NIVEL ORGÁNICO

Introducción

- Existen unos niveles...vamos a empezar a imaginar, piensa que un ser vivo es un edificio enorme... Pues ahora intentaremos llegar desde sus componentes más sencillos a los más complejos. Ese edificio está formado por ladrillos, digamos que ese es su componente más pequeño, los ladrillos serían nuestras células. Estos ladrillos se apilan unos junto a otros y hacia arriba formando paredes, que serán nuestros tejidos. Cuatro paredes forman una habitación, los órganos (como el corazón o el pulmón), no vivimos en habitaciones o al menos no deberíamos, necesitamos asociar habitaciones para conseguir un espacio con una función completa, esos son nuestros aparatos o sistemas y todos los pisos forman un bloque que será el individuo completo. Los niveles de organización de la materia comprenden desde el átomo al universo.

Conceptos

• La DIFERENCIACIÓN CELULAR es el proceso por el cual unas células se hacen diferentes de otras, con el objeto de adquirir la morfología y funcionalidad propia de un determinado tipo celular del organismo.

• Las CÉLULAS MADRE, que son aquellas que aún tienen la capacidad para diferenciarse, sufren modificaciones citológicas al expresar algunos de los genes que porta y reprimir a otros, dando lugar así a distintos tipos celulares. Todo este proceso de diferenciación está muy regulado y se produce sobre todo en el proceso del desarrollo embrionario donde, según su ubicación, las células se diferenciarán en uno u otro tipo celular.

Conceptos • TEJIDO: conjunto de células morfológicamente iguales que realizan la

misma función.

• ÓRGANO: es un conjunto de tejidos asociados para realizar una función determinada.

• APARATO: es un conjunto de órganos que, actuando coordinadamente, realizan una función determinada. Hablamos de aparato si los órganos que se unen son diferentes en cuanto a su origen y estructura.

• SISTEMA: conjunto de órganos semejantes (constituidos por los mismos tipos de tejidos) distribuidos por todo el organismo que desempeñan la misma función. Hablamos de sistema si estos órganos tienen la misma estructura y origen embriológico.

• A veces un mismo órgano puede formar parte de dos aparatos o sistemas, como los ovarios y testículos, que forman parte del sistema endocrino y del aparato reproductor.

Aparatos y sistemas

TEJIDO

• En biología se llama tejido a una estructura constituida por un conjunto organizado de células diferenciadas, ordenadas regularmente, que realizan un trabajo fisiológico coordinado.

• Nivel de organización superior al celular, ya que las células que lo constituyen desempeñan una función concreta que han adquirido por diferenciación celular.

• Tanto animales como vegetales han desarrollado a través de la evolución sus tejidos de manera independiente, de forma que poseen tejidos organizados de diferente forma para realizar las mismas funciones.

• La aparición de los tejidos posibilita el desarrollo de los organismos complejos por el aumento del tamaño de sus células y su especialización en funciones diversas.

• Un tejido es un conjunto de células que constituyen una unidad funcional y estructural.

• La ciencia que estudia los tejidos se llama histología.

TIPOS DE TEJIDOS

ANIMALES:

Tejidos musculares.Tejidos nerviososTejidos epiteliales.Tejidos conectivos

VEGETALES

Meristemáticos

Tejidos de revestimiento o protectores.

Parénquimas.Tejidos de sostén.Tejidos conductores

TEJIDOS ANIMALES

• Podemos distinguir dos grandes grupos de tejidos animales según su grado de especialización. Los tejidos más especializados son aquellos que están relacionados con el control y la realización de los movimientos: – Tejidos musculares.– Tejidos nerviosos.

• Los tejidos poco especializados están relacionados con el soporte corporal: – Tejidos epiteliales.– Tejidos conectivos.

Los tejidos de revestimiento o epitelios son tejidos que recubren la superficie corporal externa e interna de un animal, además de los diferentes órganos.

• Las células están muy próximas entre sí, de tal forma que no dejan huecos entre ellas, ni siquiera para la matriz extracelular.

• Las células forman una o varias capas. Las células más externas son las más antiguas y las células más internas las más jóvenes.

• Están apoyados sobre una estructura membranosa llamada lámina basal, que las une con el tejido conjuntivo interior.

• Las células de los tejidos epidérmicos presentan diferentes formas, que suelen ser regulares y poliédricas. Este hecho ha dado lugar a diferentes tipos de tejidos epidérmicos.

Los epitelios de revestimiento se clasifican en varios grupos: • Simples: formados por una sola capa de célula• Estratificados: formados por varias capas de células.• Pseudoestratificados: son epitelios que parecen estratificados sin serlo, porque

los núcleos celulares aparecen a diferentes alturas. Epitelio glandular que tiene como función segregar sustancias, bien al exterior

del cuerpo, bien a la sangre del animal.

TEJIDOS ANIMALES: epiteliales

Epitelios

El cuerpo de todos los animales presenta tejidos de relleno que se originaron durante el desarrollo del embrión. Su función principal es la de unir el resto de tejidos y mantener la estructura corporal protegiendo los diferentes órganos. Ello incluye también servir de sostén del cuerpo (es el caso del esqueleto de los vertebrados). Además, almacena y transporta sustancias por el organismo y lo defiende de agentes extraños.

Todos los tejidos conectivos están formados por células que se encuentran en el seno de una matriz extracelular segregada por ellas, reforzada por fibras proteicas entrelazadas entre sí. Esta estructura va a condicionar la resistencia y la elasticidad del tejido. Las células de estos tejidos presentan formas variadas adaptadas a la función que realizan. Así podemos distinguir: – Fibroblastos. Son células de forma variable que forman la matriz extracelular. Son las responsables

de la formación y mantenimiento del tejido– Adipocitos. Son células esféricas que almacenan grasa.– Células pigmentarias. Son células que almacenan pigmentos.– Linfocitos, monocitos y células plasmáticas. Son células que se encargan de la defensa contra

agentes infecciosos. Además del componente celular, existe el componente extracelular en el que distinguimos:

– Fibras colágenas. Son las más abundantes. Se disponen por todo el tejido. Están formadas por colágeno (proteína dura y resistente a las tensiones). Estas fibras aparecen en gran cantidad en la piel, tendones, ligamentos, etc.

– Fibras elásticas. Son fibras que forman unas redes al ramificarse y fusionarse. Están formadas por elastina, una proteína elástica.

– Fibras reticulares. Son fibras proteicas de pequeño tamaño que forman estructuras de sostén.

TEJIDOS ANIMALES: conectivo.

TEJIDOS ANIMALES: Tipos de conectivos.

Los tejidos conjuntivos son muy variados. La variedad está relacionada con la composición de la matriz y su dominancia con respecto al contenido celular. Por ello podemos distinguir varios tipos:

Tejido conjuntivo laxo. Es un tejido en el que predomina la matriz extracelular sobre el componente celular. Se encuentra distribuido por todo el cuerpo de los animales. La matriz es semilíquida aunque posee consistencia.

Tejido conjuntivo denso. Es un tejido en el que también domina la matriz extracelular, sobre todo las fibras de colágeno que forman haces.

Tejido conjuntivo elástico. Es un tejido en el que las fibras elásticas dominan, ordenándose de forma paralela unas a otras.

Tejido adiposo. Es un tejido en el que dominan los adipocitos sobre la materia extracelular. Tiene una función de reserva energética, ya que los adipocitos almacenan la grasa en una enorme vacuola. Sólo aparece en vertebrados e insectos.

Tejido cartilaginoso. Es un tejido formado por una densa red de fibras colágenas que constituyen una matriz gelatinosa que aporta consistencia y cierta elasticidad al tejido. Sus células se llaman condrocitos y se encuentran aisladas en la matriz sin apenas conexión. Forma el tejido esquelético embrionario de todos los vertebrados y de los peces cartilaginosos. En el resto de vertebrados es sustituido por hueso. Existen tres variedades de tejido cartilaginoso: hialino, fibroso y elástico.

Tejido óseo. Es el tejido esquelético de los vertebrados. Está formado por una matriz extracelular impregnada de fosfato cálcico, que proporciona rigidez y firmeza al tejido y algunas fibras colágenaspara evitar que sea quebradizo. Los osteocitos son las células formadoras de hueso y se encuentran en el seno de la matriz. Existen una serie de conductos que contienen vasos sanguíneos y nervios.

Tejido sanguíneo.

TEJIDOS ANIMALES: Tipos de conectivos.

Es un tejido especial. Se le incluye dentro de los tejidos conectivos aunque no es un tejido de relleno o sostén propiamente dicho. Su matriz extracelular es líquida formada por el plasma. En él se encuentran tres tipos de células: glóbulos rojos, glóbulos blancos y plaquetas que poseen funciones diferentes. Debido a que la matriz es líquida se encuentra contenida en un sistema de conductos (vasos sanguíneos) formados por tejido epidérmico.

• El plasma sanguíneo está formado por agua (<90%) y proteínas de diferentes tipos (albuminas, fibrinógeno, anticuerpos, etc.) que acompañan a pigmentos transportadores de oxígeno, nutrientes y productos de desecho.

Las células sanguíneas se caracterizan por: Los glóbulos rojos o eritrocitos tienen forma de disco bicóncavo. Apenas

presentan orgánulos celulares y se encargan de transportar oxígeno a los tejidos y retirar el dióxido de carbono producido en la respiración celular.

Los glóbulos blancos o leucocitos son un grupo de células que se encargan de la defensa del organismo. Tienen forma esférica y su núcleo es muy grande

Las plaquetas o trombocitos. Son fragmentos celulares que participan en la reparación de los vasos sanguíneos cuando estos se rompen.

Tipo de tejido conjuntivo: LA SANGRE

• Los animales han desarrollado un tejido que permite el movimiento del cuerpo. Es el tejido muscular.

• Está constituido por células alargadas, llamadas fibras musculares, que son capaces de contraerse para realizar trabajos de tipo mecánico.

• Las fibras musculares presentan una organización interna adaptada a la contracción. Poseen fibras elásticas de actinay miosina (miofibrillas) que se organizan de forma longitudinal para poderse contraer.

• Importante:La función del tejido muscular es permitir el movimiento, ya sea voluntario (locomoción) o involuntario (corazón y paredes de órganos internos).

TEJIDOS ANIMALES: muscular

TEJIDOS ANIMALES: muscular

Existen tres tipos de tejido muscular: • Liso. Está formado por fibras lisas que no presentan estriaciones.

Sus células son alargadas y fusiformes con un núcleo. Su contracción es suave debido a que las miofibrillas no están organizadas en haces longitudinales. Forman el músculo de los vasos sanguíneos y de las paredes de los órganos internos.

• Estriado esquelético. Está formado por fibras que al microscopio muestran una estriación perpendicular al eje longitudinal de la fibra. Las células son cilíndricas y plurinucleadas y están rodeadas de tejido conjuntivo que las organiza en haces. Es la base de la formación de los músculos del aparato locomotor.

• Estriado cardiaco. Está formado por fibras más cortas que las esqueléticas que se fusionan y ramifican para favorecer una contracción continua. Forman el músculo del corazón.

TEJIDOS ANIMALES: muscular

Tejido muscular

• Está formado por neuronas, células especializadas en conducir impulsos nerviosos ligados a información sensorial, motora, etc.

• Importante: La función del tejido nervioso es generar, recibir y transmitir señales, permitiendo la comunicación con el exterior o entre las distintas partes del cuerpo.

• Una neurona es una célula muy especializada que ha perdido totalmente la capacidad de reproducción.

• En su estructura se definen 3 zonas diferentes: – Dendritas. Es la zona de recepción de los impulsos nerviosos. Está

constituida por una serie de prolongaciones membranosas muy ramificadas de pequeño tamaño.

– Cuerpo neuronal. Es la zona donde se encuentra el núcleo celular y la mayor parte de los orgánulos.

– Axón. Es la zona de transmisión de los impulsos nerviosos a otras células. Está formada por una prolongación de gran tamaño que a veces se ramifica en su extremo final.

TEJIDOS ANIMALES: nervioso

NEURONA

Los nervios.

• Cada neurona contacta con otras neuronas a través del axón y las dendritas, formando una estructura reticular muy compleja y organizada, en la que existen millones de contactos. Los nervios están formados por la agrupación de axones rodeados de un tejido conectivo.

• Como las neuronas se encuentran aisladas formando una especie de red, necesitan del apoyo de un tejido conectivo que permite realizar sus funciones. La función de soporte, intercambio de sustancias y protección lo realiza un conjunto de células llamadas neuroglía. Las células que forman la neuroglía son: – Astrocitos. Tienen forma de estrella y se encargan de sostener, alimentar y

proteger a las neuronas del encéfalo. – Oligodendrocitos y células de Schwann. Son células que forman las vainas de

mielina que recubren los axones. Las diferencias entre unas y otras está en que los oligodendrocitos se localizan en el sistema nervioso central y las células de Schwann en sistema nervioso periférico.

– Microglía. Son células que se encargan de la limpieza y defensa de las neuronas. Son muy pequeñas y móviles.

SINAPSIS

• Santiago Ramón y Cajal (premio Nobel de Medicina en 1906) es uno de nuestros mayores científicos. Completó la teoría celular al demostrar que las neuronas son células independientes que establecen conexiones entre ellas formando una red. Los puntos de conexión se denominan sinapsis y es el lugar por el que los impulsos nerviosos pasan de una neurona a otra.

sinapsis

TEJIDOS VEGETALES

• La incapacidad para desplazarse de los vegetales hace que el número de tejidos sea menor. Se clasifican en dos grupos: – Meristemáticos (meristemos) o juveniles. Formados por células

indiferenciadas y que por tanto tienen una gran capacidad de división celular.• Primarios.• Secundarios.

– Definitivos o adultos. Formados por células diferenciadas que han perdido la capacidad de dividirse y que realizan funciones específicas (revestimiento, sujección, transporte, etc.). Tejidos adultos o definitivos: • Tejidos de revestimiento o protectores• Tejidos de sostén y relleno.• Tejidos conductores.

• El origen de los tejidos adultos está en los meristemáticos.

TEJIDOS VEGETALES

• Meristemático: tejido embrionario que permite el crecimiento del vegetal.

• Parenquimático: tejido de relleno que cubre ciertas funciones como la fotosintética o la de almacén de sustancias.

• De revestimiento: son los que procuran protección a la planta.

• Conductores: encargados del transporte de sustancias por todo el organismo.

• De sostén: aportan la resistencia necesaria para que la planta se mantenga erguida.

TEJIDOS VEGETALES: MERISTEMOS

Un meristemo es un tejido formado por células indiferenciadas o meristemáticascapaces de generar todos los tejidos vegetales.

• Típicamente, las células meristemáticas son pequeñas y poliédricas. En ellas, el citoplasma ocupa la mayor parte del volumen celular ya que las vacuolas son muy pequeñas, no contienen cloroplastos y su pared celular es delgada.

• Hay dos tipos de meristemos:

PRIMARIOS O APICALES. Son los responsables del crecimiento en longitud (primario). Se localizan en los extremos de la raíz y del tallo. De ellos depende el desarrollo de nuevos órganos. El meristemo apical de la raíz normalmente esta cubierto por una estructura de células diferenciadas que lo protege, llamada cofia o caliptra. El meristemo apical del tallo (o yema terminal) puede estar desnudo o cubierto por hojas.

SECUNDARIOS O LATERALES. Son los responsables del crecimiento en grosor (secundario) de tallo y raíz. Están distribuidos por toda la planta. Los más importantes son:

• Cambium. Se encuentra localizado en el cilindro central y puede ser de dos tipos: vascular, entre el floema (corteza interna) y el xilema (médula o madera), y se encarga de producir tejidos conductores secundarios (floema hacia el exterior y xilema hacia el interior), y el intervascular, que produce parénquima.

• Felógeno. Se localiza en la corteza externa y origina suber o corcho hacia el exterior, que es el tejido protector de tallos y raíces de plantas leñosas, y parénquima cortical hacia el interior.

TEJIDOS VEGETALES: MERISTEMOS

La imagen por sí sola, aparentemente no nos da mucha información. Si tenemos en cuenta que las células meristemáticas son células poliédricas y con capacidad de división; podríamos observar en el centro de la imagen, una banda de células con forma de polígono regular. Este hecho nos indicaría un tejido meristemático.

Meristemos primarios y secundarios

TEJIDOS DE REVESTIMIENTO O PROTECTORES

• Son tejidos protectores que recubren la superficie de la raíz, tallo y hojas. Sólo faltan en la caliptra de la raíz y en los meristemos apicales.

• Hay tres tipos dependiendo de si existe crecimiento en grosor o no:

Epidermis: Es un tejido formado por una sola capa de células aplanadas. En el tallo y en las hojas segrega una cubierta protectora cérea, llamada cutícula, que los impermeabiliza. Posee poros, llamados estomas, que permiten el intercambio gaseoso y la transpiración. Los estomas están rodeados por dos células de forma arriñonada que se denominan células oclusivas. Además en la epidermis puede haber tricomas o pelos que son células que presentan prolongaciones con formas y funciones diferentes (secretoras, absorbentes, protectoras, etc.).

Peridermis: Es un tejido que solo aparece en plantas leñosas. Está formado por varias capas de células que se originan debajo de la epidermis formando la corteza. Sus células están lignificadas o suberificadas.

Endodermis. Se localiza en el interior de la raíz, donde separa los haces vasculares. Está formado por una capa de células rodeadas de lignina y suberina que las impermeabiliza.

TEJIDOS DE REVESTIMIENTO O PROTECTORES

PARÉNQUIMAS

El parénquima es el tejido vegetal más abundante. Forma el relleno del cuerpo de una planta y por ello, realiza muchas funciones (fotosíntesis, almacenamiento, secreción, etc.). Si las plantas sufren daños, las células parenquimatosas pueden formar otro tipo de células y formar xilema. Existen varios tipos según su función:

• Clorofílico. Se localiza en las hojas y tallo de la planta por debajo de la epidermis.

• De reserva. Almacena sustancias de reserva (almidón, aceites, agua, sales, etc.)

• Glandular. Segrega sustancias.

TEJIDOS DE SOSTÉN

Constituyen el esqueleto que permite a la planta estar erguida dándole consistencia. Existen dos tipos:

• Colénquima. Es un tejido de células vivas poco diferenciadas. Las paredes celulares presentan refuerzos de celulosa. No forma capas, sino filamentos cerca de la epidermis del tallo.

• Esclerénquima. Es un tejido formado por células muertas, debido al enorme engrosamiento de sus paredes celulares que las asfixia hasta su muerte. Se localiza por toda la planta y posee dos tipos de células: esclereidas(células cortas y cúbicas) y fibras (células alargadas) que forman hileras y que confieren gran rigidez donde se localizan.

COLÉNQUIMA Y ESCLERÉNQUIMA

TEJIDOS CONDUCTORESSon los encargados del transporte de sustancias y colaboran en el soporte de la planta. Hay dos tipos:

• Xilema. Es un tejido formado por células muertas. Las células son tubulares y poseen una pared celular bien desarrollada. Se unen unas a otras formando tubos que ascienden desde la raíz hacia la parte superior. A estas estructuras las llamamos vasos leñosos. Los vasos leñosos están lignificados a nivel de la pared celular para asegurar la rigidez y la dureza de la estructura. Las células de los vasos presentan perforaciones que permiten el paso de la savia entre las células y están abiertos por los extremos. Rodeando a los vasos leñosos hay unas células, llamadas traqueidas, que poseen una serie de perforaciones que facilitan el transporte del xilema o savia bruta. El xilema se encarga de trasladar la savia bruta (disolución acuosa de sales minerales) desde la raíz hacia la parte aérea de la planta.

• Floema. Es un tejido formado por células vivas que transportan la savia elaborada. Los vasos del floema están formados por células que presentan tabiques de separación entre ellas. Estos tabiques forman una estructura llamada placa cribosa. Sus células han perdido la mayor parte de los orgánulos citoplasmáticos por lo que para poder sobrevivir necesitan ser alimentadas. Por ello, están unidas a unas células que las nutren (células acompañantes).

XILEMA Y FLOEMA

XILEMA Y FLOEMA

Estructura de los órganos vegetales fundamentales

• La agrupación de los tejidos hace posible el desarrollo de los órganos vegetales: raíz, tallo y hojas, que realizan las funciones vitales de una planta. Veamos a continuación cómo son estos órganos.

Fíjate en el dibujo. En la raíz se distinguen tres zonas morfológica y funcionalmente diferentes: Zona de crecimiento o alargamiento. Está formada por un meristemo que se localiza en el ápice de la raíz y que forma nuevas células que penetran en el terreno. Se encuentran protegidas por una estructura formada por células muertas llamada cofia.Zona de ramificación o elongación, donde se desarrollan las raíces secundarias. En esta zona las células meristemáticas se diferencian para formar los diferentes tejidos.Zona pilífera, tapizada por los pelos absorbentes, es permeable al agua y a las sales minerales disueltas.Cuello. Es la zona más próxima al tallo.