Biología organismal animal

Biol 3425Introducción

Capítulos 1, 7, 9 y 10

Propiedades generales de las cosas vivas

Demuestran una organización molecular única y compleja. ensamblan macromoléculas

ácidos nucleicos proteínas hidratos de carbono lípidos

Propiedades de la vida Demuestran una organización

jerárquica única y compleja (de macromoléculas a poblaciones). Cada nivel se construye sobre el anterior. La unidad de las cosas vivas es la célula. Las propiedades emergentes surgen de las

interacciones entre los componentes de las partes de un sistema.

Los niveles jerárquicos y sus propiedades emergentes son producto de la evolución.

Propiedades de la vida Se reproducen.

La vida surge de vida anterior. Cada nivel se reproduce y genera más

de sí mismo. La reproducción incluye herencia y

variación. herencia- transmisión fiel de características variación- la producción de diferencias

entre las características de los distintos individuos.

Propiedades de la vida Poseen una programación genética que

provee fidelidad de herencia. La información está codificada en el código

genético. Se estableció temprano en la historia evolutiva de

la vida. Provee evidencia para un único origen de la vida. Ha llevado a cabo muy poco cambio evolutivo. El ADN mitocondrial sí ha llevado a cabo cambio

evolutivo.

Propiedades de la vida Se mantienen al obtener nutrientes

de su ambiente (metabolismo). Obtienen energía química y los

componentes celulares para construcción y mantenimiento.

Los procesos anabólicos y catabólicos más fundamentales surgieron temprano en la historia evolutiva de la vida.

Propiedades de la vida Pasan por un ciclo de vida

característico (desarrollo). Describe los cambios característicos

que sufre un organismo desde su origen hasta su estado adulto.

Incluye cambios en tamaño y forma y la diferenciación en estructuras.

Propiedades de la vida Interactúan con el ambiente

(ecología). Hay factores que influyen en la

distribución geográfica y en la abundancia de los animales.

Perciben estímulos y responden a ellos ajustando su metabolismo y su fisiología.

No se puede aislar la historia evolutiva de un linaje de organismos del ambiente donde ocurrió.

La vida sigue las leyes de Física Las leyes de termodinámica son

importantes para entender la vida. Primera Ley de Termodinámica

La energía no se crea ni se destruye, pero se puede transformar.

Segunda Ley de Termodinámica Los sistemas físicos tienden a proceder hacia un

estado de mayor desorden o entropía. La complejidad organismal se alcanza y se

mantiene sólo con el constante uso y disipación de energía que fluye a la biosfera desde el sol.

Teorías de EvoluciónDarwinismo

Cambio perpetuo El mundo de las cosas vivas no es constante

sino que siempre cambia. Las propiedades de los organismos sufren

transformaciones a lo largo del tiempo. Descendencia común

Todas las formas de vida descienden de un ancestro común a través de ramificaciones de los linajes.

Las especies que comparten un ancestro común reciente tienen más caracteres similares que las que tienen un ancestro común más antiguo.

Teorías de EvoluciónDarwinismo

Multiplicación de especies El proceso evolutivo produce nuevas

especies al separar y transformar las especies viejas.

Gradualismo Las grandes diferencias anatómicas que

caracterizan a las distintas especies surgen de la acumulación de muchos incrementos en cambios por largos periodos de tiempo.

Teorías de EvoluciónDarwinismo

Selección natural Existe variación entre los organismos

dentro de las poblaciones. Parte de la variación es hereditaria de

forma que la cría tiende a parecerse a sus padres.

Se espera que los organismos con las distintas variaciones dejen un número variable de cría a las futuras generaciones.

Teorías de EvoluciónDarwinismo

Selección natural Las variaciones que permitan explotar

más exitosamente el ambiente preferentemente sobrevivirán para ser transmitidas a las generaciones futuras.

Con del tiempo, las variaciones favorables se distribuirán a través de la población.

Teorías de EvoluciónDarwinismo

Selección natural La acumulación de estos cambios

conducirán a la producción de nuevos caracteres y nuevas especies.

Selección natural Proceso creativo que genera caracteres

noveles a partir de las pequeñas variaciones individuales que ocurren entre los organismos dentro de una población.

Origen de los sistemas vivos Primero ocurrió evolución química

Acumulación de moléculas orgánicas Atmósfera con poco o ningún oxígeno

La evidencia fósil indica que existió vida hace 3.8 billones de años

Los primeros organismos fueron protocélulas (unidades autónomas rodeadas de membrana)

Origen de metabolismo Los primeros organismos eran

anaerobios y heterótrofos primarios (existieron antes que los autótrofos)

Los que convertían precursores inorgánicos a nutrientes tenían ventaja selectiva

Esto requiere enzimas

Fotosíntesis y oxidación La capacidad de ser autótrofos

surge en la forma de fotosíntesis H2 del agua reacciona con el CO2 de la

atmósfera Se generan azúcares y O2 Los azúcares proveen nutrientes El oxígeno se libera a la atmósfera y

se va acumulando gradualmente

Fotosíntesis y oxidación Se comienza a acumular ozono que

absorbe rayos UV La atmósfera comienza a ser

oxidativa Aparece el metabolismo aerobio Las cianobacterias parecen ser las

mayores responsables de la generación de O2 atmosférico

Procariontes y cianobacterias La cianobacterias surgieron de las

protocélulas hace unos 3 ba Las bacterias, en especial las

cianobacterias, dominaron la tierra de 1-2 ba

Todas las bacterias son procariontes Eubacteria (Reino Monera) Archaea (Reino Archaea)

Aparición de los eucariontes Características de los eucariontes

Núcleo rodeado de membrana Cromosomas compuestas de cromatina Cromatina con histonas y RNA (además

del DNA) Más grandes y más DNA que los

procariontes Orgánulos con membranas División celular con algún tipo de mitosis

Aparición de los eucariontes Fósiles sugieren que eucariontes

unicelulares surgieron hace 1.5 ba Se cree que surgieron de la simbiosis de 2

o más procariontes Mitocondria y “plastids” con DNA Mitocondria y “plastids” se parecen a las

bacterias El DNA del mitocondria y “plastids” es más

cercano al de las bacterias mitocondrias - bacterias púrpuras “plastids”- cianobacterias

Aparición de los eucariontes Los eucariontes pueden haberse

originado más de 1 vez. Los primeros eucariontes fueron

unicelulares, muchos de ellos eran autótrofos.

Algunos se convirtieron en heterótrofos. La disminución de cianobacterias

proveyó espacio para otros organismos.

Clasificación según Whittaker sobre un árbol

filogenético

Aparición de los eucariontes

Aparecieron los carnívoros. Se desarrolla una pirámide

ecológica con los carnívoros arriba en la cadena.

Pricipales Divisiones de la Vida

Bacteria – bacterias verdaderas Archaea – los procariontes con estructura de

membrana y rRNA diferente a bacterias Eucarya - los eucariontes

Plantae Fungi Protista ? Animalia

Características de los animales

Son eucariontes Son heterótrofos Se desplazan Sus células no poseen pared

celular

Subdivisiones principales del Reino Animal -

tradicional Rama A (Mesozoa): Mesozoa Rama B (Parazoa): Porifera y Placozoa Rama C (Eumetazoa): los demás filos

Grado I (Radiata): Cnidaria y Ctenophora Grado II (Bilateria): los demás filos

División A (Protostomia) acelomados: Platyhelminthes pseudocelomados: Nematoda, Rotifera, Acanthocephala eucelomados: Mollusca, Annelida, Arthropoda,

Onychophora División B (Deuterostomia): Echinodermata y

Chordata

Subdivisiones principales del Reino Animal -

molecular Grado II: Bilateria

División A (Protostomia) Lophotrochozoa

Platyhelminthes, Rotifera, Acanthocephala, Mollusca, Annelida

Ecdysozoa Nematoda, Arthropoda, Onychophora

División B (Deuterostomia) Chordata y Echinodermata

Sistema jerárquico de clasificación

Reino Phylum Clase Orden Familia Género Especie

Niveles de organización en los animales

Protoplásmico – organismos unicelulares Celular – esponjas Célula-tejido - cnidarios Tejido-órgano - platelmintos Órgano-sistema - nemerteos

Componentes extracelulares de los

animales fluidos corporales

intracelulares extracelulares

circulatorio cerrado

plasma sanguíneo

fluido intersticial circulatorio abierto

elementos estructurales sostén protección estabilidad

mecánica tejido conectivo cartílago hueso cutícula

Tejidos en los animales Epitelial

cubre superficies externas o internas Conectivo

funciones de enlace y de sostén Muscular

especializado para la contracción Nervioso

recibe estímulos y conduce impulsos

Sistemas de órganos en los animales

Esqueletal Muscular Integumentario Digestivo Respiratorio Circulatorio

Excretor Nervioso Endocrino Inmunológico Reproductivo

El integumento de los animales

La cubierta externa del cuerpo Funciones:

Protección mecánica Evita la pérdida de humedad Protege de rayos ultravioletas Regulación de temperatura Participa en excreción, respiración y

secreción Contiene receptores sensoriales y coloración

Coloración en los animales Integumentario

Pigmentos Cromatóforos

Melanóforos melanina

Xantóforos carotenoides

Iridóforos cristales de

purinas (guanina)

Estructural Estructura física

de la superficie Refleja ciertos

largos de onda

Sistemas esqueletales en los animales

Función Rigidez Protección Superficie para

músculos Movimiento

Tipos de esqueletos Hidrostáticos Rígidos

Hidrostático Usa el fluido del

cuerpo Rígidos

Elementos rígidos Articulado Tipos

Exoesqueleto Endoesqueleto

Homeostasis en los animales

Regulación osmótica Excreción Regulación de temperatura

Sistemas de excreción en los animales

Vacuolas contráctiles Nefridios

Protonefridios Metanefridios

Glándulas antenales Túbulos de Malpigio Riñones

Sistemas de circulación en los animales

Difusión Sistemas circulatorios

Abiertos Muchos invertebrados

Cerrados Algunos invertebrados Vertebrados

Intercambio de gases enlos animales

Difusión a través de la superficie Estructuras respiratorias

Delgada Humedad Mucha superficie

Respiración en agua – evaginaciones Respiración en tierra - invaginaciones

Estructuras para el intercambio de gases

Cubierta del cuerpo Tráqueas Branquias dermales Agallas Sacos de aire Pulmones

Nutrición y digestión en los animales

Los animales son heterótrofos Categorías de acuerdo a la dieta

Herbívoros Carnívoros Omnívoros Saprófagos

Tipos de digestión

Intracelular

Extracelular

Intra y extracelular

Eventos de la nutrición Ingestión Digestión Absorción Transporte Asimilación Egestión

Organización y función del tubo digestivo

Recepción Conducción y

almacenaje Trituración y

digestión temprana Digestión final y

absorción Absorción de agua y

concentración de sólidos

Patrones de diseño en los animales

Simetría Correspondencia en

tamaño y forma en los lados opuestos de un plano medio esférica radial - Radiata

biradial bilateral – Bilateria

Animales con simetría bilateral

Cavidades del cuerpo (en Bilateria)

Espacio entre la pared del cuerpo y el tubo digestivo

Acelomados Pseudocelomados Eucelomados

Formación del celoma(en los eucelomados)

Esquizocélico Rasgaduras

en el mesodermo

Enterocélico Evaginacione

s del arquenterón

Diseño de los animales

Metamerismo mayor movimiento mayor complejidad de

estructura y función anélidos a cordados

Cefalización concentración de

órganos sensoriales y tejido nervioso

ventaja al entrar en un ambiente

implica polaridad

Patrones arquitectónicosde los animales

Patrones arquitectónicosde los animales