masculino aparecen los gonocitos los cuales migran a los esbozos gonadales,
donde se incorporan a los tubos seminíferos, en cuyas paredes están las espermatogonias
(2n) (células madres espermatogónicas). Las espermatogonias se dividen por mitosis
muchas veces lo cual le confiere el crecimiento a los testículos. Las espermatogonias dan
origen debido a muchas divisiones mitóticas a los espermatocitos I. En la pubertad estos
espermatocitos I comienzan la meiosis I y se forman los espermatocitos II. Estos
espermatocitos II terminan la meiosis II y se forman las espermátidas, las cuales se
convierten en espermatozoides por un proceso de transformación, crecimiento y maduración
(sin divisiones) denominado, espermiogénesis. Cada espermatocito II produce 4
espermatozoides, es un proceso continuo a lo largo de la vida del adulto, en los vertebrados,
dura el proceso completo de 8 a 9 semanas. Un hombre normal en cada eyaculación (4 ml
de semen) posee 400 millones de espermatozoides.
63
FIGURA 1. CICLO DE VIDA DE LA CÉLULA GERMINAL FEMENINA
FIGURA 2. DINAMICA DE LA ESPERMATOGÉNESIS
64
1.4. REPRODUCCIÓN, CRECIMIENTO Y DESARROLLO
1.4.1. CARACTERES SEXUALES
La pubertad es la etapa en la que se experimentan cambios corporales y emocionales. Es la
transformación de la cual dejamos de ser niños para ser jóvenes. En las niñas empieza
alrededor de los 11 años y termina a los 15. En los niños entre los 12 y 16.
La diferencia sexual entre varón y mujer viene desde un inicio dada por los caracteres
sexuales primarios, estos son, el aparato genital femenino (ovarios, útero y vagina) y
masculino (pene y testículos). Posteriormente (en la segunda década de la vida) comienzan
a desarrollarse los caracteres sexuales secundarios, que terminarán por diferenciar
fenotípicamente (apariencia) a la mujer del varón, apareciendo, en la mujer:
La glándula responsable de los cambios es la hipófisis. Esta segrega sustancias que, en el
hombre actúan sobre los testículos estimulando la producción de la testosterona (hormona
sexual masculina), con la cual aparecen los caracteres sexuales secundarios. En las mujeres,
las hormonas generadas por la hipófisis actúan sobre los ovario, los cuales liberan estrógeno
y progesterona (hormonas sexuales femeninas) que provocan el crecimiento de los tejidos
de los órganos sexuales femeninos y la aparición de los caracteres sexuales secundarios.
1.4.1.1. CARACTERES SEXUALES SECUNDARIOS FEMENINOS
Los caracteres sexuales secundarios son cambios físicos, como:
Crecimiento de los huesos.
Telarquía: Se trata del desarrollo de los senos (mamas) hasta que adquieren su
forma definitiva y adquieren su capacidad para lactar al niño en caso de embarazo.
Ensanchamiento de las caderas.
Crecimiento del vello en las axilas y en la zona púbica (pubarquía).
Menarquía: Término que hace referencia a la presentación de la primera
menstruación (regla).
Una vez al mes, un óvulo (célula sexual femenina) se desprende de uno de los ovarios. A
este proceso se le conoces como ovulación. El óvulo se elimina si no es fecundado y
entonces sale por la vagina acompañado de sangre y tejido. A este proceso se le llama
menstruación (el periodo menstrual dura entre 3 y 5 días).
1.4.1.2. CARACTERES SEXUALES SECUNDARIOS MASCULINOS
Por su parte, los hombres presentan entre otros los siguientes cambios:
Crecimiento de los huesos.
Desarrollo muscular.
Aumento del espesor de la piel.
Crecimiento del vello en las axilas, el bigote, la barba, el tórax, las piernas, los brazos
y el pubis.
Eyaculación. Algunas veces ocurre durante el sueño en poluciones nocturnas.
Una vez que madura, el sistema reproductor masculino produce millones de
espermatozoides continuamente, a diferencia de las mujeres que solo producen un óvulo al
65
mes. En los testículos se generan los espermatozoides. Para ayudar a su desplazamiento se
producen algunas substancias que forman un líquido espeso y blanco llamado semen. Para
que los espermatozoides puedan salir junto con este, el pene aumenta de tamaño y se pone
duro, a esto se le llama erección.
En cada eyaculación se expulsan, por lo general de 200 a 300 millones de espermatozoides.
El ritmo de crecimiento y maduración es muy diferente de unos a otros muchachos y
muchachas. Algunas características de la pubertad, como la estructura, la complexión y la
distribución del vello en el cuerpo, están directamente relacionadas con la herencia, la raza,
la alimentación el clima y la zona geográfica.
1.4.2. MADUREZ SEXUAL
El proceso de maduración sexual biológica comienza cuando el hipotálamo estimula la
hipófisis para que secrete las hormonas FSH (hormona folículo estimulante) y LH (hormona
luteinizante); éstas ocasionan que continúe el desarrollo de las gónadas hasta que alcanzan
su madurez. Todos estos cambios se realizan durante la pubertad; etapa que en la mujer
empieza entre los 11 y 13 años, y en el varón entre los 12 y 14.
El proceso de maduración sexual femenina empieza cuando los ovarios comienzan la
producción de óvulos y la secreción de hormonas, como los estrógenos y la progesterona,
y aparece la primera menstruación o menarquía. Al mismo tiempo, los órganos
reproductores crecen y se preparan para realizar su función reproductora.
En el caso del hombre, este proceso principia cuando los testículos comienzan la
producción de espermatozoides y aparece la primera eyaculación o expulsión de
semen. Durante esta etapa, la próstata se agranda y el pene y los testículos aumentan de
tamaño.
1.4.3. CICLO MENSTRUAL
Las células sexuales femeninas provienen de las ovogonias, células que se encuentran en
los ovarios desde antes del nacimiento. Las ovogonias originan por meiosis nuevos tipos
celulares. Al llegar la mujer a la pubertad, cada 28 días una de estas células es expulsada
del ovario y puede ser fecundada por el gameto masculino. El útero también cambia;
aumenta de tamaño durante la niñez y, sobre todo, en la pubertad. En este último período,
cada 28 días se modifica la composición interna del útero para recibir el embrión humano si
hay fecundación.
El proceso que engloba los cambios periódicos que sufren el ovario y el útero, a partir de la
pubertad, se llama ciclo menstrual.
1.4.3.1. OVULACIÓN
La ovulación es parte de la fase ovulatoria; se realiza en el ovario y consiste en la
expulsión del ovocito secundario y su traslado a los oviductos. El ovocito secundario se
forma mediante la ovogénesis y está contenido dentro del ovario, en unas estructuras
denominadas folículos; éstos se forman mediante un proceso conocido como
foliculogénesis.
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Por lo regular, la ovulación se efectúa de manera sincronizada: un mes se produce en un
ovario, y al siguiente en el otro. Tanto la ovogénesis como la foliculogénesis empiezan desde
la gestación de la mujer hasta aproximadamente los 40 años de edad. Ambas comienzan
cuando en el ovario se forman las ovogonias, cada una de las cuales está rodeada por otras
células muy pequeñas, llamadas células de la granulosa o foliculares. Juntas constituyen
un folículo primordial.
Al comenzar cada ciclo ovárico, que dura aproximadamente 28 días, algunos folículos
primordiales maduran y originan folículos secundarios o en crecimiento y folículos
maduros o de De Graff; los otros degeneran. En la pubertad, hay en el ovario diversos
tipos de folículos, algunos con un ovocito secundario detenido en la metafase de la segunda
división meiótica.
En un momento determinado por acción de la hormona folículo estimulante (FSH), un
folículo de De Graff aumenta rápidamente de tamaño. Esto se debe a que durante los
primeros 14 días del ciclo ovárico, las células de los folículos segregan gran cantidad de
estrógenos, que actúan en el útero y sobre los líquidos situados en la cavidad del folículo
maduro llamada antro folicular; estos líquidos provocan el incremento de tamaño del
folículo y ejercen presión sobre éste.
1.4.3.2. PERÍODO MENSTRUAL
El período menstrual es el lapso durante el cual se desarrolla y desprende casi toda la
capa externa del útero, llamada endometrio, por influencia de las hormonas hipofisiarias FSH
y LH, así como por la acción de los estrógenos y de la progesterona. Este proceso dura, en
promedio, 28 días y se relaciona con el ciclo de ovulación. El período menstrual se divide en
tres fases para su estudio: proliferativa o de crecimiento, secretora o progestacional y
menstrual.
Fase proliferativa o de crecimiento dura 9 días, considerando un período
menstrual de 28 días. En ella, por influencia de los estrógenos, las células del
endometrio se multiplican y aumenta el espesor de esta capa del útero; también se
incrementan los niveles de secreción de estrógeno y FSH. Al finalizar la fase,
disminuyen estos niveles y se incrementan los de LH y progesterona.
Fase secretora o progestacional tiene una duración de 14 días y se presenta
inmediatamente después de la proliferativa; está determinada por la presencia de las
hormonas LH y progesterona. Esta última ocasiona que el endometrio secrete
sustancias nutritivas, las cuales sirven de alimento al ovocito en caso de que sea
fecundado y se implante en el útero.
Fase menstrual se presenta si no hay fecundación. El cuerpo lúteo degenera y deja
de producir progesterona; disminuye el nivel de LH y empiezan a secretarse
nuevamente estrógenos y FSH. Como consecuencia de estos cambios hormonales, los
vasos sanguíneos se rompen y la mayor parte del endometrio se desprende, por lo
cual se produce la menstruación.
En resumen, la menstruación es la eliminación de sangre y tejido endometrial,
y dura cinco días en promedio.
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RELACIÓN SEXUAL
La relación sexual es el acto que consiste en la unión de los órganos reproductores del
hombre y la mujer; es el medio para que se cumpla la función reproductora del ser humano.
El acto sexual empieza con ciertos estímulos psicológicos, fisiológicos y físicos, los cuales son
acompañados por una sensación de placer.
Durante la relación sexual, los gametos masculino y femenino entran en contacto; de
esta forma se consigue la fecundación y, por tanto, la procreación de un descendiente.
Cabe aclarar que algunas veces no ocurre la fecundación, aunque haya relaciones sexuales;
esto puede obedecer a causas naturales, como la ausencia de ovulación, o artificiales, como
el consumo de sustancias hormonales.
La procreación debe asumirse de manera responsable; esto es, corresponde a la pareja
decidir cuándo tener un hijo y cuántos procrear.
1.4.4. FECUNDACIÓN
La reproducción es la función orgánica que garantiza la continuidad de las especies. Los
pasos claves para la generación de nuevos individuos son la formación de gametos y la
unión de éstos para constituir el cigoto. A partir de este hecho comienza el desarrollo de
un nuevo ser.
Se denomina fecundación a la unión de dos células sexuales, una masculina y otra
femenina, para formar un nuevo ser, cuyo patrimonio genético es aportado de manera
equitativa por ambos progenitores. La fecundación ocurre en los oviductos; los
espermatozoides penetran en la vagina durante el coito y ascienden por el útero, las
trompas hasta los oviductos.
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Desde el punto de vista biológico, la fecundación tiene varias consecuencias importantes. La
primera consiste en restablecer la diploidia, es decir, en formar un organismo con 46
cromosomas.
La segunda consecuencia de la fecundación es la determinación cromosómica del sexo;
si el cigoto posee dos cromosomas X, el nuevo ser será femenino; si cuenta con un
cromosoma X y otro Y, será masculino. La tercera consecuencia es la activación del
ovocito secundario para que complete la segunda división meiótica.
Para que la fecundación se realice, numerosos espermatozoides rodean al ovocito y
experimentan ciertas modificaciones. En primer lugar, ocurre un proceso de capacitación,
durante el cual se liberan proteínas de la cabeza del espermatozoide; en seguida, se produce
una etapa de cambios del acrosoma (reacción acrosómica), el cual libera enzimas para
romper la corona radiada y la zona pelúcida, membranas que rodean al ovocito.
Finalmente, sólo un espermatozoide atraviesa la membrana plasmática del ovocito y entra
en el citoplasma de éste. En cuanto el primer espermatozoide toca la membrana plasmática
que rodea al ovocito, se liberan en esta membrana una serie de sustancias que evitan el
ingreso de otro espermatozoide. Este proceso se denomina reacción zonal.
La fecundación se divide en tres etapas: penetración de la corona radiada, penetración de la
zona pelúcida y fusión de las membranas celulares del ovocito y el espermatozoide.
Cuando la cabeza del espermatozoide ingresa al ovocito, forma el pronúcleo masculino, el
cual se fusionará con el núcleo de la célula femenina o pronúcleo femenino. Al finalizar
esta etapa, termina la división meiótica del ovocito y se forma el cigoto, el cual contendrá la
información hereditaria de ambos progenitores. Posteriormente, el cigoto se divide por
mitosis en dos células, cada una de las cuales se divide en dos, y así sucesivamente. Este
período se conoce como segmentación.
Siete días después, el cigoto segmentado llega a la pared del útero y se adhiere a ella; en
este momento empieza el desarrollo embrionario, que dura aproximadamente nueve
meses.
En el séptimo día de la fecundación, se forma en torno al embrión una membrana o
trofoblasto y comienza a elaborar la hormona gonadotropina coriónica humana (HCG),
que mantiene la secreción de progesterona del cuerpo lúteo del ovario hasta que el
endometrio del útero y el trofoblasto son capaces de producir progesterona; por esta razón,
no se desprende el embrión en el endometrio.
En la mayoría de los casos, debido a la influencia que ejerce la hormona HCG en el
endometrio uterino, tampoco se produce el desprendimiento de este tejido y, por
consiguiente, la menstruación.
1.4.5. EMBARAZO O GESTACIÓN
Se llama desarrollo embrionario a la serie de cambios que experimenta el cigoto para formar
el embrión humano (período de gestación). Se considera que la gestación del ser humano
dura 280 días (40 semanas), contados a partir del comienzo de la última menstruación, o
266 días (38 semanas), si se parte de la fecundación.
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El desarrollo embrionario se divide en segmentación, formación del disco embrionario,
período embrionario y período fetal.
La segmentación se efectúa 30 horas después de ocurrida la fecundación; el cigoto
se divide en dos células embrionarias (período bicelular), denominadas
blastómeros.
Las divisiones continúan después del período bicelular. A los cuatro días de la
fecundación, el cigoto posee de 12 a 16 células y presenta el aspecto de una mora,
por lo cual recibe el nombre de mórula.
Cuando la mórula llega al útero, experimenta diferenciación y reorganización de sus
células, y en su interior se forma una cavidad llena de líquido, llamada blastocele.
En ese momento, el embrión se denomina blastocisto y está formado por dos
tejidos: el interno, que contiene al embrión propiamente dicho, y el externo, que
origina la placenta. El blastocisto se implanta en la pared uterina por acción del
trofoblasto.
La formación del disco embrionario ocurre durante la segunda y tercera semanas
posteriores de la fecundación; en esta etapa se forma la placenta en la pared del
útero por la acción del trofoblasto. Nueve días después, comienza la circulación
útero-placentaria, que permite la irrigación del embrión con la sangre materna.
El tejido embrionario del blastocisto se transforma para dar origen a tres tejidos o
capas embrionarias: endodermo, mesodermo y ectodermo.
El período embrionario comprende de la cuarta a la octava semanas posteriores a
la fecundación. En él, cada capa embrionaria da origen a determinados tejidos y
sistemas orgánicos.
Al término de este período, el embrión mide entre 2 y 3 cm, y todavía no tiene
aspecto humano; se encuentra rodeado por una membrana llamada amnios, que
contiene el líquido amniótico.
El período fetal dura desde la novena semana hasta el parto. El feto adquiere forma
humana, maduran sus tejidos y órganos y se presenta un rápido crecimiento.
En el comienzo del período fetal, el cuerpo mide entre 5 y 8 cm desde la cabeza
hasta las nalgas; cuando se produce el nacimiento, alcanza una longitud total de
unos 50 cm. En el feto hay aumento del peso, y puede llegar a los 700 g en los
últimos dos meses.
El crecimiento de la cabeza es acelerado en relación con el del cuerpo. En el tercer
mes, la cabeza representa la mitad de la longitud corporal (cabeza-nalgas); en el
quinto es alrededor de un tercio de la longitud total (cabeza-talón); en el parto
equivale a un cuarto de la longitud total del cuerpo.
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Zigoto Blastocisto Blastocisto Morula
4 semanas 5 semanas 6 semanas
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7 semanas 8 semanas
73
1.4.6. PARTO
El parto se define como la salida del feto del cuerpo de la madre y ocurre en tres etapas:
dilatación, expulsión del feto y expulsión de la placenta.
Durante la primera etapa, se dilata el cuello uterino y la hormona oxitocina produce
contracciones de las paredes del útero; la frecuencia y fuerza de éstas aumentan
gradualmente para facilitar el trabajo de parto. Esta presión provoca que el amnios se
rompa y deje salir parte del líquido amniótico. Las contracciones y la presión ejercida por la
cabeza del bebé permiten que éste avance del útero a la vagina.
Una vez que aparece la cabeza del bebé, se requieren algunas contracciones para que éste
salga por completo del cuerpo de la madre. El llanto del recién nacido llena de aire sus
pulmones por primera vez; ello marca el comienzo de la respiración autosuficiente, a
continuación se corta el cordón umbilical.
Por último, el cuerpo de la madre expulsa la placenta y las demás membranas fetales. Con
la expulsión de la placenta, se producen cambios hormonales que estimulan a las glándulas
mamarias para que produzcan leche. Las primeras secreciones, llamadas calostro, son
aguadas, pero contienen gran cantidad de anticuerpos que protegen al recién nacido de las
enfermedades.
1.4.7. CUIDADOS PRENATALES
El objetivo de los cuidados prenatales es el asegurarse de que todo embarazo culmine en un
niño sano sin deterioro de la salud de la madre.
Es imprescindible que el médico que asume la responsabilidad de la asistencia prenatal esté
muy familiarizado con los cambios que entran dentro de la normalidad así como las
anomalías impuestas por el embarazo. Una mala asistencia prenatal puede ser peor que no
hacer nada en lo absoluto.
Duración normal del embarazo
La duración media del embarazo, calculada a partir del primer día del último periodo
menstrual, es de unos 280 días o 40 semanas. Lo habitual es calcular la fecha de nacimiento
añadiendo 7 días a la fecha del primer día del último período menstrual y descontar 3
meses.
Se acostumbra dividir el embarazo en 3 partes iguales o trimestres de algo más de 13
semanas. Existen ciertos problemas obstétricos importantes que se agrupan dentro de cada
uno de estos períodos.
Todo el que esté en contacto con la embarazada debería de decirle la importancia y
disponibilidad de la asistencia prenatal para el feto y para ella misma.
La asistencia prenatal deberá iniciarse tan pronto como exista una probabilidad de embarazo
razonable, puede ser tan sólo unos días después de la falta de un período.
Exploración inicial
Los objetivos principales de esta exploración, son:
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1) Definir la situación sanitaria de la madre y el feto.
2) Determinar la edad gestacional.
3) Iniciar un plan para continuar la asistencia obstétrica.
Una vez completada la historia y exploración física, se darán instrucciones a la madre en lo
referente a: dieta, sueño, y relajación, hábitos intestinales, ejercicio, baños, vestidos,
diversiones, tabaco, ingestión de fármacos, alcohol y visitas de control incluyendo las
medidas a tomar en caso que falte a una cita médica.
Se le advierte acerca de las siguientes señales de peligro que deberán de ser comunicadas
de inmediato tanto de día como de noche:
Toda hemorragia vaginal.
Hinchazón de la cara o de los dedos.
Cefaleas graves o continuas.
Visión disminuida o borrosa.
Dolor abdominal.
Vómitos persistentes.
Escalofríos o fiebre
Disuria
Perdida de líquido por la vagina
Cambios importantes de la frecuencia en los movimientos fetales.
Las siguientes exploraciones prenatales se efectúan habitualmente a intervalos de 1 mes
durante los 7 primeros meses, luego cada 2 semanas y en el último mes cada semana, esto
varía dependiendo de el caso.
1.4.8. CUIDADOS POSTNATALES
1.4.8.1. PERÍODO INMEDIATAMENTE POSTERIOR AL PARTO
Se le llama puerperio inmediato, a las dos horas posteriores al parto. Se trata de un período
delicado en el cual la mujer debe ser controlada permanentemente por el médico. Pasado
ese lapso, la mujer irá retornando de manera paulatina a su estado normal, eliminando
restos de tejidos placentarios, pequeños coágulos y líquidos.
1.4.8.2. CONTROLES AL RECIÉN NACIDO
Se observa al recién nacido para asegurase que respira adecuadamente. Se realiza un
examen físico completo que incluye un estudio neurológico (tono activo y pasivo,
automatismos primarios, reflejos osteotendinosos y cutáneos), edad gestacional, relación
peso - edad gestacional, descarte de malformaciones.
1.4.8.3. CUÁNDO CONVIENE LEVANTARSE DE LA CAMA
El trabajo de parto cansa mucho, por lo tanto la madre necesitará dormir después de parir.
Después podrá levantarse y dar un paseo, si el médico lo estima conveniente. El pasearse le
hará bien e incluso puede contribuir a acelerar la recuperación, ya que evitará la
acumulación de gases en el sistema digestivo y facilitará la eliminación de edemas y
problemas circulatorios.
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Es importante mantener un aseo de la zona genital y beber líquido de manera abundante.
Las levantadas irán aumentando con el pasar de los días. Al cabo de una semana, podrá
realizar una actividad normal, pero sin efectuar ejercicios bruscos.
1.4.8.4. DÍAS HASTA QUE LE DEN DE ALTA
Si el parto y la recuperación son normales, es probable que le den de alta en dos días. Si
han existido complicaciones con el peso del bebé o la madurez de su sistema respiratorio, la
estadía en la maternidad puede prolongarse por varios días. En todo caso, es el médico la
persona calificada para dar de alta y entregar las orientaciones a cada madre.
1.4.8.5. PROBLEMAS MÁS FRECUENTES QUE PUEDEN OCURRIR DESPUÉS DEL
EMBARAZO
Fatiga
La fatiga es un fenómeno natural tras el esfuerzo físico que representa el embarazo y el
parto. En la primera semana de volver de la clínica, la madre descansará lo más posible.
Conviene crear un ambiente de tranquilidad, tanto para los padres como para el bebé,
debiendo disponer la madre de ratos de reposo mientras el bebé duerme.
Podrá salir con él a pasear, procurando abrigarse y abrigar al bebé de acuerdo a las
condiciones atmosféricas, y deberá tratar de no cansarse. Si empieza a sangrar en forma
abundante, si experimenta la sensación de peso en torno de la vagina o el recto, o se siente
extenuada, tendrá que comunicarse con el médico.
Inestabilidad Emocional
El parir es un gran acontecimiento físico y emocional. No es raro que la madre se sienta
deprimida inmediatamente después del parto. Esta inestabilidad se hará presente en mayor
o menor grado, producto de los cambios hormonales del organismo y por el hecho de
comenzar un nuevo estilo de vida, al que no está acostumbrado. Sentirá angustia y deseos
de llorar, sin saber por qué. Esto es normal e irá disminuyendo con el transcurso del tiempo.
Por lo general, este estado desaparece una vez que se encuentra en casa con su bebé. Si
persiste la depresión, se debe consultar al médico.
Estreñimiento
Es común el estreñimiento las primeras semanas después del nacimiento. Puede aliviarse
bebiendo agua en abundancia y comiendo alimentos de alto contenido de celulosa, como
cereales, pan integral, frutas frescas y verduras. Si persiste el problema, consulte al médico.
Problemas de la Micción
Los problemas de micción rara vez persisten más allá del primer día. Pueden deberse a una
multitud de causas, como el anestésico utilizado para el parto o el dolor atribuible a los
puntos de sutura.
Si no puede orinar transcurridas 6 a 8 horas del parto, la matrona tal vez le introduzca una
sonda (tubo fino de goma) por el orificio que conduce a la vejiga urinaria, a fin de facilitar la
evacuación de ésta.
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Secreción Vaginal
El flujo genital, también llamado "loquios", es la secreción sanguinolenta que se expulsa
después del parto. Al comienzo es de color rojo, tornándose a los pocos días de un color
rosado y luego amarillento.
Estos flujos tienen un olor característico y desaparecen al mes del parto. Si la secreción se
vuelve rojiza, se espesa, o despide mal olor, comuníquese con el médico. Por ningún motivo
debe usar duchas vaginales.
Dolores Abdominales o Entuertos
Estos son contracciones del útero. Al finalizar el parto, éste se endurece; usted podrá
palparlo a la altura del ombligo. Al pasar los días, debido a las contracciones, el útero
comenzará a reducir su tamaño para regresar a la normalidad.
Durante las 24 horas que le siguen, usted podrá sentir contracciones que pasarán
espontáneamente o con ayuda de analgésicos. Los entuertos también pueden producirse
mientras usted amamanta, pero irán desapareciendo con el pasar de los días.
Dolor Producido por los Puntos de Sutura
En el parto por vía vaginal, su médico efectuó un corte en la zona genital, conocido como
"Episiotomía". Este corte cumple la función de facilitar la salida de su hijo y la protege de
desgarros. Una vez que el bebé ha salido, este corte se sutura. Estos puntos caerán solos
después de un período de siete días.
Si su parto fue por medio de una cesárea, su médico retirará los puntos cuando la cite a
control. Para aliviar el dolor de los puntos recibirá en los primeros días, tratamientos con
lámpara de calor o por aplicación de una sustancia analgésica. La matrona le enseñará la
manera de lavarse con cuidado en torno de los puntos.
Digestión
Esta comienza a regularizarse a los cinco días después del parto. Si presenta síntomas de
estitiquez, ingiera bastante jugo, frutas y verduras. Si no se normaliza, puede tomar 1 a 2
cucharadas de vaselina líquida en la noche o algún laxante recomendado por su médico
tratante.
1.4.9. ABORTO
¿Qué es el Aborto? Es la interrupción del proceso fisiológico del embarazo causando la
muerte del producto de la concepción o feto dentro o fuera del claustro materno, viable o
no.
La expresión aborto deriva de la expresión latina Abortus: Ab=mal, Ortus=nacimiento, es
decir parto anticipado, privación de nacimiento, nacimiento antes del tiempo.
Se entiende por aborto, aquel cometido de manera intencional, y que provoca la interrupción
del embarazo, causando la muerte del embrión o feto en el claustro de la madre o logrando
su expulsión. La vida humana dependiente, es decir de aquella vida humana que no tiene la
calidad de persona, es un ser concebido pero no nacido, una esperanza de vida intrauterina.
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El feto no es todavía una persona humana, pero tampoco es una cosa. El feto solo deviene
en persona con el nacimiento, por lo que su aniquilamiento no constituye delito de
homicidio.
Para la ejecución se requiere:
- que la mujer esté embarazada
- que el embrión o feto esté vivo
Se considera al aborto terapéutico como el que contempla así mismo nuestro ordenamiento
dos condiciones para el aborto:
Ética, cuando la mujer resulta embarazada como consecuencia de una violación.
Eugenésica, cuando existe la probabilidad que el niño nazca con graves taras físicas o
psíquicas.
1.4.9.1. TIPOS DE ABORTO
El asesinato de un bebé no nacido se produce, además de algunos métodos domésticos, a
través de los siguientes métodos:
Por envenenamiento salino
Se extrae el líquido amniótico dentro de la bolsa que protege al bebé. Se introduce una larga
aguja a través del abdomen de la madre, hasta la bolsa amniótica y se inyecta en su lugar
una solución salina concentrada. El bebé ingiere esta solución que le producirá la muerte 12
horas más tarde por envenenamiento, deshidratación, hemorragia del cerebro y de otros
órganos. Esta solución salina produce quemaduras graves en la piel del bebé. Unas horas
más tarde, la madre comienza "el parto" y da a luz un bebé muerto o moribundo, muchas
veces en movimiento. Este método se utiliza después de las 16 semanas de embarazo.
Por Succión
Se inserta en el útero un tubo hueco que tiene un borde afilado. Una fuerte succión (28
veces más fuerte que la de una aspiradora casera) despedaza el cuerpo del bebé que se está
desarrollando, así como la placenta y absorbe "el producto del embarazo" (el bebé),
depositándolo después en un balde. El abortista introduce luego una pinza para extraer el
cráneo, que suele no salir por el tubo de succión. Algunas veces las partes más pequeñas del
cuerpo del bebé pueden identificarse. Casi el 95% de los abortos en los países desarrollados
se realizan de esta forma.
Por Dilatación y Curetaje
En este método se utiliza una cureta o cuchillo provisto de una cucharilla filosa en la punta
con la cual se va cortando al bebé en pedazos con el fin de facilitar su extracción por el
cuello de la matriz. Durante el segundo y el tercer trimestre del embarazo el bebé es ya
demasiado grande para extraerlo por succión; entonces se utiliza el método llamado por
dilatación y curetaje. La cureta se emplea para desmembrar al bebé, sacándose luego en
pedazos con ayuda de los fórceps. Este método está convirtiéndose en el más usual.
Por "D & X" a las 32 semanas
Este es el método más espantoso de todos, también es conocido como nacimiento parcial.
Suele hacerse cuando el bebé se encuentra muy próximo de su nacimiento Después de
haber dilatado el cuello uterino durante tres días y guiándose por la ecografía, el abortista
introduce unas pinzas y agarra con ellas una piernecita, después la otra, seguida del cuerpo,
hasta llegar a los hombros y brazos del bebé. así extrae parcialmente el cuerpo del bebé,
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como si éste fuera nacer, salvo que deja la cabeza dentro del útero. Como la cabeza es
demasiado grande para ser extraída intacta; el abortista, entierra unas tijeras en la base del
cráneo del bebé que está vivo, y las abre para ampliar el orificio. Entonces inserta un catéter
y extrae el cerebro mediante succión. Este procedimiento hace que el bebé muera y que su
cabeza se desplome. A continuación extrae a la criatura y le corta la placenta.
Por Operación Cesárea
Este método es exactamente igual que una operación cesárea hasta que se corta el cordón
umbilical, salvo que en vez de cuidar al niño extraído se le deja morir. La cesárea no tiene el
objeto de salvar al bebé sino de matarlo.
Mediante Prostaglandinas
Este fármaco provoca un parto prematuro durante cualquier etapa del embarazo. Se usa
para llevar a cabo el aborto a la mitad del embarazo y en las últimas etapas de éste. Su
principal "complicación" es que el bebé a veces sale vivo. También puede causarle graves
daños a la madre. Recientemente las prostaglandinas se han usado con la RU-486 para
aumentar la "efectividad" de éstas.
RU-486
Se trata de una fármaco abortivo empleado conjuntamente con una prostaglandina, que es
eficiente si se la emplea entre la primera y la tercera semana después de faltarle la primera
menstruación a la madre. Actúa matando de hambre al diminuto bebé, al privarlo de un
elemento vital, la hormona progesterona. El aborto se produce luego de varios días de
dolorosas contracciones.
2. LOS SERES VIVOS Y SU AMBIENTE
2.1. CONCEPTOS GENERALES DE LA ECOLOGÍA
El estudio de las relaciones entre los seres vivos y su ambiente plantea numerosas
interrogantes relacionadas con las características del lugar ocupado por los organismos, es
decir, el hábitat, así como la función que desempeñan en el ambiente, esto es, las
conductas. Por está razón, los estudios ecológicos incluyen investigaciones sobre plantas y
animales, basadas en sus conductas y sus hábitats, ya que tratan todo lo relacionado con los
fenómenos, las formas y el ambiente de los seres vivos.
Así, se presenta la ecología como una disciplina integradora del conocimiento, y se analizan
las principales metodologías que se utilizan en la investigación ecológica.
Se exponen conocimientos generales acerca de la ecología humana, y se establecen las
relaciones que existen entre la ecología y los recursos naturales.
2.1.1. CONCEPTOS E IMPORTANCIA DE LA ECOLOGÍA Y EL AMBIENTE
El termino ecología (del griego oikos: casa, y logos: tratado) fue definido por primera vez
por Ernst Haeckel, en 1869, quien lo consideró como la totalidad de relaciones entre los
seres y su ambiente. La definición es muy amplia, implica el carácter interdidiplinario de la
ecología, ya que se relaciona, de manera o indirecta, con todas las disciplinas del saber
humano. Sus bases directas radican en la genética, evolución, etología y fisiología, aplicadas
a los organismos vivos; además, sus relaciones son la geografía, la física y las matemáticas
son innegables.
79
En el siglo XX, durante la década de 1960, la gente comenzó a interesarse por los aspectos
ambientales al adquirir conciencia de que la capacidad productiva de la naturaleza es
limitada, y que el uso de técnicas inadecuadas en la explotación de los recursos naturales
puede ocasionar el grave deterioro del ambiente natural.
A partir de ese momento, para muchos, el término ecología se ha considerado sinónimo de
todo lo relacionado con el ambiente.
La sociedad le ha dado a la palabra “ambiente” diversos significados: calidad del aire que se
respira, necesidad de alimentos, áreas verdes para recreación, regiones de alta o baja
productividad y otros más, que incluyen aspectos sociales, políticos, económicos y aun
filosóficos que se han alejado cada vez más del concepto ecológico inicial, por ello, algunos
autores buscar nuevas definiciones para el término "ecología".
En 1963, Eugene Odum la conceptuó como el estudio de la estructura y el
funcionamiento de la naturaleza. Por otra parte, en 1978 Ch. J. Krebs la definió como el
estudio científico de las interacciones que regulan la distribución y la abundancia
de los organismos.
La ecología se considera una disciplina integradora, ya que trabaja con diversos elementos
del medio, tanto vivos como no vivos, y los reúne en unidades llamadas ecosistemas, dentro
de las cuales interactúan todos los elementos que las forman. Al analizar dichos elementos,
el ecólogo adquiere una perspectiva integral, necesaria para interpretar de manera correcta
los aspectos estructurales y funcionales de un ecosistema.
2.1.2. CONCEPTOS
El estudio de los seres vivos puede enfocarse a diversos niveles de integración, cada uno de
los cuales representa un tipo particular de sistema biológico.
Afirmar que los sistemas de dimensiones pequeñas son más simples que los de mayor
dimensión carece de base, ya que cada uno de ellos conforma un nivel de organización, con
sus propias leyes y complejidades. Así, la estructura y función de una célula pueden ser tan
complejas como las de una comunidad.
La atención de los ecólogos puede enfocarse en estos niveles de organización:
Individuo: Organismo formado por aparatos y sistemas. Una o más células caracterizadas
por un único tipo de información codificada en su ADN. Puede ser unicelular, multicelular o
pluricelular. Los individuos pluricelulares muestran tipos celulares especializados y división
de funciones en tejidos, órganos y sistemas.
Especie: Grupo de individuos similares que tienden a aparearse entre sí dando origen a una
descendencia fértil. Muchas veces encontramos especies descritas, no por su reproducción
(especies biológicas) sino por su forma (especies anatómicas).
Poblaciones: Grupos de individuos (misma especie) similares que tienden a aparearse
entre sí en un área geográfica limitada. Esto puede ser tan sencillo como un campo con
flores separado de otro campo por una colina sin flores.
Comunidad: Es la relación entre grupos de diferentes especies. Conjunto de poblaciones.
Por ejemplo, las comunidades del desierto pueden consistir en conejos, coyotes, víboras,
ratones, aves y plantas como los cactus y otras suculentas. La estructura de una comunidad
80
puede ser alterada por sucesos o actividades tales como el fuego, la actividad humana y la
sobrepoblación.
2.2. RELACIONES DE UNOS ORGANISMOS A OTROS
Como se debe entender, todo ecosistema se estructura por comunidades de organismos, las
cuales interactúan con el medio abiótico intercambiando materia y energía. Sin embargo, es
dentro de las comunidades donde las poblaciones de organismos que las conforman son las
encargadas de realizar tal tarea dinámica. Por lo anterior, es necesario que se comprendan
los tipos de interacción que practican estos organismos para lograr la organización y
estabilidad de estas comunidades.
2.2.1. RELACIONES INTRA E INTER ESPECÍFICAS
La importancia de las interacciones inter e intraespecíficas radica en que, así como existen
factores físico-químicos que modifican la distribución y la abundancia de las poblaciones en
los ecosistemas, asimismo la interacción entre las diferentes especies también influye en tal
transformación.
Una relación interespecífica se manifiesta cuando los organismos participantes son de
diferentes especies y, una relación intraespecífica se observa entre organismos de la misma
especie.
Cabe mencionar que entre mayor sea la densidad de la población, la oportunidad de que
ocurran las relaciones intraespecíficas será también en mayor proporción, dado el alto
número de integrantes de la población.
En las interacciones biológicas se pueden obtener efectos benéficos (interacciones
positivas), como en el comensalismo, cooperación y mutualismo; o bien, se logran
resultados negativos (interacciones negativas) que afecten el desarrollo y la
supervivencia de una de las poblaciones, como en la depredación, parasitismo,
competencia y amensalismo.
Es importante resaltar que las interacciones negativas que producen efecto en una o en
ambas poblaciones participantes, quizá sean las que en un momento determinado se
constituyan en el factor que logre a largo plazo la estabilidad de la comunidad a la que
pertenecen. Por tanto, la competencia, la depredación y simbiosis se constituyen en las
principales interacciones que impactan sobre la organización de las comunidades: la
primera, se enfoca sobre la diversidad y abundancia de las poblaciones; la segunda, permite
la integración de las cadenas tróficas, y la tercera, a través del fenómeno del mutualismo,
permite la estabilidad.
Las interacciones inter e intraespecíficas que se presentan a continuación, pueden presentar
o no, acción recíproca donde una población puede o no afectar a la otra, puede inhibirla,
favorecerla o presentar efecto neutro.
Competencia. Presenta una variable llamada amensalismo o interferencia
Cooperación.
Simbiosis. Abarca los fenómenos de: mutualismo, comensalismo y parasitismo.
Depredación.
81
Competencia
Este fenómeno ocurre cuando el espacio se limita y el alimento escasea, orientando a los
organismos a luchar o competir por ellos. La competencia intraespecífica contribuye a la
supervivencia de los mejores individuos, sin embargo, en la competencia ínterespecífica
aparece la exclusión competitiva o de Gause, donde dos especies al competir por los mismos
recursos, una de ellas logra excluir a la segunda. Dentro de la competencia existe una
variable: el amensalismo o interferencia, donde una especie inhibe el crecimiento y la
supervivencia de otra y permanece sin ser afectada. La especie que es inhibida recibe el
nombre de amensal. Como ejemplo de competencia se tiene: el efecto de la "marea roja"
sobre ciertas especies de peces. Los microorganismos que forman a la marea roja no se ven
afectados por la muerte de los peces. Otro ejemplo ilustrativo puede ser, que al crecimiento
de los árboles en un bosque se va formando un techo denso de ramas y hojas y las especies
vegetales del piso no reciben suficiente luz solar y empiezan a declinar su crecimiento,
reproducción y supervivencia hasta inhibirse. Relativamente los árboles no se afectan y las
plantas del piso se convierten en amensales.
Cooperación
Sucede cuando las dos especies ínter actuantes se benefician y la interrelación es opcional,
es decir, cada especie es capaz de sobrevivir independientemente, pero la interacción
cooperativa permite el aumento de la tasa de crecimiento de ambas. Por ejemplo, la relación
entre cangrejos y celenterados como las hidras o anémonas de mar. Los celenterados le
sirven al cangrejo como camuflaje al ubicarse en la parte superior del cangrejo, cuando éste
obtiene alimento, los celenterados aprovechan los restos.
Simbiosis
Se puede interpretar que todas las relaciones entre los organismos se consideran
simbióticas, las cuales son relaciones dinámicas que constituyen fuerzas selectivas que
contribuyen a la adaptación evolutiva de las poblaciones. Sus modalidades o variantes son:
Mutualismo. En esta variante ambas especies se benefician y son muy dependientes
una de la otra, a tal grado que no pueden vivir separadas. Ejemplo, los protozoarios
degradadores de celulosa que se localizan en el intestino de las polillas comedoras de
madera. Esta asociación les permite a las polillas nutrirse con los azucares
provenientes de la degradación de la celulosa, y a los protozoarios tener un lugar
adecuado para vivir, debido a que se han tornado tan especializados que no
sobreviven en un ambiente diferente al que otorga el intestino de las termitas; otro
ejemplo lo constituye la asociación que se da entre un alga y un hongo (liquen).
Comensalismo. Durante la interrelación de dos especies, una de ellas se beneficia
(comensal) y la otra (hospedero) no resulta afectada como consecuencia del
beneficio de la primera. Generalmente, el comensalismo es necesario para la
supervivencia de la especie comensal. Un caso típico nos ilustra al respecto: la
asociación entre los tiburones y el pez remora. La remora se prende al vientre del
tiburón, es transportada y obtiene para su propio sustento, los restos de la comida
que obtiene éste. En el caso de las plantas podemos mencionar el de las plantas
epifitas, como el heno y determinadas orquídeas que crecen sobre diversas especies
de árboles.
Parasitismo. Se produce este fenómeno cuando en la interacción de dos especies,
una de ellas (el parásito) se nutre a sí misma a expensas de la otra (el huésped). El
parasitismo es indispensable para la especie parásita. En ciertas ocasiones este tipo
82
de interrelación, indirectamente ocasiona la muerte del huésped. Ejemplos de
parasitismo: los seres humanos como huéspedes de parásitos intestinales,
protozoarios, ácaros, insectos, etc.
Depredación. Es una interacción donde una especie (el depredador) ataca, atrapa, mata y
se alimenta de otra especie (la presa). La especie predadora se beneficia al obtener su
alimento y la especie que sirve de presa se inhibe. Existen plantas que practican la
depredación, son vegetales carnívoros provistos de mecanismos que les permiten atrapar y
digerir pequeños animales, generalmente insectos; por ejemplo, la drosera. Como ejemplo
de depredación animal, se puede mencionar la predación del halcón al ratón de campo, o la
del león, al antílope, entre otras.
2.3. RELACIONES DE LOS ORGANISMOS CON SU MEDIO AMBIENTE
Para comprender la estructura de un sistema natural, es importante analizar las
adaptaciones a sus ambientes físico y biológico, lo cual puede interpretarse por medio de
índices y parámetros estructurales, tales como: índices de diversidad de organismos, de
área basal, de área fotosintética y otros.
Aunque existen amplias variaciones en lo que se refiere a la fisonomía del ecosistema,
ciertos patrones son comunes a todos. Por ejemplo: los elementos captadores de energía se
encuentran en las capas superiores; la materia orgánica se acumula en las partes inferiores;
y la distribución de ciertos gases, nutrientes y luz es el resultado de la actividad respiratoria
y fotosintética de los organismos del ecosistema.
Otro criterio de análisis es la complejidad estructural, definida como la suma de propiedades
de un ecosistema, que incluye: la complejidad de la red alimentaria, la distribución
horizontal y vertical de las especies, y la arquitectura del sistema ecológico. Dicha
complejidad es muy sensible a los factores ambientales que prevalecen en la región; por
ejemplo, los sistemas adaptados a incendios frecuentes presentan sistemas subterráneos de
estructura compleja (más raíces, más biomasa en ellas, abundancia de tallos subterráneos,
etc.), pero poca complejidad en sus componentes aéreos. En los bosques tropicales la
complejidad estructural varía notablemente con los cambios en el régimen de lluvias; la
mayor complejidad se presenta en la zona más lluviosa. La proporción de biomasa y la
diversidad de especies aumentan con el calor y la humedad. En síntesis, cada sistema posee
características estructurales que sirven como indicadores de las condiciones físicas del
ambiente.
El funcionamiento del ecosistema presenta cinco procesos metabólicos:
Fotosíntesis. Permite la captación de energía solar por las plantas.
Respiración. Mediante ella, la energía se emplea para realizar trabajo. La energía se
distribuye por medio de las cadenas alimentarias (de productores a herbívoros, de
éstos a carnívoros, etcétera).
Circulación de minerales. Permite el flujo de materiales en los ecosistemas.
Sucesión en el ecosistema. Son los cambios del ecosistema a través del tiempo.
83
Homeostasis. Es el conjunto de procesos internos de regulación que le permite al
sistema funcionar como un todo, en armonía con sus elementos bióticos y abióticos.
La fotosíntesis y la respiración son mecanismos esenciales para el flujo de energía en el
ecosistema.
2.3.1. EL AMBIENTE COMO FUENTE DE ENERGÍA Y MATERIA
Para que exista vida en la Tierra, ésta debe recibir energía solar en forma continua y liberar
energía calorífica al exterior. La temperatura más o menos constante de la superficie
terrestre resulta del continuo equilibrio energético entrada-salida del ecosistema Tierra (no
olvidemos que se trata de un sistema abierto).
La atmósfera absorbe parte de la energía solar irradiada a la Tierra, por lo que a la superficie
terrestre sólo llega el 50% de dicha energía.
La energía solar interviene en diversos procesos: conduce ciclos atmosféricos, funde el hielo,
evapora el agua, genera vientos, ondas y corrientes; y además, sustenta a todos los seres
vivos del planeta. Por medio de la fotosíntesis, las plantas almacenan la energía solar en
moléculas químicas complejas, las cuales son ingeridas por animales herbívoros y éstos, a
su vez, por carnívoros. Cuando las plantas o animales necesitan energía, degradan dichas
moléculas y liberan la energía almacenada en ellas por medio de la respiración.
Los procesos energéticos son regulados por las leyes de la termodinámica, que explican
las relaciones entre las diversas formas de energía.
La primera ley, también llamada de la conservación de la energía, dice:
“La energía no se crea ni se destruye, sólo se transforma”.
Establece que la cantidad total de energía, en todas sus formas, permanece constante.
Aunque puede cambiar de unas formas a otras, la suma de todas debe ser constante.
La segunda ley de la termodinámica establece que:
“Siempre que la energía se transforma, tiende a pasar de un estado más
organizado y concentrado a uno menos organizado y más disperso”.
El significado ecológico de las leyes de la termodinámica se puede explicar de manera
sencilla: La energía solar que penetra a un ecosistema fluye a través de sus componentes,
adoptando diversos estados o formas; por ejemplo: compuestos químicos, organelos
celulares, respiración, etc. (primera ley de la termodinámica). Esta energía puede ser
cuantificada.
En cada transferencia o transformación, parte de la energía queda tan dispersa (calor) que
deja de ser útil (segunda ley de la termodinámica). Cuando la energía fluye a través de un
sistema ecológico, disminuye su capacidad para producir trabajo. Esto indica que al pasar
por los distintos niveles del ecosistema la cantidad de energía organizada y concentrada es
cada vez menor. La energía solar no se destruye al fluir a través del ecosistema Tierra, pero
se degrada, porque pasa de una forma de energía concentrada, capaz de conducir
reacciones y producir trabajo, a un tipo de energía más difuso: el calor.
Los seres vivos necesitan alrededor de 40 elementos químicos para su desarrollo; entre
ellos, los fundamentales son: carbono (C), hidrógeno (H), oxígeno (O), nitrógeno (N), azufre
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(S) y fósforo (P). La existencia de éstos en la naturaleza es limitada; por ello deben
reciclarse de manera continua. Así, surgen los llamados ciclos biogeoquímicos, que
permiten la disponibilidad de estos elementos una y otra vez, transformándose y
recirculando a través de la atmósfera, hidrosfera, litosfera y biosfera, es decir, la ecosfera.
Los componentes bióticos y abióticos de la naturaleza se relacionan de manera estrecha
durante los ciclos biogeoquímicos; los organismos muertos también desempeñan un papel
importante en estos ciclos.
El término biogeoquímico alude a un movimiento cíclico de los elementos que forman los
seres vivos (bio) y el ambiente geológico (geo), lo cual incluye cambios químicos.
Todo ciclo biogeoquímico se caracteriza por el paso del elemento del entorno al ser vivo, y
su retorno al medio; siempre, con la intervención de vegetales, animales y
microorganismos. También en el ciclo existe una fuente geológica (atmósfera o litosfera) de
los elementos, y éstos tienen cambios químicos durante su trayecto.
Los ciclos biogeoquímicos pueden ser de dos tipos:
Nutrientes gaseosos. Cuya fuente de aporte es la atmósfera; por ejemplo:
carbono, oxígeno y nitrógeno.
Nutrientes sólidos. Proporcionados por la corteza terrestre; por ejemplo: fósforo
y azufre.
El agua desempeña un papel fundamental en los ciclos biogeoquímicos, ya que los nutrientes
atmosféricos llegan a la superficie terrestre con la lluvia; los nutrientes sólidos provienen de
minerales de rocas desgastadas y disueltas por el agua, además, las plantas absorben los
nutrientes minerales disueltos en este líquido.
Ciclo del carbono
El carbono se encuentra en la atmósfera como dióxido de carbono (CO2) gaseoso. Las
plantas toman el CO2 directamente del medio donde viven (agua o atmósfera), y con él
fabrican carbohidratos y algunos lípidos durante la fotosíntesis. Al alimentarse de plantas,
los animales ingieren los compuestos complejos elaborados a partir de CO2 y agua. El CO2
regresa a la atmósfera a través de la respiración de los seres vivos, por desintegración
bacteriana o como residuo de las combustiones.
Ciclo del nitrógeno
Representa un ejemplo típico de nutrientes gaseosos. El nitrógeno constituye el elemento
predominante de la atmósfera (79%); sin embargo, para poder ser utilizado por los
organismos vivos debe sufrir un proceso de fijación. Las bacterias nitrificantes fijan el
nitrógeno atmosférico y lo convierten en sales de nitrógeno, nitritos o nitratos, que las
plantas absorben del suelo a través de sus raíces.
Con el nitrógeno, la planta fabrica proteínas durante la fotosíntesis, las cuales son ingeridas
en forma directa por herbívoros o indirecta por carnívoros. Cuando los organismos mueren,
sus cuerpos son desintegrados por la acción bacteriana, formándose amoniaco; otras
bacterias convierten el amoniaco en nitratos, o lo liberan en forma gaseosa por acción de
bacterias desnitrificantes; de esta manera el nitrógeno regresa a la atmósfera.
Ciclo del fósforo
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El fósforo es un elemento esencial para los seres vivos, ya que forma parte de la estructura
de los ácidos nucleicos, y de las moléculas productoras de energía (ATP).
Es un ejemplo de nutriente sólido que forma parte del suelo; se le encuentra en forma de
fosfatos disueltos en agua, cuyo origen es la corteza terrestre.
Las plantas absorben el fósforo del suelo y lo integran al ADN, ARN y ATP de todas sus
células. Los animales lo obtienen al ingerir vegetales u otros animales. Los restos de
animales y vegetales muertos, así como los materiales de desecho, sufren la acción de
bacterias fosfatizantes, las cuales liberan los fosfatos incorporándolos al suelo.
El agua arrastra la mayoría de los fosfatos del suelo y los conduce a través de ríos, lagos y
mantos freáticos hasta depositarlos en el mar. El fósforo también es consumido por la flora y
la fauna acuáticas.
Las aves marinas recuperan un poco de fosfato depositado en el mar al consumir productos
acuáticos, pero la mayor parte de este elemento no vuelve al ciclo, por lo que prácticamente
todo el fósforo que circula es el producto de nuevas aportaciones del sustrato geológico.
2.3.2. EFECTO DEL AMBIENTE SOBRE LOS SERES VIVOS
El ecosistema se considera la unidad fundamental de organización en ecología, y la
unidad estructural de la ecosfera.
El conjunto de elementos que forman el ecosistema, y que por tanto integran el ambiente
natural, está organizado en los grupos siguientes:
Elementos abióticos. Componen la parte física o inerte de los ecosistemas, tales
como: energía solar, atmósfera, agua, suelo, relieve, sustrato geológico y clima.
Elementos bióticos. Forman la parte viva del sistema ecológico, es decir, plantas,
hongos, protistas, bacterias y animales, incluyendo al hombre.
Todos los elementos del ecosistema interactúan de manera holística, es decir, integral; por
esta razón, no es fácil aislar uno de ellos y cambiarlo sin afectar a los demás.
ELEMENTOS ABIÓTICOS O FÍSICOS
Se considera abiótico aquello que no tiene vida, lo cual es sinónimo de inerte (ya que está
sometido a las leyes físicas de la inercia). En consecuencia, los elementos abióticos del
ecosistema representan la parte física del mismo.
Estos elementos son determinantes del tipo de comunidades que pueden existir en un
sistema ecológico.
ENERGÍA, RADIACIÓN SOLAR Y TEMPERATURA
La fuente de energía que posibilita la vida en la Tierra procede de la radiación solar. Para
conocer su influencia, se debe tomar en cuenta la intensidad o cantidad por unidad de
superficie y por unidad de tiempo; la calidad (o longitud de onda) y la duración o
fotoperiodo. La radiación solar proporciona la energía necesaria para la fotosíntesis y
además constituye la fuente de calor para el ambiente. El calor se manifiesta a través de la
temperatura, o la tendencia de una sustancia a liberar calor. La radiación solar y la
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temperatura tienen ciclos diarios y estacionales; y son diferentes en las diversas regiones
del planeta, ya que se manifiestan en estrecha relación con la latitud y la altitud. Así, en
regiones tropicales con bosques lluviosos, la radiación solar y la temperatura son altas
durante todo el año. En los desiertos sucede lo mismo, pero la carencia de nubes y de
vegetación ocasiona fuertes pérdidas de calor durante las noches, las cuales tienden a ser
frías. En regiones polares o alpinas se registran temperaturas muy bajas durante
prolongados períodos invernales de oscuridad, que alternan con veranos de alta radiación
solar. Los cambios en el relieve también modifican las tasas de insolación y de calor; en las
laderas orientadas al norte, la cubierta vegetal es menos densa que en las orientadas al sur,
ya que estas últimas reciben luz directa y alcanzan temperaturas mayores.
En los valles rodeados de montañas, como el valle de México, ocurre un fenómeno
relacionado con la radiación solar y la temperatura: la inversión térmica. Esta consiste en
lo siguiente: al incidir los rayos solares sobre el fondo del valle, las capas bajas de la
atmósfera se calientan; al calentarse, el aire es más ligero y por tal razón se eleva. Al
mismo tiempo las masas de aire frío de las montañas bajan por las laderas hasta el fondo
del valle. Como resultado, hace más frío en el valle que en la parte alta de las montañas. Al
avanzar el día, las capas de aire se homogeneizan y se nivelan las temperaturas.
Los seres vivos difieren en sus respuestas metabólicas a la temperatura y en su tolerancia a
temperaturas extremas. En general, puede decirse que hay poca actividad metabólica por
debajo de 0 °C o por arriba de 45 °C. No obstante, en regiones árticas o de considerable
altitud, existen organismos como líquenes, musgos, liebre ártica, reno u oso polar, que
toleran temperaturas de congelación; incluso dichas plantas llevan a cabo la fotosíntesis a
menos de 0 °C. Asimismo, las plantas y animales del desierto resisten temperaturas
elevadas durante el día y bajas por la noche. En primaveras cálidas, algunas bacterias
toleran temperaturas superiores a 70 °C y se inactivan a menos de 55 °C.
ATMÓSFERA
Se considera la atmósfera como la capa gaseosa que rodea la Tierra. Proporciona a los
organismos el oxígeno necesario para la respiración y el dióxido de carbono (C02) y vapor de
agua para la fotosíntesis. Representa, además, la fuente de nitrógeno que se incorpora al
suelo por acción bacteriana y que queda a disposición de las plantas. La proporción de gases
atmosféricos varía con la altitud, debido a ello, en las montañas altas el oxígeno es escaso.
La presión atmosférica también disminuye con la altitud, razón por la cual sentimos
molestias en el tímpano durante los ascensos o descensos rápidos en un avión o en un
camino montañoso.
La atmósfera en movimiento recibe el nombre de viento, y es de gran importancia en el
medio, ya que permite la circulación de los gases. Cuando el viento se mueve de manera
circular y alcanza gran velocidad produce los tornados (por lo general en seco) y los
huracanes o ciclones (acompañados de lluvia) que ocasionan considerables efectos físicos en
los ecosistemas. En zonas arboladas, expuestas a la acción directa de los vientos
(barlovento), el follaje de los árboles adquiere la forma de estandarte, con las ramas
dirigidas hacia la zona protegida del viento (sotavento).
AGUA
Es uno de los principales factores físicos del ecosistema. Su distribución no es homogénea;
constituye el elemento esencial de la hidrosfera (mares, océanos, ríos y lagos); abunda en
algunas regiones tropicales y escasea en zonas áridas. En la atmósfera existe una
proporción de agua muy limitada, pero de gran dinamismo, ya que circula en forma
continua del aire a la tierra o al mar, y de nuevo a la atmósfera; de este modo se establece
un ciclo hidrológico, cuyas principales etapas son: precipitación, infiltración, absorción por
87
parte de las plantas, escurrimiento, evaporación, transpiración y condensación para formar
nubes y reiniciar el ciclo.
Los organismos presentan múltiples adaptaciones que les permiten sobrevivir en diversas
condiciones de disponibilidad de agua. Por ejemplo: en las zonas áridas, las plantas reducen
el tamaño de sus hojas o las transforman en espinas para evitar la deshidratación;
almacenan agua en las hojas o en los tallos, o desarrollan sistemas radicales muy
extendidos o profundos. Los animales suelen ser de hábitos nocturnos, ya que así evitan la
deshidratación. Por el contrario, en zonas de gran humedad, las plantas desarrollan grandes
hojas y raíces poco profundas; además, la vida animal es muy abundante y diversificada.
SUELO Y SUSTRATO GEOLÓGICO
El suelo es la parte superficial de la corteza terrestre donde se desarrollan las plantas. Es
producto del intemperismo de la roca madre, conocida también como sustrato ecológico. El
intemperismo consiste en una serie de procesos mecánicos, físicos y químicos, inducidos por
el clima y los organismos, que al actuar sobre el sustrato geológico provocan la
fragmentación y transformación en un material llamado regolita. La regolita se combina con
materia orgánica microorganismos, agua y aire para formar el suelo.
El sustrato geológico aporta los minerales necesarios para el desarrollo de las plantas; según
su naturaleza, se pueden formar suelos calizos, magnésicos, sódicos, ígneos y otros. Las
características físicas y químicas del suelo influyen en el tipo de plantas que sustentan. Por
ejemplo: plantas de suelos salinos, que reciben el nombre de halófilas; plantas de suelos
calizos, que se llaman calcófilas, etcétera.
RELIEVE
El relieve o topografía es un modificador climático de los ecosistemas, ya que al variar la
altitud se modifica la cantidad de precipitación, la radiación solar, la exposición a los vientos
y la orientación de ladera. Un fenómeno muy significativo es la existencia de sistemas
montañosos que actúan como pantallas meteorológicas o sombras de lluvia. Por ejemplo,
la Sierra Madre Oriental, a la altura de la parte media del Estado de Veracruz, determina
cambios significativos en la vegetación, ya que hacia el este (barlovento) recibe abundante
humedad en forma de precipitación, formándose bosques tropicales; en cambio, hacia el
oeste (sotavento) hay escasez de lluvia, pues las nubes no pueden rebasar la montaña; en
consecuencia, se desarrollan comunidades propias de zonas áridas o semiáridas.
CLIMA
El clima es el estado promedio del tiempo en un lugar determinado. Para tener
validez, el tiempo promedio debe ser superior a diez años.
En este caso, debe entenderse como tiempo las condiciones de la atmósfera en un
momento dado.
El clima está constituido por tres elementos esenciales; precipitación, temperatura, y
circulación de los vientos; los tres integran un sistema complejo que se relaciona de manera
directa con la distribución de las plantas. Las principales comunidades vegetales
corresponden a tipos climáticos específicos. Por ejemplo, las selvas altas perennifolias
corresponden a un clima tropical con lluvias todo el año; los pastizales y matorrales se
desarrollan en el clima seco estepario; los bosques de encinos crecen en el clima templado
con lluvias en verano; los bosques de coniferas se relacionan con el clima frío, y la tundra de
los casquetes polares y altas montañas coexiste con el clima polar.
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ELEMENTOS BIÓTICOS
La parte viva del ecosistema está representada por los organismos que lo habitan, a éstos se
les conoce como elementos bióticos, y pueden clasificarse como: plantas, hongos, protistas,
bacterias, animales.
PLANTAS
Representan el eslabón entre el mundo no viviente y el viviente al transformar la materia
inorgánica, como el bióxido de carbono y el agua, en compuestos orgánicos capaces de
almacenar la energía solar captada durante el proceso de fotosíntesis. Los demás seres
necesitan de las plantas para sobre vivir, ya que de ellas toman su alimento en forma
directa (herbívoros) o indirecta (carnívoros).
Las plantas pueden modificar casi todos los factores ambientales, ya que consumen agua y
sales minerales del suelo, pero al mismo tiempo retienen el agua y mantienen la estructura
del suelo; producen sombra que favorece o limita el desarrollo de otras plantas y compiten
entre ellas por la luz, el agua o los nutrientes; esta competencia puede ser intraespecífica o
interespecífica, y da como resultado mayor diversidad vegetal. Al aumentar la diversidad,
también aumenta la producción de materia viva por unidad de superficie y mejora el
aprovechamiento integral del ambiente.
BACTERIAS
Pertenecen al reino Monera; aunque algunas son fotosintéticas (cianobacterias o cianofitas)
o quimiosintéticas, la mayoría de las bacterias son heterotróficas, y muchas de ellas actúan
como degradadoras, que obtienen sus nutrientes a partir de la desintegración de los restos
orgánicos de organismos vivos (hojarasca), o muertos. Forman parte fundamental en los
ciclos biogeoquímicos.
Las bacterias nitrificantes (Nitrosomonas, Nitrobacter), que viven en las raíces de las
leguminosas fijan el nitrógeno atmosférico o lo convierten en compuestos nitrogenados que
enriquecen el suelo. Algunas cianofitas actúan como fijadoras de nitrógeno en ambientes
acuáticos.
HONGOS
Son secretores de enzimas, que degradan la materia orgánica que procede de tejidos de
organismos vivos o muertos. Participan de manera activa en procesos de fermentación.
Enriquecen el suelo con elementos como calcio, magnesio y fósforo, los cuales quedan
disponibles para ser absorbidos de nuevo por las plantas y permiten la circulación de
materiales en los ecosistemas. Algunos hongos afectan o matan a ciertos individuos de las
comunidades en que viven, y así absorben parte de la energía del ecosistema en su propio
beneficio. Las micorrizas que viven en las raíces de los pinos, realizan funciones absorbentes
y al mismo tiempo reciben protección de ellos.
PROTISTAS
Los protistas heterotróficos también pueden actuar como degradadores en el ecosistema.
Algunos de ellos son patógenos que pueden afectar a los integrantes de las poblaciones
animales del hábitat en que se desarrollan.
ANIMALES
Los animales son un factor destructivo de las plantas del ecosistema, pero también
intervienen de manera activa en la circulación de nutrientes, en especial del nitrógeno.
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Numerosos insectos actúan como polinizadores y facilitan la reproducción de algunas
plantas. En otros casos, ciertas aves actúan como dispersoras de semillas.
Cuando los individuos de alguna población animal aumentan de manera excesiva, pueden
causar impactos negativos en los ecosistemas al convertirse en verdaderas plagas, tal es el
caso de los insectos barrenadores o descortezadores que atacan pinos y encinos de los
bosques mexicanos.
El ser humano es el único factor biológico capaz de mantener un ecosistema en equilibrio o
de causarle daños irreversibles. Por desgracia, hemos ignorado muchos principios ecológicos
y evolutivos. La inútil destrucción de la cubierta vegetal, ocasionada por la deforestación, la
erosión y el uso inapropiado de la tierra es producto directo de la inadecuada intervención
antrópica. Con la Revolución Industrial, el urbanismo, la alteración del ambiente natural y
los modernos medios de transporte, el hombre ha modificado los patrones naturales de
dispersión de los seres vivos. Además, muchas especies nocivas han sido introducidas por el
hombre en otros ambientes, como el conejo en Australia, la rata en América y el lirio
acuático que ha invadido lagos, lagunas y ríos.
2.4. EL HOMBRE Y SU AMBIENTE
2.4.1. RECURSOS NATURALES
Se considera recurso natural cualquier elemento de la naturaleza que el hombre
puede utilizar para su propio beneficio. Esto significa que los recursos sólo existen
cuando el hombre les asigna esa categoría. Tal es el caso del petróleo, pues aunque era
conocido desde hace miles de años, no era considerado como un recurso, ya que no tenía
utilidad.
A fines del siglo XIX, el petróleo empezó a explotarse como energético fósil; y en la segunda
mitad del siglo XX se descubrió que es la materia prima para la obtención de muchos
productos útiles; desde entonces, es un recurso muy valioso. En conclusión, el hombre
valora los recursos naturales de acuerdo con su cultura y el momento histórico en
el que vive.
Es importante definir algunos conceptos empleados con frecuencia en relación con los
recursos naturales; éstos son:
Conservación. Es el aprovechamiento de los recursos naturales de acuerdo con su
capacidad de regeneración. Puede hacerse una analogía entre los recursos y el
dinero invertido en un banco: el recurso es el capital invertido, lo que se
puede utilizar son los intereses que genera el capital, pero éste no se toca.
Así, se mantiene el recurso por largo tiempo y siempre existe la posibilidad de
usar parte de él.
Aprovechamiento sostenible (o sustentable). Los recursos naturales son heredados de
nuestros antepasados, pero debemos mantenerlos y cuidarlos, ya que
representan el patrimonio de las generaciones futuras.
Uso. Es la apropiación de algún recurso para satisfacer las necesidades humanas, sean
naturales (alimento, abrigo, salud) o culturales (papel, acero, etcétera).
Preservación. Significa mantener inalterables los recursos con el fin de continuar las
condiciones naturales. Esto se aplica a especies o ecosistemas en peligro; por
90
ejemplo, la selva amazónica tiene un alto valor natural y cultural para la
humanidad, por lo que algunas de sus partes deben ser preservadas para las
generaciones futuras.
Clasificación de los recursos naturales
De acuerdo con la definición inicial, cualquier elemento de la naturaleza es o puede llegar a
constituir un recurso. En el primer caso se habla de recursos reales, como el agua, el
suelo, la fauna, etc.; y en el segundo, de recursos potenciales; tal es el caso de la
energía eólica (del viento) o de la energía mareomotriz (de las mareas) con que cuenta
México y que no han sido utilizados a plenitud.
La diversidad de recursos ha dificultado su clasificación. En este caso utilizamos una de las
clasificaciones más sencillas, la del científico ruso I. Guerasimov, quien utiliza como criterio
la permanencia de los recursos y su capacidad de autorregenerarse. Guerasimov considera
tres grandes grupos de recursos:
Inagotables. Son aquellos que nunca se acaban, como la energía, el agua y el
clima.
Renovables. Son los recursos capaces de autorregenerarse; por ejemplo: la
vegetación, el suelo y la fauna. Son los que interesan en particular a la biología.
No renovables. Son los recursos que existen en cantidad limitada y no se
regeneran, tal es el caso de los minerales y los combustibles fósiles.
En relación con los recursos renovables debe señalarse que si se utiliza con mayor rapidez
que la de su capacidad de regeneración, se vuelven no renovables.
Relaciones entre ecología y recursos naturales
Los recursos naturales constituyen la base material para el desarrollo de las sociedades
humanas, ya que representan la materia prima indispensable ara la producción agrícola e
industrial.
Sin embargo, en muchos países en vías de desarrollo, como México, el aprovechamiento de
la naturaleza no es el adecuado. Esto se debe al desconocimiento de los procesos ecológicos
en los que participan los recursos naturales, los cuales están sujetos a los principios que
gobiernan la ecosfera.
El resultado se manifiesta en la erosión y pérdida del suelo, alteración del ciclo hidrológico,
empobrecimiento de las poblaciones animales y vegetales. La carencia de un verdadero
control de las políticas que regulan el manejo y apropiación de los recursos naturales,
respetando los principios ecológicos, ha provocado que el proceso de modernización se haya
convertido en un mecanismo aceleradamente destructivo de la naturaleza, como lo
ejemplifican la deforestación irracional de la Selva Lacandona y los bosques, alguna vez muy
densos, de los Estados de Michoacán y México, entre otros.
2.4.2. EFECTO DE LAS ACTIVIDADES HUMANAS EN EL MEDIO AMBIENTE
Se le llama contaminación a la presencia en el ambiente de uno o más elementos que dañen
la salud, el bienestar humano y los ecosistemas, o que degraden la calidad de cualquier
elemento del medio, sea biótico o abiótico. Contaminante es cualquier sustancia que al
adicionarse al aire, agua o suelo, altera sus características naturales.
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Existen dos tipos de contaminación: la natural y la antrópica.
La contaminación natural es producto de mecanismos y fenómenos naturales; es reciclable y
permite el restablecimiento del equilibrio ecológico. Por ejemplo: emisiones volcánicas,
cenizas de incendios forestales y polvos de tolvaneras.
La contaminación antrópica es producto de la actividad humana y puede provocar daños
irreversibles en los ecosistemas.
Fuentes emisoras de contaminantes antrópicos
Cualquier actividad humana libera residuos que pueden ser contaminantes. Las actividades
humanas generadoras de contaminantes se han clasificado en: domésticas, industriales, y
agrícolas, cada una de ellas con una cantidad y calidad de contaminantes diferente.
Actividades domésticas
Las actividades domésticas son emisoras de contaminantes, pues el uso de detergentes y
productos químicos altera la calidad del agua de desecho de los hogares, y el uso de
combustibles (gas, petróleo o leña) para cocinar arroja contaminantes al aire, pero el
contaminante de mayor importancia de origen doméstico es la basura.
La solución al problema de emisión de contaminantes por actividades domésticas es muy
compleja y requiere la elaboración de programas de clasificación de desechos sólidos, para
separar los biodegradables de los reutilizables y los desechables. Asimismo, eliminar hasta
donde sea posible el uso de detergentes y materiales de limpieza o insecticidas no
biodegradables, y racionalizar el uso de energéticos. Se empiezan a instalar modelos de
casas ecológicas en el ámbito experimental, que funcionan con energía solar y representan
ecosistemas antrópicos más o menos equilibrados.
Actividades industriales
El rápido desarrollo industrial ha ocasionado profundos desequilibrios ambientales. Los
desechos industriales degradan la calidad del aire, suelo y agua, produciendo alteraciones en
los ecosistemas que afectan la salud humana, la flora, la fauna y los bienes tanto públicos
como privados.
Existen dos tipos de fuentes de contaminación que provienen de la actividad industrial: las
fuentes fijas, que están representadas por los emplazamientos industriales, y las fuentes
móviles, capaces de desplazarse de un lugar a otro.
Fuentes fijas. Actúan sobre todas las áreas de la biosfera y producen emisiones de
humos, polvos, gases, ruido y radiaciones, así como descargas de aguas residuales o
desechos sólidos que afectan por igual el aire, los cuerpos de agua o el suelo.
Se han establecido programas de reubicación industrial como medidas de control,
que sólo han trasladado el problema a otro sitio. Asimismo, se han elaborado censos
industriales, mediciones de niveles de contaminación y se ha exigido a los
industriales cumplir con las normas mínimas de control de emisiones, como pueden
ser la instalación de filtros o de plantas de tratamiento de aguas residuales.
Fuentes móviles. Los autotransportes son los causantes del mayor porcentaje de
contaminación atmosférica en las áreas urbanas de todo el mundo, y también
producen altos niveles de contaminación sonora. Los contaminantes emitidos por
motores de gasolina son principalmente monóxido de carbono e hidrocarburos.
92
Actividades agrícolas
Mucho tiempo antes de conocer los procesos químicos de la fertilización, el hombre abonó
sus terrenos de cultivo con estiércol, paja o peces muertos. Sin embargo, por razones
económicas, estos abonos no se purifican y contienen pequeñas proporciones de metales y
metaloides tóxicos que se acumulan en el suelo.
Los insecticidas o plaguicidas, de uso frecuente en la agricultura, representan otro problema
severo de contaminación, ya que su degradación por medios naturales es muy lenta;
algunos insecticidas como el DDT o el ALDRIN pueden permanecer en el suelo hasta por 15
años. La acumulación de estas sustancias causa cambios en la biota del suelo, lo cual
produce cultivos con valores nutritivos disminuidos y deficiencias en el desarrollo de las
plantas.
Parte de los insecticidas se infiltra y contamina los depósitos de agua subterránea, por lo
cual es frecuente encontrar manantiales que contienen DDT. Estas sustancias también
pueden llegar a los escurrimientos que alimentan los ríos y así desembocar en el mar, y
también se han encontrado peces y aves acuáticas con rastros de DDT en su organismo.
Los insecticidas llegan al humano por medio de los vegetales, mariscos o peces
contaminados, y pueden provocar intoxicaciones, a veces mortales.
La manera más adecuada de evitar los problemas ocasionados por el uso de plaguicidas en
las labores agrícolas es el empleo de métodos naturales, como pueden ser el control
biológico de plagas, el empleo de semillas resistentes a infecciones, la rotación de cultivos y
respetar las épocas de arado y siembra.
Los desechos sólidos
El hombre siempre ha generado desechos; unos son producto natural de su fisiología y otros
resultan de sus actividades socioeconómicas. Cuando estos últimos en su mayoría son de
naturaleza sólida, reciben el nombre de desechos sólidos (o también, basura), y se clasifican
de la manera siguiente:
Biodegradables. Aquellos que al ser descompuestos por la acción de organismos
pueden reincorporarse en un ciclo biogeoquímico; ejemplo de ellos son los restos de
comida, aceites, huesos, papel y madera.
No degradables. Los que al no ser descompuestos permanecen en el medio
ocasionando, de manera directa o indirecta, alteraciones en él; algunos ejemplos son
el vidrio, latas, botellas, y la mayoría de materiales plásticos o metálicos.
Los desechos sólidos provienen de las actividades domésticas, agrícolas o industriales, y
pueden contaminar el agua, el aire o el suelo.
Las naciones industrializadas han multiplicado por cuatro su producción de desechos sólidos
en los últimos 50 años. En México, a fines de la década de 1980 ya se producían diariamente
50000 toneladas de basura, lo que arroja un promedio aproximado de 650 gramos por
habitante, por día. En el Distrito Federal se producen 11 000 toneladas diarias (más o menos
1 kg por habitante); de las cuales 65% corresponde a desechos de las actividades
domésticas y el resto son productos industriales.
Los desechos sólidos son recolectados en vehículos apropiados (no siempre disponibles,
sobre todo en ciudades pequeñas) y transportadas a depósitos especiales, casi siempre en
los alrededores de la ciudad, y que por lo común se encuentran a cielo abierto. Estos
depósitos representan enormes focos de contaminación del terreno, pues éste queda
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cubierto por los residuos y se impregna de sustancias tóxicas, dando como resultado la
alteración de la microflora y las propiedades físicas del suelo.
Los tiraderos también contaminan el agua, ya que las lluvias atraviesan lentamente los
depósitos y arrastran bacterias, microorganismos patógenos y sustancias tóxicas que se
filtran al subsuelo y llegan a los depósitos de agua subterráneos.
La producción de gases inflamables en la basura origina incendios espontáneos; los cuales
producen humos que, unidos al polvo que arrastra el viento, provocan contaminación del
aire.
Para resolver el problema de la basura, en algunas ciudades del país se están empleando los
rellenos sanitarios, pero aún son insuficientes. Éstos se combinan con sistemas de
incineración y, a muy pequeña escala, de industrialización de la basura.
Un método que podría ayudar a disminuir este tipo de contaminación es la separación de los
residuos en biodegradables y no degradables.
Los residuos biodegradables pueden someterse a un proceso de fermentación bacteriana,
cuyo producto final es un material semejante al lodo, el cual recibe el nombre de composta.
Este producto es un fertilizante natural de gran valor para la agricultura. Al mismo tiempo se
obtiene biogás, que puede utilizarse como combustible. La producción de composta puede
ser industrial o doméstica. Por desgracia, sólo existe una planta productora de este material
en México.
Los residuos no degradables pueden clasificarse de acuerdo con la naturaleza de sus
componentes y reciclarse para producir nuevos bienes consumibles.
Contaminación del agua
Se entiende por contaminación del agua la adición de materiales extraños que deterioran la
calidad de ésta. Existen tres tipos de contaminantes del agua: agentes biológicos, químicos
o físicos.
La contaminación biológica resulta de arrojar a las aguas continentales variedad de
sustancias fermentables de diverso origen, como pueden ser las aguas negras de las
ciudades o de las industrias.
La contaminación química resulta de agregar compuestos, como nitratos, fosfatos, minerales
o residuos de las actividades industriales. Entre otros contaminantes químicos se encuentran
los detergentes, fertilizantes y derivados del petróleo.
La contaminación física del agua es ocasionada al agregarle agentes que alteran sus
características físicas; por ejemplo, los residuos metalúrgicos que la calientan y dificultan la
difusión del oxígeno; igual efecto causan las hidroeléctricas.
En México existen diversas formas de tratamiento de aguas negras que permiten su
reutilización. El agua usada en las actividades domésticas es reciclada, depurada y
reutilizada posteriormente en sanitarios o riego de jardines.
Contaminación del suelo
Los suelos constituyen para el humano el sustrato de la vida sobre la Tierra, ya que de ellos
obtenemos en forma directa o indirecta la mayoría de nuestros alimentos; sin embargo, son
objeto de grave deterioro debido a diversos contaminantes, entre los que pueden
mencionarse:
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La basura. Ésta se deposita sobre el suelo de manera indiscriminada y altera las
propiedades físicas y químicas del mismo, además de destruir la cubierta vegetal natural y
ocupar lugares que se requieren para actividades más productivas para la vida.
Los fertilizantes. Al agregarse al suelo de manera anárquica, sin tomar en cuenta los
verdaderos requerimientos de dichas sustancias, los excedentes se infiltran y llegan hasta
los mantos acuíferos subterráneos, contaminando los manantiales que alimentan los ríos.
Los plaguicidas. Son sustancias químicas no biodegradables que envenenan no sólo a las
plagas, sino a toda la fauna edáfica y a las aves que se alimentan de ella y que pueden
llegar a dañar al humano.
Los herbicidas. Se usan para el control de malezas o el exterminio de plantíos no
deseables como amapola y marihuana. Son compuestos químicos de elevada toxicidad,
permanecen en el suelo durante muchos años y al contaminar el agua o ser absorbidos por
plantas comestibles pueden ser muy peligrosos para el ser humano.
Los detergentes. Estos productos contaminan los suelos irrigados con aguas negras,
matando la microfauna y la microflora del suelo o induciendo su proliferación, con lo que
disminuye el oxígeno edáfico y se produce putrefacción masiva que deteriora los suelos
agrícolas.
Algunas industrias contaminan directamente el suelo; por ejemplo: las tabiqueras, que
utilizan grandes cantidades de tierra apta para labores agrícolas, además de alterar con sus
desechos el espacio circundante.
Los residuos de actividades mineras o jales vuelven estériles extensas zonas, como ocurre
en las inmediaciones de Pachuca y Zacatecas.
Contaminación atmosférica
La contaminación atmosférica se debe a la modificación cuantitativa de los componentes de
dicha capa: el aumento de alguno de sus elementos (bióxido de carbono, ozono o peróxido
de nitrógeno); la adición de compuestos extraños (partículas radiactivas, plomo, azufre o
sustancias volátiles); o la combinación de ambos.
El contaminante que más abunda es el monóxido de carbono (CO), el cual proviene del
vulcanismo, fermentaciones anaerobias, incendios forestales o combustión de motores de
gasolina. El dióxido de carbono (CO2) es un componente normal de la atmósfera, pero su
proporción ha aumentado de manera alarmante debido al enorme consumo de energéticos
fósiles.
La acumulación de gases, al combinarse con las nieblas del periodo invernal, produce el
llamado esmog, que constituye un serio problema para las grandes ciudades modernas.
Otros contaminantes atmosféricos son los muy tóxicos óxidos de nitrógeno (NO y NO2) y de
azufre (S02 y S03).
En el Distrito Federal, la composición del esmog varía en cada zona: en el centro, los
principales contaminantes son el CO, C02 y N02 por la gran cantidad de automóviles que en
él circulan; en el norte y oriente predominan los humos industriales; y en el occidente hay
una mezcla de todos por la acción de los vientos.
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Las partículas sólidas también contaminan la atmósfera. Sus fuentes naturales son los
volcanes activos y la ausencia de vegetación en el suelo.
Las partículas sólidas de origen antrópico se deben a la actividad minera, la quema de
combustibles fósiles y las industrias petroquímicas, de asbesto, cemento y metalúrgicas.
Para reducir la contaminación que proviene de las fuentes naturales, se realizan campañas
para la reforestación y la prevención de incendios forestales.
Con el fin de abatir la contaminación por fuentes fijas, se han establecido normas que las
industrias deben seguir para disminuir sus emisiones.
Asimismo, para atenuar la contaminación por fuentes móviles en el Distrito Federal y su
área conurbana, se ha establecido el programa obligatorio de revisión semestral de
automóviles y la disposición para los modelos antiguos de no circular un día de la semana.
Pese a todas las medidas arriba mencionadas, el problema no se ha resuelto y aún queda
mucho por hacer.
El cambio global
Consiste en la alteración del ecosistema de nuestro planeta a gran escala y en un periodo
corto.
Es un fenómeno complejo, producto de la expansión social y tecnológica a gran escala. Sus
consecuencias son muy variadas, como la destrucción de la capa de ozono y el efecto de
invernadero, lo que ha ocasionado cambios climáticos mundialmente.
Destrucción de la capa de ozono
La capa de ozono constituye el escudo estratosférico que nos protege de la radiación
ultravioleta, pues actúa como filtro de esta radiación. Su destrucción es producida por la
acumulación de gases que reaccionan con las moléculas de ozono disociándolas y
produciendo ventanas en la capa de ozono, por donde penetran los rayos ultravioleta, que
pueden ocasionar cáncer en la piel y destrucción del fitoplancton de mares y océanos. Entre
estos compuestos están los clorofluorocarbonos, el tetracloruro de carbono, los halones, y el
metilcloroformo. Los clorofluorocarbonos (CFC), liberados por los aerosoles utilizados en
cosméticos, perfumería, refrigeración y solventes industriales, son considerados los
productos químicos más destructivos para la capa de ozono.
Los clorofluorocarbonos que se vierten a la atmósfera ascienden con lentitud y necesitan
varios años para llegar a la estratosfera. Por tal razón se desconoce la proporción exacta de
su existencia en la estratosfera, pero se sabe que se producen 80000 toneladas anuales de
CFC, cuyo efecto, a largo plazo, puede ser letal.
El efecto de invernadero
Los cambios climáticos son una de las manifestaciones más destacadas en el planeta, cuyas
causas son las alteraciones en la composición química de la atmósfera; sus consecuencias se
amplifican por las interacciones entre el clima, la biota y el ciclo hidrológico, lo cual
desencadena el cambio global.
Los gases de invernadero son principalmente el vapor de agua, el bióxido de carbono (CO2),
el metano (CH4) y el óxido nitroso (N2O) y los considerados indirectos por contribuir a la
formación atmosférica del ozono: monóxido de carbono (CO), óxidos de nitrógeno (NOx) y
compuestos orgánicos volátiles no-metano (COVNM). En las últimas décadas a éstos se les
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han sumado otros manufacturados por el hombre, como los clorofluorocarbonos (CFCs),
hidroclorofluorocarbonos (HCFCs), perfluorocarbonos (PFCs) e hidrofluorocarbonos (HFCs).
Los gases forman una capa que puede ser comparada con el techo de un invernadero y
produce efectos similares, incrementan la temperatura atmosférica; por lo que son llamados
gases de invernadero y causan el fenómeno conocido como efecto de invernadero. Se sabe
que en la actualidad se liberan 3 500 millones de toneladas de CO2 por año, las cuales
provienen de los incendios forestales o de la quema de combustibles fósiles por industrias y
automotores. A esto se debe agregar un millón de toneladas anuales de metano, 500000
toneladas de óxidos de nitrógeno y los ya mencionados CFC.
Los pronósticos indican que en el caso de un calentamiento global (2o a 7°C), el nivel del
mar se elevaría entre uno y dos metros, con graves repercusiones en los recursos
pesqueros, humedad de los suelos y equilibrio de los ecosistemas de nuestro planeta, por lo
que existe gran preocupación internacionalmente por regular y controlar las fuentes de
emisión de gases de invernadero.