libro de apuntes psu biologia electiva cpech

7/17/2019 Libro de Apuntes PSU Biologia Electiva CPECH

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Índice

Capítulos Nº De Pagina

Capitulo I. Adaptación Biología 3Capitulo II. Adaptación A Nivel Celular 10Capitulo III. Evolución Orgánica 18Capitulo IV. Código Genético Y Síntesis De Proteínas 31Capitulo V. Organización Del Sistema Nervioso 38Capitulo VI. Impulso Nervioso Y Sinapsis 51Capitulo VII. Sistema Inmune 62Capitulo VIII. Alteraciones Inmunitarias 74Capitulo IX. Fisiología De La Contracción Muscular 82Capitulo X. Homeostasis 90

Capitulo XI. Especiación 100Capitulo XII. Receptores 106Capitulo XIII. Población Y Comunidad 117Capitulo XIV. Influencia Humana En El Ecosistema 131Capitulo XV. ADN Como Material Genético 144



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Importante

Este libro de recopilación de apuntes para la preparación de la PSU fue posib le

de confeccionar gracias al material provisto por la red y el cual pertenece en su

totalidad al preuniversitario Cpech, espec íf icamente este material cor responde a la

biblioteca virtual que se proporciona para los estudiantes del preuniversitario, el fin

de esta recopilación no es mas que ordenar las materias en una sola parte y poder con

ello ayudar a los estudiantes a preparar de una me jor manera la PSU , cabe señalar

que esto se hace sin fines de lucro y solo con la intención de que este material sirva de

apoyo tanto par a estudiantes como profesor es que así lo estimen convenientes.

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C

Capitulo I . Adaptación Biológica

1. Adaptación biológica

Una adaptación biológica es una estructura anatómica, un proceso fisiológico o un rasgo

del comportamiento de un organismo que ha evolucionado durante un período de tiempomediante selección natural de manera tal que incrementa sus expectativas a largo plazo parareproducirse con éxito. El término adaptación también se utiliza ocasionalmente comosinónimo de selección natural, aunque la mayoría de los biólogos no está de acuerdo coneste uso.

Selección natural

El concepto fue introducido por Charles Darwin a través de su teoría de selección natural,que describe el desarrollo de las especies como producto de la interacción con el entornoecológico. Como resultado de esta interacción, tienden a persistir los patrones genéticos que

proporcionan a los individuos las características más adecuadas para la supervivencia en elmedio ambiente en el cual habitan.

Las adaptaciones son mecanismos mediante los cuales los organismos hacen frente a lastensiones y presiones de su medio ambiente. Los organismos que se adaptan a su ambienteson capaces de:

- obtener aire, agua, comida y nutrientes.- hacer frente a las condiciones físicas como la temperatura y la luz.- defenderse de sus enemigos naturales y predadores.- reproducirse

- responder a los cambios en su entorno- seguir transmitiendo la característica adquirida a sus progenitores para que laadaptación sea cada vez más constante.

Tipos de Adaptación

Hay 3 tipos de adaptación al medio:

Morfológica o estructural

Como la sustitución de hojas por espinas en los cactus para evitar la pérdida de agua.



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Fisiológica o funcional

Como las glándulas de sal en las iguanas marinas para eliminar el exceso de sal en sucuerpo.

Etológica o de comportamiento

Como la danza de cortejo de muchas aves, para atraer a la hembra y reproducirse.



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E

2. E l camuflaje

Es la adopción evolutiva por parte de un organismo de un aspecto parecido al medio que lerodea con el fin de pasar desapercibido para los posibles depredadores.

E jemplos:

- Insecto hojas- Algunas Mantis Religiosas- Mariposas Diurnas

La mariposa que se muestra en la imagen superior corresponde a K alima inachus. Cuandoesta mariposa ha llegado imitar la forma y aspecto de una hoja real, la evolución puede irmás allá, y algunos depredadores inteligentes acabarán por distinguirla de las hojas reales porque éstas no son tan perfectas, tienen roturas, manchas, hongos, etc. Para evitar eso, nosólo ha añadido estos "defectos" sino que lo hace manteniendo un alto nivel de variabilidad,lo que impide la detección del insectívoro más observador.

Mostrar los falsos ojos -los grandes ocelos alares- es un medio defensivo gracias al cual la

mariposa se hace pasar por un animal mucho mayor. En el mismo sentido, el satúrnidoAtt a c u s a t la s , que vive en las selvas del Asia meridional, presenta en el ápice de las alassuperiores un diseño peculiar que simula la cabeza de una serpiente.



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F

3. La velocidad

Es el fenómeno morfológico y funcional que beneficia a los depredadores para perseguir asu presa.

E jemplos:

- El leopardo- El tigre- El león

4. Sec rec ión de Sustancias

Fenómeno morfológico que le sirve a los depredadores para envenenar a sus victimas paraevitar que se escapen.

E jemplos:

- La cobra- La serpiente- Sapo venenoso del Amazonas

El veneno de las cobras, una neurotoxina, tiene un efecto devastador sobre el sistemanervioso. Con todo, gracias a la mayor disponibilidad de un antídoto eficaz, la elevada tasade mortalidad debida a su potente veneno ha disminuido en algunas zonas de Asia.



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G

Detrás de sus ojos, las especies del género Bufo tienen unasestructuras parecidas a una verruga, que son las glándulas parotoides. Segregan una sustancia blanca, grasosa y venenosaque actúa como elemento disuasorio ante los predadores. Elmanejo ordinario de los sapos no es peligroso (y, contra unacreencia popular, no origina la aparición de verrugas).

El veneno de la mayoría, si no es que de todos los sapos, contiene bufotoxina; el veneno delSapo del desierto de Sonora, Bufo alvarius, es un potente alucinógeno que contiene 5-MeO-DMT y bufotenina. Se dice que los efectos psicoactivos del veneno ya eran conocidos porlos nativos americanos precolombinos.

Este camello no almacena más agua que cualquier otra especie animal, sin embargo nonecesita beber agua durante días. Puede soportar una deshidratación extrema comoresultado de una serie de diferentes adaptaciones fisiológicas. Se sabe que los camellos pueden perder sin riesgo agua corporal hasta el 40% del peso de su cuerpo, una pérdida quesería letal para cualquier otro animal. ¿Como consiguen esto?

- El volumen de plasma se mantiene a expensa de fluido de tejido, para no impedir lacirculación.

- El pequeño eritrocito ovalado del camello puede seguir circulando en situaciones deaumento de la viscosidad de la sangre.

- Los camellos pueden absorber una cantidad de agua muy grande de una vez para prevenirfuturas pérdidas de líquido. En otros animales esto resultaría en problemas osmóticosseveros. Los camellos pueden hacer esto porque el agua es absorbida de forma muy lenta



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por su estómago e intestinos, dejando tiempo para equilibrarse. Además sus eritrocitos pueden hincharse hasta el 240% de su tamaño normal sin romperse. (Otros animales sólo pueden ir hasta el 150%).

- Sus riñones son capaces de concentrar considerablemente su orina para evitar perdida de

agua. La orina puede espesarse como jarabe y llegar a contener el doble de sal que el aguadel mar.

- Los camellos pueden extraer agua de sus heces hasta tal punto que pueden ser utilizadoscomo combustible.

- Una adaptación añadida sólo para el calor es la gran fluctuación de la temperaturacorporal del camello. Durante el día, su cuerpo actúa como un contenedor de calor, ydurante la noche fresca del desierto, el exceso de temperatura corporal se disipe porconducción.

Hasta el momento el énfasis ha sido puesto en los animales. Sin embargo, las plantas hansido capaces de adaptarse a situaciones climáticas extremas, especialmente en lo que serefiere a la escasez de agua.

- Las plantas sufren una serie de adaptaciones para me jorar la absorción de agua:

Desarrollo de un sistema radicular superficial muy extenso que funciona como una esponjay permite absorber hasta 1,25 cm de agua, con una fuerza de succión en algunos casos de140 atmósferas.

Cuerpo cubierto de espinas, que se cree que además de tener funciones de protección, pueden desempeñar un papel muy importante en la recolección de agua, pues se cree que

funcionan como condensadores de la humedad atmosférica, lo cual explicaría lasobrevivencia de estas plantas en desiertos que han sufrido períodos de sequía por variosaños.

- Una adaptación que permite retener el agua es la presencia de raíces y tallos adaptados aalmacenar agua por el gran desarrollo de elementos parenquimatosos y la elaboración demucílagos o compuestos higroscópicos.



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I

Entre las adaptaciones orientadas a impedir la pérdida de agua están:

- Adopción de formas especiales: globosas, cilíndricas, prismáticas y esféricas.

- Ramificación escasa con tendencia a reducción del tamaño de la hoja.

- Modificaciones en las células y apertura de los estomas en la noche(modificando también el tipo de fotosíntesis).

La flexibilidad corporal que tienen algunos cactos cuyos tallos acanalados permitensoportar expansiones o contracciones similares a las de un acordeón durante los períodoshúmedos y secos respectivamente, en tiempos de sequía extrema, permite que las plantassuculentas pueden perder gran cantidad de agua almacenada (hasta un 60%) sin que secausen daños irreversibles. Todas las adaptaciones mencionadas han contribuido que estas plantas colonicen con éxito los desiertos.

Existe gran cantidad de familias de plantas que presentan algunas de estas adaptaciones, pero la más generalizada, es la de poseer tejidos carnosos o suculentos, llenos de agua, deallí el nombre de plantas suculentas. Aunque parezca una contradicción, estas plantas vivenllenas de agua, en lugares en donde hay escasez de ella.



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Capitulo II I . Evolución Orgánica

1. Teorías Evolutivas

Historia del pensamiento evolucionista

Es bien sabido que Charles Darwin fue el fundador de la teoría moderna de la evolución.Aunque no fue el primero en proponer que los organismos evolucionan o cambian a lolargo del tiempo, sí fue el primero en acumular una cantidad importante de evidencia enapoyo a esto y en proponer un mecanismo válido por el cual podría ocurrir la evolución.

Antes de Darwin, el origen de las especies se consideraba un misterio. Por ello casi todoslos pueblos del mundo se inclinaron hacia la hipótesis del creacionismo o fixismo, la cual postulaba que todas las formas vivas existentes habían sido creadas por un ser superior enun momento particular y, desde ese tiempo, habrían permanecido hasta hoy, fijas, sinalteración. Incluso creían que la mayoría de los organismos habían sido creados para el

servicio o el placer de la humanidad.

Sin embargo, a lo largo de la historia, los científicos han buscado causas naturales, más quesobrenaturales, para explicar los acontecimientos de la naturaleza

Uno de los primeros científicos en proponer un mecanismo válido para la evolución fue el biólogo Francés Jean Baptiste Lamarck, quien propuso, en 1809, que los organismosevolucionan a lo largo del tiempo, dando lugar a la variedad de seres vivos existentes. ALamarck lo impresionó la progresión de formas en el registro fósil. Los fósiles másantiguos solían ser más sencillos, mientras los más recientes eran más complejos y se parecían más a los organismos recientes. Lamarck interpretó estas evidencias como si las

formas más complejas hubieran surgido de las formas más simples por una suerte de progresión. De acuerdo con su teoría, esta progresión o evolución depende de dos fuerzas principales. La primera es la herencia de los caracteres adquiridos, en ella los seres vivos pueden modificar su cuerpo por medio del uso o el desuso de sus partes. Estasmodificaciones podían ser heredadas por la descendencia. Su ejemplo más famoso fue laevolución de la jirafa. De acuerdo con Lamarck, la jirafa moderna evolucionó deantecesores que estiraron sus cuellos para alcanzar las hojas de las ramas más altas. Estosantecesores transmitieron los cuellos más largos, adquiridos por estiramiento, a su progenie,que a su vez estiró aún más sus cuellos y así sucesivamente.



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La segunda fuerza en el concepto de evolución de Lamarck fue un principio creadoruniversal , un esfuerzo inconsciente y ascendente, que impulsaba a cada criatura viva haciaun grado de complejidad mayor.

Teorías evolutivas

La teoría de la evolución de Darwin Wallace nos dice que los individuos de una poblaciónno son genéticamente idénticos, sino que existen pequeñas variaciones que permiten que, tros paraenfrentar la lucha por la existencia. Por consiguiente, estos individuos, que presentan rasgosfavorables, serán capaces de generar descendencia, portando las características que loshacen más aptos para la supervivencia. La repetición de este proceso de variabilidad yselección, a lo largo del tiempo, explicaría cómo surgen las especies. Sin embargo, algunosdetractores consideraban que la selección natural reduce la variabilidad, pero no puedeexplicar cómo surgen las diferencias entre los individuos de una población. Por lo tanto, lateoría de la evolución explica cómo evoluciona una especie, pero no cómo surgen los

cambios que permiten esta evolución.

La teoría evolutiva o darwinismo se concreta en los siguientes postulados:

1. Las formas de vida no son estáticas, sino que evolucionan; las especies cambiancontinuamente, unas se originan y otros se extinguen.

2. El proceso de la evolución es gradual, lento y continuo, sin saltos discontinuos ocambios súbitos.

3. Los organismos parecidos se hallan emparentados y descienden de un antepasado

común. Todos los organismos vivientes pueden remontarse a un origen único de la vida.

4. La selección natural es la llave, en dos fases, que explica todo el sistema.

- La primera fase es la producc ión de variabilidad: la generación demodificaciones espontáneas en los individuos.

- La segunda fase es la selección a través de la supervivencia en la lucha por la vida: losindividuos mejor dotados, los que han nacido con modificaciones espontáneas favorables para hacer frente al medioambiente van a tener más posibilidades de sobrevivir, dereproducirse y de dejar descendencia con estas ventajas.

Las cinco evidencias de la evolución según Darwin:

1) La primera evidencia se relaciona con la pa leontología, que es la ciencia que estudia losfósiles de las especies animales y vegetales desaparecidas.

2) La segunda evidencia se relaciona con la biogeografía, ciencia que estudia ladistribución geográfica de los seres vivos.



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3) La tercera tiene que ver con la taxonomía, ciencia que se ocupa de la clasificación de losseres vivos.

4) La cuarta prueba tiene que ver con la morfología de los animales. La morfología es la parte de la biología que estudia la forma de los seres orgánicos.

5) Por último, la quinta prueba tiene que ver con la embriología, ciencia que estudia laformación y desarrollo de los embriones.

2. Evidencias del proceso evolutivo

E l registro fósil

constituyen la prueba documental de la transformación de la Tierra y, por lo tanto, de laevolución de la vida en ella.

El registro fósil nos proporciona una historia del pasado que demuestra un cambioevolutivo a lo largo de 4000 millones de años. El registro puede contener zonas oscuras yeslabones perdidos, pero la evidencia fósil claramente demuestra que la vida es muyantigua y ha cambiado a lo largo del tiempo. Hay numerosos ejemplos de formas detransición (organismos que son estados intermedios entre una forma ancestral y sudescendiente) en el registro fósil que proporcionan las evidencias más claras de que hay uncambio a lo largo del tiempo.

Hay fósiles que sufren un proceso de petrificación, donde en lugar de ocurrir ladescomposición se produce un depósito mineral (calcita). Éste es el caso de Amonites.

Existen organismos en que su esqueleto queda incluido dentro del estrato rocoso.



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El fósil que se muestra en este caso es producto de la secreción de resinas por parte deárboles (coníferas) y que atrapan a una serie de insectos para formar lo que se conoce comoámbar.

Evidencias biogeográficas

La distribución geográfica de los seres vivos nosdemuestra una progresiva diversificaciónadaptativa que les ha permitido colonizar nuevosambientes. Es decir, las especies se originan enáreas concretas a partir de la cual se dispersan

colonizando nuevos ambientes, dando lugar a un proceso de especiación que genera un mayornúmero de especies.

El caso de los pinzones de las islas Galápagos escaracterístico. Actualmente existen trece especiesdiferentes (hay quienes plantean que soncatorce). Se plantea que estas especies provienende una continental que se encuentra en las costasdel Océano Pacífico en América del Sur,Vola t inia ja c arina . Estas aves tuvieron que

adaptarse a las condiciones de las distintas islas,lo cual se refleja en la especialización de sus picos. Los pinzones vegetarianos y el terrestretienen picos fuertes como para romper semillas,el de cactus y el carpintero tienen picos alargadosy los arbóreos tienen picos en agarradera.



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Debido a la constante competencia por el alimento y el espacio para vivir, cada grupo deorganismos tiende a diseminarse y ocupar el mayor número posible de hábitat. Este procesose llama radiación adaptativa, que se conoce también como evolución divergente. Elfenómeno opuesto es la evolución convergente, donde grupos poco relacionados, aladaptarse a un ambiente similar adquieren características más o menos similares.

Taxonomía y Sistemática

La Taxonomía es una disciplina científica que se preocupa de la clasificación de los seresvivos, basándose en un sistema jerárquico de grupos y ordenados según sus semejanzas.

El actual sistema se basa en el propuesto en 1735 por Carlos Linneo: los seres vivos seagrupan en categorías taxonómicas: las especies se incluyen en géneros, varios génerosconforman la familia, las familias se agrupan en órdenes y las ordenes en clases. Lasiguiente categoría para animales y protistas es el phylu m y para plantas y hongos ladivisión; el último nivel taxonómico es el reino.

La taxonomía ha contribuido a establecer relaciones de parentesco en los distintos grupos,de acuerdo con las características morfológicas, fisiológicas y genéticas que comparten. Elestudio de las relaciones evolutivas entre los organismos, o filogenia, está a cargo de lasistemática.

Los aportes que ha dado esta disciplina han logrado construir árboles filogenéticos, en losque se observa la historia evolutiva de los seres vivos desde el origen de los reinos y de sus principales divisiones, hasta las especies que conocemos en la actualidad.

La clasificación de los organismos puede basarse en ancestros comunes. Si todos los

subgrupos de un nivel taxonómico tienen un mismo ancestro, se denominan m ono f il é t i c o s ;si por el contrario, provienen de varias líneas evolutivas, se llaman poli f il é t i c o s .

Las primeras diversificaciones evolutivas (hace 550 millones de años) produjeron muchasespecies, de las cuales se diversificaron aun más, pero otros grupos taxonómicos seextinguieron y fueron sustituidos por otros que emergieron de otras ramas evolutivas, losgrupos taxonómicos extinguidos presentaban características que fueron seleccionadasnegativamente por el ambiente.



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Evidencias morfológicas

La teoría evolutiva predice que los organismos emparentados comparten similitudes queson heredadas de un ancestro común. Estas características similares se conocen comohomologías. Las homologías se descubren al comparar las diferentes anatomías de los seresvivos, mirando las diferencias y similitudes celulares, estudiando el desarrollo embrionarioo estudiando las estructuras vestigiales dentro de los organismos. Por ejemplo, anfibios,reptiles, aves y mamíferos tienen, aparentemente, extremidades muy diferentes que reflejansus diferentes estilos de vida. Pero todos ellos comparten el mismo conjunto de huesos: elhúmero, radio y ulna. Estos huesos son los mismos que los observados en el fósil de unanimal de transición ya extinto, el Eu st h e nop t e ron , lo que evidencia el origen común detodos ellos.



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En esta línea existe también la denominación de órganos análogos, que son aquellos querealizan una misma función, pese a que tienen estructuras diferentes. El ejemplo clásico enesta línea son las alas de un insecto y las alas de un ave. Para ambos casos, las alas sirven para volar, pero la organización de cada una es distinta. De hecho, según la evolución estosanimales provienen de antepasados muy distintos, además de ser especies diferentes. Lasimilitud surge del hecho de que ambos se han adaptado al vuelo. Éste es un caso deevolución convergente.

Evidencias embriológicas

Las primeras etapas del desarrollo embrionario de muchos organismos muestran grandessimilitudes, lo que constituye otro argumento a favor de la existencia de antepasadoscomunes.

Estas evidencias están relacionadas con pruebas anatómicas. El estudio de los embriones delos vertebrados entrega una visión del desarrollo evolutivo de los grupos de animales, yaque las primeras fases de este desarrollo son iguales para los vertebrados, siendo imposiblediferenciarlos entre sí. Sólo al avanzar el desarrollo del embrión aparecen las características propias de cada especie que permiten diferenciarlos. El biólogo Ernst Haeckel resumió esta desarrollo del individuo, especialmente al período embrionario. La filogenia se refiere alorigen y desarrollo evolutivo de las especies.



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Biología molecular y evolución

Una de las pruebas que han aportado las nuevas ciencias son las correspondientes a lassemejanzas bioquímicas. Se pueden mencionar muchos ejemplos de proteínas, como lahemoglobina o los citocromos, con los que se trazan árboles genealógicos entre especies, yentre individuos de una especie, comparando proteínas que desempeñen la misma función.También se pueden comparar, con mayor fiabilidad, los mensajes que codifican a estas proteínas, es decir, sus genes. Sin ir más lejos, cuando ocurren epidemias bacterianas o

víricas, se recurre a estudios de este tipo para conocer la filogenia que relaciona lasdiferentes cepas infectivas y conocer cuál ha sido la primera cepa y dónde ocurrió la primera infección.

Al comparar estas moléculas que aparecen en todos los seres vivos, van a ser más parecidasen la medida que menores sean las diferencias evolutivas.

El lenguaje del ADN es el mismo en todas las especies, lo cual indica un origen común. Enla imagen anterior se compara una secuencia de nucleótidos de cada uno de los cincogrupos de primates.



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Se ha encontrado que entre la hemoglobina de chimpancé y humano existen 12aminoácidos de diferencia. Por ello, al realizar una prueba de aglutinación el mayor porcentaje de aglutinación es con el chimpancé. Con los animales que tenemos másdistancia evolutiva, el porcentaje de aglutinación es menor (menor similitud proteica).

3. Selección Natural

De acuerdo al relato de Darwin, el concepto de selección natural se le ocurrió al leer aleconomista Malthus, quien en 1798 afirmó que gran parte del sufrimiento humano eraconsecuencia ineludible del potencial de la población humana de crecer más rápido que susrecursos y alimentos. Para Darwin fue evidente que este concepto se aplicaba a todas lasespecies y dedujo que, cuando los recursos son limitados, la producción de más individuosque los que el medio puede sostener llevará a la lucha por la existencia. De esta lucha soloun porcentaje sobrevivirá y originará nueva descendencia.

No todos los miembros de una población tienen necesariamente las mismas probabilidadesde sobrevivir y reproducirse (debido a la competencia por los recursos y las parejas). Envirtud de pequeñas variaciones genéticas, algunos individuos se adaptan mejor a sumedioambiente que otros. Los mejor adaptados son los "que dan la talla" y tienden asobrevivir y reproducirse en mayor grado, transfiriendo sus adaptaciones a la próximageneración con una frecuencia superior al de aquellos miembros de la población que "nodan la talla".

"Dar la talla" es una medida de la habilidad individual para sobrevivir y reproducirse.Aquellos que "encajan" se reproducen mejor y sobreviven más. Por lo tanto, ellos realizanuna mayor contribución al conjunto (pool) genético de la siguiente generación.

Este proceso de "supervivencia de los más favorecidos" fue llamado por Darwin selecciónnatural.



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La selección natural por supervivencia y reproducción diferencial lleva inevitablemente enel tiempo a un cambio de la frecuencia de los alelos favorables en aquellos individuos, que por ser los mejores, encajan en su ambiente y sobreviven dejando más descendientes.

En términos de genética de poblaciones, la selección natural se define ahora más

rigurosamente como la tasa de reproducc ión diferencial de distintos genotipos en unapoblación .

Tipos de selección

Selección estabilizadora

La selección estabilizadora favorece los fenotipos intermedios dentro de un rango. Losextremos de las variaciones son seleccionados en contra. Los niños que pesansignificativamente menos o más de 3,4 Kg. tienen porcentajes más altos de mortalidadinfantil. La selección trabaja contra ambos extremos.



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Selección Direccional

La selección direccional tiende a favorecer, a lo largo del tiempo, a fenotipos en un extremo

de un rango de variación (es decir escasos). Ejemplos:

- La resistencia a los insecticidas es un ejemplo. El DDT fue un insecticida ampliamenteusado. Luego de unos años de uso intensivo, el DDT perdió su efectividad sobre losinsectos. La resistencia al DDT es un carácter genético (raro en un comienzo) que seconvierte en un carácter favorable por la presencia de DDT en el medioambiente. Sóloaquellos insectos resistentes al DDT sobreviven dando origen a mayores poblacionesresistentes al DDT.

- Un caso interesante es la polilla Biston betularia. Antes de la Revolución Industrial, sólose observaban polillas con alas de colores claros en árboles de troncos de color claro. Con

la contaminación causada por la Revolución Industrial, los troncos se oscurecieron y lasentonces raras polillas de alas oscuras se convirtieron en prevalentes; por su parte, las unavez prevalentes de colores claro se convirtieron en raras. ¿La razón?, las aves predadoras.El color que tiene el mayor contraste con el fondo (en este caso los troncos de los árboles),es una desventaja. La limpieza de los bosques a medidos del siglo XX causó la reversión dela frecuencia de polillas claras a oscuras a valores preindustiales.



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Selección desorganizadora o disruptiva

La selección desorganizadora favorece a individuos en ambos extremos de la variación: laselección es en contra del medio de la curva. Esto causa una discontinuidad en la variación, produciendo dos o más fenotipos distintos. Un ejemplo de esto lo da el salmónOncorhynchus kisutch. Cuando la hembra desova, los machos se acercan al nido y vierten

su esperma fecundando los huevos, los que logran hacerlo son, por un lado, los machos másgrandes que luchan entre sí por acercarse, ganando generalmente el de mayor tamaño y, porel otro, los más pequeños, que logran llegar ocultándose entre las rocas, evitando así servistos (y pelear). De esta manera se observa, dentro de la población, una gran proporción delos dos tamaños extremos de machos.



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CJ

Selección Sexual

Se da el caso que determinadas características, en el marco de una especie, son sexualmenteatractivas, aunque carezcan de otro significado, por ejemplo, en algunas especies de aves,los machos pueden hinchar sus cuellos en una medida extraordinaria, lo cual resulta

atractivo para las hembras. Por lo tanto, se seleccionan machos que pueden hincharenormemente sus cuellos. Darwin concluyó que si bien la selección natural razonable guíael curso de la evolución, la selección sexual influye su curso, aunque no parezca existirninguna razón evidente.



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CA

Capitulo IV . Codigo Genetico y Sintesis D e Proteica

La traducción corresponde a la síntesis de proteínas y representa un proceso irreversible. Elrecuadro anterior se conoce como el dogma central de la biología molecular. En éste latranscripción es sinónimo de síntesis de ARN.

La información genética se organiza en el ADN en forma de 4 nucleótidos: A, G, C y T. Lainformación que contiene el ADN para la formación de una proteína específica pasa alARN a través del proceso de transcripción.

A continuación se lee el ARN mensajero y se traduce ahora en otra clase de información,que son los aminoácidos que forman parte de una proteína.

1. Código genético

Si bien es cierto que el ARNm se organiza en base a 4 nucleótidos (A, U, C y G), su unidadfuncional está formada por 3 nucleótidos: el triplete o codón, por ejemplo, AUU, CAG,CCA, etc. El número máximo de codones diferentes que se pueden formar son 64. Elconjunto de estos 64 codones del ARNm conforma el código genético, el cual estáencargado de codificar los 20 aminoácidos diferentes que existen en la naturaleza.



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CB

Este código genético es universal , ya que todos los organismos usan los mismos codones para determinar los aminoácidos. La única excepción está dada por las mitocondrias que presentan algunos codones diferentes al resto de los seres vivos.

Por otra parte, 3 de los 64 codones se denominan sin sentido debido a que no determinan

ningún aminoácido y su rol es el de señalar el término de la traducción (stop). Los 61codones restantes se encargan de determinar los 20 aminoácidos diferentes, por lo quenecesariamente deben existir sinónimos, por ejemplo, el aminoácido valina es determinado por los codones GUU, GUC, GUA y GUG. Esta propiedad algunos la han llamadoambigüedad o degeneración del código genético.

ARN de transferencia (ARNt)

Constituye un grupo pequeño de ARN (entre 75 y 85 nucleótidos de longitud), que sirvencomo adaptadores moleculares durante la síntesis proteica. Los aminoácidos no puedenreconocer por sí solos los codones del ARNm. El ARNt posee un triplete de nucleótidos

denominado anticodón, que establece puentes de hidrógeno con el codón del ARNm,simultáneamente puede unir al aminoácido correspondiente al codón que se leyó. Así, unaminoácido específico es llevado al ribosoma en respuesta al codón adecuado.

Los ARN de transferencia tienen una estructura secundaria en hoja de trébol. Ésta se logra por regiones que no son complementarias y que tienen forma de asa o mango y otrasregiones cortas que sí son complementarias.

Los ARNt se unen a su aminoácido cor respondiente en el citoplasma , proceso que requ iere gasto de A TP.



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CC

AR N ribosomal (AR Nr) y Ribosomas

Los ribosomas son partículas esferoidales que contienen cantidades aproximadamenteiguales de ARNr y proteína. Están en todas las células. Los ribosomas sirven como unaespecie de andamio para la interacción ordenada de las numerosas moléculas que

intervienen en la síntesis proteica, principalmente ARNm y ARNt.

Si son centrifugados, los ribosomas eucarióticos tienen un coeficiente de sedimentación de80s, mientras que los procarióticos tienen un coeficiente de 70s. Esto indica una diferenciaestructural entre ambos.

El nucléolo es la verdadera fábrica donde se generan los ribosomas, ya que es el lugardonde se ensamblan los ARNr, fabricados en el núcleo con las proteínas ribosómicas provenientes del citoplasma.

2. Síntesis Proteica

La síntesis de proteínas se conoce también como traducción, dado que es la transferencia deinformación del lenguaje de los nucleótidos al de los aminoácidos. Ocurre en tres etapas:

1. Iniciación2. Elongación3. Terminación



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CD

Etapa de I niciación

El primer paso de la síntesis proteica es la unión de la subunidad ribosómica menor al sitiode unión del ribosoma en la molécula de ARNm. Este sitio contiene el codón AUG (codónde inicio), en el cual comienza la síntesis proteica.

Sólo después de la unión ARNm con la subunidad menor se incorpora la subunidad mayor.

Etapa de elongación

1. Entrada del segundo ARNt al sitio A, que se encuentra despejado para ser leído. Paraello, el ribosoma se desplaza a lo largo del ARNm.



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CE

2. Formación de un enlace peptídico y la consiguiente expulsión del ARNt que estabaocupando el sitio P.

3. Translocación del ARNt (que ahora lleva la cadena peptídico en formación) desde el sitio

aminoacídico (A) hacia el peptídico (P). Esto ocurre por el desplazamiento del ribosoma alo largo del ARNm, permitiendo que el sitio A se encuentre despejado nuevamente.

4. A continuación se lee el siguiente codón que se encuentra en el sitio A para incorporar elsiguiente aminoácido en la secuencia de la proteína.



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CF

A continuación se vuelve a formar un enlace peptídico entre el segundo y terceraminoácido, se desprende el segundo ARNt y se trastoca el ribosoma para permitir lalectura del resto del ARNm.

Etapa de terminación

Finalmente, se llega a la terminación del proceso cuando se lee el codón UAA (codón sinsentido) que significa Fin (STOP). De esta manera se separa la proteína formada.

Durante la síntesis de proteína, cada molécula de ARNm es traducida simultáneamente porvarios ribosomas, formando una estructura denominada polisoma o polirribosoma. Estoaumenta considerablemente la velocidad con que puede transcribirse un péptido largo.



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CG



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CH

Capitulo V . O rganización Del Sistema Nervioso

1. H istología del Sistema Nervioso

Fundamentalmente, se encuentra constituido por dos tipos de células: células gliales y

neuronas. Estas células tienen un origen común en el Tubo Neural, que derivaembriológicamente del ectoderma.

2. Células Gliales o Neuroglias

Son un conjunto de células dispuestas en forma de una malla de sostén para las neuronas,garantizándoles una óptima funcionalidad. Algunas glias son:

Astroglia

Forman una red de soporte del sistema nervioso

central, unen neuronas a sus vasos sanguíneos,ayudan a formar la barrera hematoencefálica.Son de dos tipos: protoplasmáticos, que seencuentran en la sustancia gris del sistemanervioso central, y fibrosos, que se encuentranen la materia blanca del sistema nervioso central.

Microglia

Se derivan de los monocitos. También se ledenominan como macrófagos cerebrales, sufunción es fagocitar y destruír los microbios ylos detritus celulares. Pueden migrar al área de lalesión del tejido nervioso.



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CI

Oligodendroglias

Dan soporte y forman un tejido conectivosemirrígido entre las neuronas del sistemanervioso central, producen una vaina de mielina

alrededor de los axones de las neuronas delsistema nervioso central.

Células Ependimales

Forman una cubierta epitelial continua para los

ventrículos del cerebro (espacios que forman y por donde circula el líquido cefalorraquídeo) y elconducto central de la médula espinal; probablemente participen en la circulación dellíquido cefalorraquídeo en estas áreas.

3. N eurona

Caracter isticas Generales

Es una célula altamente diferenciada, tanto así que constituye parte de los llamados tejidos post-mitóticos irreversibles, pues ha perdido su capacidad de regeneración porreproducción celular. En la neurona es posible encontrar prolongaciones que soncontinuaciones del cuerpo neuronal y pueden ser cortas o largas, llegando a medir más deun metro. Hay que tener en cuenta que estas proyecciones se encuentran cubiertas por lamembrana citoplasmática en toda su extensión.

Estas células presentan un alto metabolismo, lo que explica el gran número demitocondrias presentes en el soma y en las prolongaciones. Además el tejido nervioso presenta gran sensibilidad al déficit de O2 y de glucosa.



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DJ

Clasif icación

Los axones se pueden clasificar en dos tipos de fibras según la ausencia o presencia devaina de mielina:

Fibras Mielínicas

Son más numerosas y de mayor diámetro, se caracterizan por poseer una vaina, la célulaaplanada de Schwan presenta una prolongación de membrana plasmática que encierra unadelgada capa de citoplasma. Esta membrana presenta un alto contenido del lípidoesfingomielina, por lo cual recibe el nombre de vaina mielínica.

Fibras Amielínicas

Son menos numerosas y de menor diámetro. Se caracterizan por poseer escasa envolturamielínica o carecer de ella y su velocidad de conducción es mucho menor. Son propias delSistema Nervioso Autónomo. Esta clasificación es importante, ya que las fibras amielínicas presentan una velocidad de conducción menor comparativamente con las fibras mielínicasque presentan una gran velocidad de conducción. (F. mielínica 120 m/s F. amielínica 5m/s).



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DA

4. O rganización del Te jido Nervioso

El tejido nervioso que compone al sistema nervioso central está compuesto por lossiguientes elementos:

Sustancia Gris

Corresponde a la concentración de somas neuronales con porciones de axones nomielinizados.

Sustancia Blanca

Corresponde a axones en su mayoría mielinizados. Éstos le dan su aspecto blanquecinoclásico. Constituyen grupos de fibras nerviosas conocidos como vías nerviosas quecomunican distintas zonas del S.N.C.

Núcleos

Son acumulaciones de sustancia gris, independientes, que se ubican en el espesor de lasustancia blanca en el SNC; corresponden a agrupaciones de somas que constituyenimportantes centros nerviosos. Ejemplo: Núcleos de la base del cerebro: tálamo, formaciónreticular, hipotálamo.

Ganglios

Corresponden a una concentración de somas neuronales en el sistema nervioso periférico.Ejemplo: ganglios raquídeos, ganglios autónomos simpáticos y parasimpáticos.

5. O rganización Anatómica del sistema nervioso

Sistema Nervioso Central (SNC )

Está constituido por aquella porción del sistema nervioso que ocupa la caja craneana y elconducto vertebral o raquídeo de la columna vertebral. En él radican los centros nerviososque rigen los actos voluntarios e involuntarios, además de los centros de comando de lavida vegetativa y de las funciones nerviosas superiores.

El sistema nervioso central se divide en dos grandes porciones:

Médula Espinal

Ocupa el conducto raquídeo



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DB

Encéfalo

Ocupa la cavidad craneana. Está dividido en tronco encefálico (bulbo raquídeo, protuberancia anular y mesencéfalo), cerebelo y cerebro.

6. Médula Espinal

Caracter í sticas Anatómicas

Corresponde al primer nivel de integración ubicado dentro del conducto vertebral. Seextiende desde el agujero occipital en la base del cráneo, hasta el nivel de la primera ysegunda vértebra lumbar. Está formado por sustancia gris central y sustancia blanca periférica. La sustancia gris presenta la forma de una letra H. En su centro presenta un

pequeño conducto llamado canal del epéndimo. La rama horizontal de esta H es lacomisura gris, las ramas anteriores se denominan astas anteriores o motoras y las

posteriores astas posteriores o sensitivas. Los nervios espinales o raquídeos resultan de launión de la raíz anterior y posterior de la medula espinal La sustancia blanca periférica seinterrumpe en la cara anterior y posterior por los surcos medios anterior y posteriorrespectivamente.

Funciones

La médula espinal cumple con dos grandes funciones para mantener la homeostasis delorganismo, la primera conducir información sensitiva y motora por la sustancia blanca, la

segunda es ser un medio de integración de reflejos, a continuación estudiaremos ambasfunciones.

Refle jos

Un acto refle jo es una respuesta automática e involuntaria cuya finalidad es la proteccióndel organismo frente a agresiones externas. Esta respuesta puede ser una contracciónmuscular o una secreción glandular y siempre que actúa el estímulo la respuesta es igual,



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DC

por esto puede ser predecible. Representa la forma más simple de conducta y su baseestructural radica en el arco r efle jo.

El arco refle jo consiste en una serie de estructuras encadenadas, constituidas por unreceptor, una vía aferente (sensitiva), un centro elaborador, una vía eferente (motora)

y un efector.

Receptores

Son estructuras especializadas para captar las variaciones de distintos tipos de energía en elmedio ambiente, externo e interno.

Vía Aferente

Está dada por una neurona sensitiva cuya larga dendrita toma contacto con el receptor ycuyo axón toma contacto con el centro elaborador. El cuerpo de esta neurona se ubica en el

ganglio sensitivo de la raíz posterior.

Centro elaborador

Estructura nerviosa encargada de recibir los impulsos aferentes y elaborar una respuestaadecuada a la naturaleza del estímulo. A este nivel encontramos neuronas intercalares o deasociación, que además actúan como integradores de la respuesta.

Vía eferente

Está constituida por neuronas motoras que llevan los potenciales de acción desde el centro

elaborador hacia los efectores.

Efectores: Son las estructuras ejecutoras de la orden respuesta enviada por el centroelaborador. Corresponden a músculos o glándulas, por lo tanto, la única modalidad derespuesta refleja es una contracción muscular o una secreción glandular.



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DD

1. Estimulación del ligamento rotuliano.

2. Conducción de la información al centroelaborador de la medula espinal a través dela vía sensitiva o aferente.

3. Elaboración de la respuesta a nivelmedular.

4. La respuesta es conducida por la víaeferente o vía motora hacia el efector.

5. El efector manifiesta la respuesta, eneste caso un movimiento muscular.

7. Encéfalo

Es la porción del S.N.C. contenida en la caja craneana, se divide en: tronco encefálico,cerebro y cerebelo.

Tronco Encefálico

Es la porción superior de la médula espinal. Podemos diferenciar en él 4 partes:

Bulbo raquídeo o médula oblonga

Está comprendido entre el límite superior de la médula espinal y el borde inferior de la protuberancia. En su espesor se encuentran numerosos núcleos grises, grupos de somasneuronales que constituyen importantes centros nerviosos o núcleos de origen de losnervios craneanos. En su mayor parte está constituido por sustancia blanca formada por



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DE

haces de fibras nerviosas ascendentes y descendentes como la vía motora piramidaldescendente que se decusa hacia el lado corporal opuesto. La función del bulbo estárelacionada con el control de la función involuntaria, donde encontramos el centrorespiratorio, centro cardiovascular, centro de la deglución, de la tos, el estornudo, secrecióngástrica, etc.

Protuberancia anula r o Puente de Varolio

Se ubica entre el bulbo raquídeo y el mesencéfalo. La dirección transversal de sus fibras leda un aspecto de puente. Estas fibras transversales se dirigen hacia el cerebelo,constituyendo los pedúnculos cerebelosos, medios que conectan ambos hemisferioscerebelosos. En ella encontramos fibras ascendentes y descendentes y algunos núcleosgrises de origen de nervios craneanos. También encontramos parte del centro respiratorio:el centro neumotáxico y el centro apnéustico, que regulan la respiración.

Mesencéfalo

Se encuentra por encima de la protuberancia constituyendo los pilares o pedúnculoscerebrales que no son más que un conjunto de haces ascendentes y descendentes de fibrasnerviosas. También aquí encontramos algunos núcleos grises que cumplen la función deestación de relevo en la vía visual y en la vía acústica.

Formación Reticular

Se encuentra a todo lo largo del tronco, dispuesto como un núcleo gris, responsable de laregulación sueño-vigilia, gracias a su función de gobernar el nivel de conciencia o estadode alerta del individuo.



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DF

Cerebelo

Se ubica posterior al tronco encefálico y se comunica íntimamente con él a través de los pedúnculos cerebelosos. En la sustancia gris se halla en la superficie externa (cortezacerebelosa), mientras que la sustancia blanca se localiza internamente. Su función principal

es la de regular la actividad motora voluntaria, gracias a tres actividades:

Controla el equilibrio estático y dinámico, función que es compartida con elaparato vestibular del oído interno, constantemente está recibiendo información delestado físico del cuerpo, por ejemplo, tendones, articulaciones, receptores para elequilibrio, que le permiten conocer la postura equilibrio y todos los movimientosdel cuerpo.

Regula el tono muscular: Según la postura y actividad que se esté realizando, elcerebelo aumentará el tono muscular (grado de semicontracción pasiva muscular),integrando la orden de la corteza cerebral con la información que llega desde los propioceptores.

Regula la coordinación motora: Para que se realice un movimiento, los distintos

grupos musculares deben actuar coordinadamente en intensidad de contracción y enla secuencia de tiempo en que ordenadamente se van contrayendo. Se puede decirque la precisión de todos nuestros movimientos, como pintar o enhebrar una aguja,se debe al cerebelo.

Cerebro

Es el centro superior, por excelencia, del sistema nervioso. Es un órgano deaproximadamente 1.350 grs. de peso, de forma ovoide. Se encuentra dividido en doshemisferios ce rebrales, por una gran cisura que recorre su cara superior: la cisura

in terhemisférica. Sin embargo, esta división es incompleta ya que, al separar los doshemisferios y mirar al fondo de la cisura, vemos que existe una serie de estructuras queconectan ambos segmentos. Son las llamadas comisuras, de las cuales la más importante esel cuerpo calloso, estructura de sustancia blanca en forma de gancho.

En el cerebro, la distribución de sustancia gris y sustancia blanca es a la inversa de laobservada en la médula. La sustancia gris se dispone periféricamente, formando una capadelgada llamada corteza ce rebral. La sustancia blanca forma casi todo el parénquimacerebral y conecta la corteza con los otros núcleos de sustancia gris, ubicados en la base delcerebro.

Corteza ce rebral

Es una capa multineuronal compleja, que ha alcanzado su máximo grado de desarrollo en elser humano. Sus múltiples capas neuronales se han ido desarrollando sucesivamente a lolargo del desarrollo evolutivo. En el ser humano, la corteza cerebral recibe toda lainformación sensitiva aferente, y la hace consciente. Es el órgano que rige la conciencia,que gobierna la afectividad y también la función intelectual como el pensamiento, la



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DG

capacidad de aprendizaje, la memoria, el lenguaje, los actos, etc. (funciones corticalessuperiores). Además, es la iniciadora de los movimientos voluntarios.

Á reas corticales

El aspecto de la superficie cerebral muestra un gran número de pliegues limitados porsurcos y cisuras. Cada pliegue recibe el nombre de ci rcunvolución ce rebral y los surcosmás profundos llamados cisuras delimitan grandes áreas conteniendo variascircunvoluciones, son los llamados lóbulos ce rebrales.

Las áreas corticales son de 3 tipos:

Sensoriales: Reciben las aferencias sensitivas y se hacen conscientes. Motoras: Envía las órdenes motoras voluntarias. De asociación: Áreas corticales integradoras y coordinadoras que contactan áreas

motoras y sensitivas

Á reas somestésicas o sensoriales generales

Reciben las sensaciones generales: tacto, presión, calor, frío y propiocepción. Se ubican enla zona post Rolándica de la corteza. En esta área se encuentran representados todos lossegmentos del cuerpo humano, donde la cantidad de área asignada es directamente proporcional al número de receptores sensoriales que hay en cada parte del cuerpo.

Á reas sensoriales espec ia les

Son aquellas áreas de la corteza en las cuales se elabora la información proveniente de

cualquiera de los órganos llamados sensoriales que tienen sus receptores en regiones bienlocalizadas del cuerpo, por ejemplo, la visión.

Á rea Premotora

Está localizada inmediatamente por delante de la corteza motora primaria. La topografía deesta área es similar a la de la corteza motora primaria, con predominio de manos y cara. Lasseñales nerviosas originadas en el área premotora producen movimientos que comprometena grupos de músculos que realizan tareas específicas aprendidas, como escribir.

Á rea Motora Suplementaria

Se localiza por encima del área premotora. Esta área funciona conjuntamente con el área premotora para proporcionar movimientos posturales, que fijan diferentes segmentos delcuerpo, como base el control motor más fino de los brazos y manos por el área premotora ycorteza motora primaria.



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DH

Á rea de Asociación

Se distribuyen en la corteza cerebral no ocupada por áreas específicas. No son áreas queestén en contacto con la periferia, sino que conectan las áreas sensitivas y motoras entre sí,entregando todas las sensaciones y la motricidad en un solo y complejo panorama.

Diencéfalo

Tálamo

Es una formación par, ovoide, que constituye la estación de relevo para todas las sensaciones. El tálamo forma la pared externa del tercer ventrículo. El tálamo, junto alhipotálamo, forman parte del diencéfalo y no de los núcleos de la base.

Hipotálamo

Es una pequeña porción del diencéfalo que se localiza por abajo del tálamo, está protegido parcialmente por la silla turca del hueso esfenoides. La información llega a hipotálamo pormedio de vías aferentes que se originan en los órganos sensitivos periféricos, además tienevarias conexiones muy importantes con la glándula hipófisis. Sus funciones estánrelacionadas con la supervivencia del organismo, de la especie, así como de la integraciónemocional del comportamiento, entre sus funciones se cuentan:

1. Transducción de manifestaciones fisiológicas de los fenómenos psicológicos(somatización). Cuando la corteza cerebral interpreta emociones fuertes, envía impulsosnerviosos a hipotálamo, el cual dirige impulsos por sistema nervioso autónomo y ademáslibera sustancias químicas que estimulan a la glándula hipofisiaria anterior, provocando

cambios en las actividades corales.

2. Controla el sistema nervioso autónomo. Esto se logra mediante axones de neuronas queviajan desde los núcleos hipotalámicos, hasta los núcleos simpáticos y parasimpáticos en eltallo cerebral y médula espinal

3. Controla ciclos biológicos, muestra propiedades de ser un oscilador autorregulado, porejemplo, regula la ingesta de alimentos.

4. Presenta los centros de hambre y saciedad.

5. Regula el equilibrio hídrico, debido a que presenta el centro de la sed, que es estimulado por el volumen de líquido extracelular cuando se reduce.

6. Participa de reacciones emocionales fuertes, se le asocia a los sentimientos de agresión yrabia.

7. Controla la temperatura normal del cuerpo; si la sangre que fluye por hipotálamo presenta una temperatura superior a la normal, éste promueve, por ejemplo, la relajación del



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DI

músculo liso de vasos sanguíneos, provocando vasodilatación y aumento de la pérdida decalor. Por el contrario, si la temperatura de la sangre que pasa por hipotálamo es inferior ala temperatura normal del cuerpo hipotálamo, genera impulsos que producenvasocontricción cutánea.

8. Es el principal intermediario entre el sistema nervioso y el sistema endocrino; elhipotálamo secreta sustancias químicas (hormonas o factores reguladores) que actúan sobrela glándula hipófisis, además el hipotálamo produce dos hormonas: la hormonaantidiurética y la oxitocina.

8. División Funcional Sistema Nervioso Per iférico (S.N .P.)

Se divide funcionalmente en 2 sistemas: Sistema nervioso voluntario o somático y elsistema nervioso autónomo, neurovegetativo o visceral.

Sistema Nervioso Somático

Se refiere a la inervación (nervios que llegan a una determinada zona) de músculosvoluntarios. Por lo tanto, controlan la contracción de estos tipos musculares.

Sistema Nervioso Autónomo

Es la parte del sistema nervioso que regula y controla las funciones viscerales y vegetativasdel organismo, por ejemplo, secreción de glándulas exocrinas, función digestiva, micción,temperatura corporal, etc.

Sus centros nerviosos se localizan en el hipotálamo, el tronco encefálico y la médulaespinal, reciben un importante influencia de las situaciones que el sujeto percibe en formaconsciente y de las acciones voluntarias enviadas por la corteza cerebral.

El SNA se divide en 2 subsistemas:

a. Sistema nervioso simpático. b. Sistema nervioso parasimpático.

Los órganos que controla el SNA son inervados por ambos subsistemas. Ambos sistemasestán formados por neuronas motoras que actúan en forma coordinada, pero tienen efectos

antagónicos.



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EJ



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EA

Capitulo VI . Impulso N ervioso Y Sinapsis

1. Impulso N ervioso

La propiedad más importante de las neuronas es responder ante estímulos, generando una

respuesta bioeléctrica que viaja a lo largo de toda la neurona. La célula muscular también esexcitable, junto a la neurona, constituyendo los dos únicos tipos que presentan esta propiedad.

Estado de R eposo

La concentración de los iones K + en el citoplasma de un axón es aproximadamente 30veces superior a la del fluido externo, por el contrario, la concentración de iones Na + esunas 10 veces mayor en el fluido extracelular, que en el citoplasma, esta distribución deiones a ambos lados de la membrana depende de 3 factores.

Difusión de partículas a favor de un gradiente de concentración.

Presencia de Cl- en el espacio extracelular, mientras en la cara interna de la membrana plasmática se acumulan proteínas, sulfatos y fosfatos de carácter negativo. Esto provocaque el Cl- que esté al exterior celular no pueda difundir hacia la neurona.



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EB

Esta diferencia de concentración entre Na+ y K + se mantienen por la bomba Na+ - K + ATPasa, con gasto de ATP.

El potencial de reposo de una membrana es de 70 mili volt, siendo un estado muyinestable en la neurona.

Despolarización

Al estimular la membrana se vuelve permeable al ingreso de iones Na+, abriendo canales

que permiten la entrada masiva de estos iones al interior de la célula a favor del gradiente yson atraídos por la carga negativa dentro del axón, haciendo más positivo el lado interno dela membrana, produciendo un potencial de acc ión este cambio dura medio milisegundo,durante el cual la bomba Na+ - K + ATPasa está inactiva.



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EC

Repolarización

Alcanzado el potencial de acción, es decir, durante la inversión de cargas, se abre lamayoría de los canales de iones K +, los que fluyen hacia fuera del axón debido al gradientede concentración y también a la carga positiva dentro del axón por aumento de iones Na+,

durante el pico del potencial de acción. Este flujo contrarresta al flujo previo de iones Na+ hacia adentro y el potencial de reposo se reestablece rápidamente.

Hiperpolarización

La salida de K + excede el potencial de reposo normal y brevemente se vuelve más negativo,es decir 80 a - 90 mV. En este momento, la entrada de Na+ y la salida de K + tiene lasconcentraciones de estos iones al revés de lo normal, lo que impide que la neurona vuelva aser excitada, es decir, que genere un nuevo potencial de acción, período que recibe elnombre de período refractario absoluto.

La alteración de las concentraciones de Na+ - K + reactivan a la bomba Na+ - K + ATPasa, lacual restablece el potencial de reposo de membrana normal, sacando Na+ al exterior eingresando el K + que salió durante la repolarización, el tiempo que tarda volver arestablecer el potencial de reposo normal, la membrana se encuentra en el períodorefractario relativo, durante el cual puede excitarse nuevamente la membrana si elestímulo es supraumbral.

Propagación del Impulso

El potencial de acción se autopropaga por la membrana neuronal porque en su pico, cuandoal interior de la membrana en la región activa es comparablemente positivo, los iones de

carga positiva que se encuentran en esa zona se mueven desde esa región al área adyacentedentro del axón, que aún es comparativamente negativa, la cual comienza a hacerse menosnegativa, abriendo canales de Na+ regulados por voltaje que permiten entrar al Na+ precipitadamente, despolarizando esa región de la membrana. Como consecuencia de este proceso de renovación, que se repite a lo largo del axón, el impulso nervioso se conduce auna distancia considerable a una fuerza absolutamente no menguada.



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ED

Este potencial de acción puede ser bidireccional, dado un estímulo al centro del axón deuna neurona en reposo absoluto, pudiendo viajar en ambos sentidos dentro de la neurona.

2. Caracterí sticas del Potencial de acc ión

Umbral de Excit ación

Este concepto se refiere a la intensidad mínima que debe tener un estímulo para ser capazde generar un potencial de acción en la neurona. De acuerdo con esto, existen 3 clases deestímulos según su intensidad:

1. Estímulo Umbral, aquel que tiene la intensidad mínima necesaria para generar un potencial de acción.

2. Estímulo Subumbral (Infraumbral), que tiene una intensidad menor al mínimonecesario y, por tanto, no es capaz de generar potencial de acción.



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3. Estímulo Supraumbral, que tiene una intensidad mayor al mínimo necesario ytambién es capaz de generar potencial de acción.

El umbral de excitación está en relación al potencial de reposo de la neurona. Así, unestímulo umbral para vencer un potencial de -70 mv va a ser subumbral para otra neurona

que tiene un potencial de -80 mv.

La hiperpolarización de una neurona implica aumentar el umbral de excitación, por lo quela neurona se hace más difícil de estimular.

Ley del todo o nada

Una vez desencadenado un potencial de acción en cualquier punto de la membrana, el proceso de despolarización viaja por toda la membrana si las condiciones son lasadecuadas, o no lo hace en absoluto.

Una vez que se genera este potencial de acción, tiene la misma duración y amplitud que sise inicia por un estímulo umbral o supraumbral. Es decir, no por aumentar la intensidad delestímulo aumenta también el potencial de acción, no existen respuestas intermedias, todo onada.

Conducc ión del Impulso

En las neuronas que carecen de vaina de mielina se habla de una conducción continua, porque el potencial de acción va despolarizando toda la membrana neuronal. Sin embargo,las neuronas con vaina de mielina presentan una conducción saltatoria. Esto se produce porque la vaina se comporta como un excelente aislante que reduce el flujo de iones a

través de la membrana en unas 5000 veces. Los iones sólo pueden fluir a través de losnódulos de Ranvier y, por lo tanto, los potenciales se pueden producir sólo en los nódulos.

La conducción saltatoria tiene valor por 2 razones: al hacer que la despolarización seconduzca entre nódulos el potencial de acción se hace más rápido, entre 5 y 50 veces. Ensegundo lugar, ahorra energía para la neurona, porque sólo se despolarizan los nódulos.

Velocidad de Conducc ión

Si bien es cierto el potencial de acción obedece a la ley de Todo o Nada, es decir, que lafuerza electromotriz generada es de magnitud constante, se puede modificar en cambio su

frecuencia de producción. Esta modulación de la frecuencia es la base de la transmisión dela información en el sistema nervioso.

Las modificaciones de potencial que constituyen el potencial de acción se transmitenespecialmente en las fibras nerviosas a velocidad variable, pero independiente de la fuerzadel estímulo. La velocidad del impulso nervioso es determinada por los siguientes factores:



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1. Presencia de V aina de Mielina: Hace más rápido el potencial de acción. Las fibrasamielínicas conducen a 0,25 m/seg y las mielínicas, hasta 100 m/seg.

2. Diámetro del Axón: A mayor diámetro, mayor es la velocidad de conducción.3.

Temperatura: Cuando las fibras nerviosas están a mayor temperatura conducen elimpulso nervioso a mayor velocidad, Cuando están frías conducen el impulso a

velocidad inferior. Por ejemplo, el dolor resultante de una lesión del tejido puedereducirse con la aplicación de frío.

3. Sinapsis

El potencial de acción no abandona el ámbito de la neurona que lo originó. Entre unaneurona y otra, o bien entre neurona y efector, la información se transmite de unamembrana a otra a través de las uniones interneuronales llamadas sinapsis. Existen 2 tiposde sinapsis:

Sinapsis eléctricas

Se caracterizan por ser canales desde una célula a la siguiente. Se realizan a través deuniones intercelulares laxas, que permiten el paso libre de iones. Son escasas en el SNC, seencuentran entre células musculares lisas y cardíacas.

Sinapsis químicas

Son aquellas en donde la neurona libera sustancias químicas, los neurotransmisores, quevan a producir en la estructura contigua cambios en su permeabilidad de membrana, lo queoriginará nuevos biopotenciales. Son las más abundantes.

Las sinapsis químicas pueden ser:



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EG

a) axo - dendríticas. b) axo - somáticas.

c) axo - axónicas.

Las sinapsis químicas tienen un rasgo sumamente importante: las señales se transmitensiempre en una sola dirección, o sea, desde la neurona que secreta el neurotransmisor,llamada neurona presináptica, hacia la neurona sobre la que actúa el neurotransmisor oneurona postsináptica. Esto constituye la base de la conducc ión unidireccional y esfundamental para que el sistema nervioso realice sus funciones en forma específica.

Anatomía Funcional de la Sinapsis

Las terminales presinápticas o botones terminales están separadas de las neuronas postsinápticas por una hendidura sináptica.

En la terminal presináptica se encuentran vesículas que contienen al neurotransmisor y sonliberados hacia la hendidura sináptica. Además, contiene mitocondrias que aportanATP para su vaciamiento.

Por su parte, la membrana de la neurona postsináptica posee receptores específicos para elneurotransmisor.

De esta manera, la estructura de la sinapsis es asimétrica, porque hay estructuras que están presentes en una neurona y no en la otra.



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Cuando un potencial de acción viaja por la terminal presináptica, provoca la exocitosis delas vesículas con liberación del neurotransmisor. Esta exocitosis depende de la presencia deCa+2, cada impulso nervioso libera siempre la misma cantidad de neurotransmisor, por locual la cantidad liberada por unidad de tiempo es función directa de la frecuencia de losimpulsos.



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EI

Un neurotransmisor que ha hecho abandono de la neurona presináptica puede continuar porlos siguientes caminos:

1. Seguir a la neurona postsináptica, donde se une a los receptores y puede ejercer unefecto específico. Esta unión neurotransmisor - receptor provoca la apertura de

canales iónicos. Dependiendo de los canales que se abran sería la consecuencia.2. Ser recaptado hacia la estructura presináptica.3. Unirse a receptores presinápticos, cuya unión regula o limita la liberación de

neurotransmisores.4.

Ser degradado por enzimas presentes en el espacio sináptico.

Si ocurre el caso Nº 1, la unión desencadena cambios en la permeabilidad iónica, lo que puede iniciar o inhibir potenciales sinápticos.

Si el cambio de permeabilidad favorece la entrada de Na+, se genera un potencialexcitatorio postsináptico (PEPS). Si la permeabilidad favorece la entrada de Cl- y K +, el

potencial generado es inhibitorio (PIPS).

La intensidad de la respuesta sináptica depende de la cantidad de neurotransmisor que seune a los receptores por unidad de tiempo.

Un PEPS solo o sumado espacial o temporalmente alcanza el umbral de excitación de laestructura postsináptica desencadenando en ésta un nuevo potencial de acción que setransmite a toda la célula postsináptica.

Los potenciales sinápticos modifican la excitabilidad de la neurona frente a otrosestímulos, los PEPS la aumentan y los PIPS la disminuyen.

Caracter í sticas de la sinapsis

Sumación

Para que una neurona presináptica logre estimular a la neurona postsináptica no basta unsolo estímulo, sino que deben actuar varios de ellos sobre la neurona postsináptica paraalcanzar el umbral de excitación de la neurona. En otros términos los estímulos se debensumar, debido a que cada uno en forma individual no es capaz de generar una respuesta enla neurona postsináptica. Cada estímulo contribuye a disminuir el umbral hasta que elúltimo logra despolarizar a la neurona postsináptica.

Retardo sináptico

La sinapsis más abundante en el sistema nervioso es la de tipo química, en la cual se liberaun neurotransmisor que modifica el estado de polaridad de la membrana neuronal. Éste esun fenómeno más lento, comparado con una sinapsis eléctrica, donde el estímulo pasadirectamente de una célula a otra. Por otra parte, el retardo implica que el fenómeno



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químico de la sinapsis es mas lento que el potencial de acción, lo que enlentece la vía.Mientras más sinapsis presente la vía más retardos existen.

Fatiga sináptica

Cuando una sinapsis es estimulada repetitivamente durante mucho tiempo, se alcanza un punto en el que cada estimulación postsináptica sucesiva provoca respuestas postsinápticasmás pequeñas. A este fenómeno se le llama fatiga sináptica, por ejemplo, la depresiónneuromuscular en la placa motora. A pesar del concepto de fatiga, la recuperación de laneurona es rápida.

Neurotransmisor es

Son moléculas pequeñas de acción rápida formadas por las neuronas. Algunos de losejemplos que se pueden mencionar son la acetilcolina, la dopamina, la noradrenalina y laadrenalina, entre muchos otros.

Neurotransmisor Localización Efecto

Aceti lcolina

Se forma a partir de ácido acéticoy colina.Neurotransmisor delsistema nervioso autónomo oneurovegetativo, siendo típicodel parasimpático. Además, participa en la placa motora yse encuentra en la corteza cerebral,núcleos de la base y

sistema de activación reticular,vías visuales auditivas y tálamo.

Interviene en la contracciónmuscular, contrarresta laacción de la dopamina enlos núcleos de la base, participa de la mantenciónde la vigilia.

Dopamina

Es una catecolamina que se origina a partir de tirosina.Se localiza sólo en cerebro, enmesencéfalo, núcleo caudado, globo pálido y tálamo.Su falta produce mal de Parkinson.

Interviene en la regulaciónde la función hipofisiaria, por ejemplo, inhibición dela hormona del crecimiento,regulación de respuestasemotivas, estado de vigilia,mecanismos de placer, participa en el control delmovimiento motor voluntario,aptitud para aprender.



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Noradrenalina

Es una catecolamina, que se sintetiza a

partir de Tirosina.Se localiza en el SNC y participa en lamayoría de las sinapsisdel sistema simpático.

Interviene en la contraccióndel músculo liso vascular eintestinal, aumenta fuerzacontráctil de corazón,

favorece agregación plaquetaria, promueve la glicogenólisis ygluconeogénesis de hígado,interviene en el ritmo desueño y vigilia, formaciónde memoria, reaccionesemocionales, síndrome dealarma entre otros.

Adrenalina

Es una catecolamina. Se encuentra enuna pequeña cantidad de sinapsis delSNC. Constituye también unaneurohormona cuando pasaa la sangre vía médula suprarrenal.

Tiene casi los mismos

efectos que la noradrenalina, pero difieren en cuantotiene mayor efecto en laestimulación cardiaca, provoca débil constricciónde los vasos sanguíneosmusculares, aumenta lasactividades metabólicascomo son glucogenólisis hepática,muscular y liberación de glucosaa la sangre.



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FB

Capitulo V II . Sistema Inmune

Los seres vivos deben ser capaces de distinguir las partículas extrañas de las propias paralograr eliminarlas y evitar su potencial toxicidad. De esta manera, se constituye un sistemaespecialmente destinado a la detección, eliminación y vigilancia de nuestro organismo.

Además, hay que considerar la existencia de barreras externas que impiden la entrada deagentes patógenos.

1. Barreras Externas

Se encuentran localizadas en los posibles sitios de entrada para los agentes patógenos, y se pueden dividir en:

Barreras mecán icas

Son aquellas que constituyen un impedimento físico a la penetración de los gérmenes, tal es

el caso de la piel, que a través de la capa superficial de células muertas adhiere a losmicroorganismos que luego se desprenden por medio de la descamación de la piel. Elcerumen y pelos del conducto auditivo retienen cuerpos extraños, impidiendo su pasohacia el oído medio e interno y el mucus de la mucosa respiratoria, atrapa los elementosextraños que luego son eliminados a través de movimientos ciliares, la tos y el estornudo.



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Barreras químicas

Corresponden a sustancias que impiden el desarrollo de los microorganismos. Es el caso delsudor y el sebo de la piel, que forman una capa ácida y grasa, impidiendo el desarrollo de patógenos. La saliva que contiene la enzima lisozima e inmunoglobulinas. Las lágrimas

también contienen lisozima, que impide el desarrollo de gérmenes y los jugos gástricos que a través de la acidez destruyen los agentes patógenos.

Barreras biológicas

Se refiere a algunas bacterias que habitan normalmente en algunos lugares del organismo ycompiten con los patógenos, por ejemplo, las bacter ias de la flora intestinal o de la floravaginal.

2. Inmunidad

El cuerpo humano tiene la capacidad, natural o adquirida, de resistir casi todos los tipos demicroorganismos o tóxicos que tienden a lesionar los tejidos y los órganos, provocando unaenfermedad. Esta capacidad se llama inmunidad.

La inmunidad es de dos tipos: innata y adquirida.

Inmunidad innata

Corresponde a procesos generales en lugar de mecanismos dirigidos agérmenes específicos. Está constituida por mecanismos existentes antes de que sedesarrolle la infección.

Inmunidad adquirida

Es una inmunidad específica, altamente poderosa contra agentes patógenos individualescomo bacterias, virus y toxinas. La inmunidad adquirida corresponde a la inmunidad celulary humoral a cargo de los linfocitos T y B respectivamente.

Por otra pa rte, la inmunidad puede ser activa o pasiva.

Inmunidad activa

Cuando el organismo ha sido expuesto a los antígenos y sintetiza los anticuerpos odiferencia los linfocitos para ese antígeno, generando memoria inmunológica.

A su vez, la inmunidad activa se puede dividir en:

Natural: encuentro directo con algunos patógenos, por ejemplo, cuando se enfermacontagia con alguna de las pestes, como la varicela.



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FD

Artif icial: generada a través del uso de vacunas.

La respuesta inmune del cuerpo ya sea celular o humoral es mucho más intensa en unaexposición secundaria, de tal forma que podemos decir que la respuesta inmune se puededividir en dos tipos:

Respuesta primaria: corresponde al aumento del número de anticuerpos seguido de unadeclinación gradual, el organismo se ha sensibilizado y han proliferado linfocitosinmunocompetentes.

Respuesta secundaria: respuesta al contacto entre un antígeno y el organismosensibilizado, que induce una proliferación inmediata de linfocitos inmunocompetentes quehan permanecido como células de memoria, aumento rápido de anticuerpos, mucho mayora la ocurrida en la respuesta primaria y que producen en conjunto una respuesta másintensa.

Inmunidad pasiva

Se inyectan los anticuerpos formados por otra persona o animal que fue expuesta previamente al antígeno y que generó sus propios anticuerpos. Estos anticuerpos seinyectan bajo la forma de sueros, que no generan memoria inmunológica.

Natural: transferencia de anticuerpos a través de placenta o leche materna.

Artif icial: inyección de inmunoglobulina.

Inmunidad innata (también llamada natur al o nativa)

Se denomina Inmunidad Innata al conjunto de mecanismos que existen antes de lainfección, responden rápidamente y de la misma manera frente a infecciones repetidas,formando así la primera línea de defensa de la respuesta inmune. Está constituida por

Barreras f í sicas y químicas (piel, mucosas, productos antimicrobianos)

Impiden la invasión y proliferación de patógenos (agente extraño) y se producen localmente.

Proteínas sanguíneas (por e jemplo, sistema del complemento)

Responsables del proceso de inflamación. El complemento funciona como un mecanismoamplificador de la respuesta inmune.

Sistema fagocitario (neutrófilos, macrófagos)

Importante sistema efector, fundamental para la respuesta contra bacterias.



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FE

Células natural kil ler (N K)

Importantes en la vigilancia inmunológica.

Citoquinas

Regulan y coordinan actividades celulares.

Caracter í sticas de la respuesta inmune espec íf ica

Presenta 6 características de gran importancia:

Espec if icidad

Se refiere a que la respuesta es específica para distintos antígenos. Esto se logra mediante elreconocimiento de que una porción particular del antígeno por parte de un receptor demembrana específico para dicho estructura en la superficie de un linfocito.

Diversidad

El número total de linfocitos específicos para cada antígeno, llamado repertorioantigénico, es extremadamente enorme. Se ha estimado que un individuo puede



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FF

discriminar entre 107 y 109 distintos determinantes antigénicos. Este gran número dependede la variabilidad en la estructura de los sitios de unión de los receptores de los linfocitos.

Memoria

Respuesta a subsecuentes exposiciones del mismo antígeno ( respuesta secundaria). Lamemoria inmunológica se produce por selección clonal de linfocitos específicos para unantígeno determinado. Esta respuesta secundaria es más rápida, más eficiente y de mayormagnitud que la respuesta primaria.

Espec ialización

Se refiere al carácter especial y diferente de la respuesta inmune para cada antígeno.Además, tanto la inmunidad humoral como la celular son inducidas por diferentes clases demicroorganismos o por el mismo, pero en diferentes etapas de la infección.

Autolimitación

Después de todas las respuestas inmunes normales, el sistema vuelve a su estado de reposo basal, también llamado homeostasis. Esto se logra eliminando el antígeno, que es el

principal estímulo para la activación linfocitaria. Por otro lado, se estimulan mecanismos deregulación feedback negativo (o retroalimentación negativa) que inhiben la respuesta alantígeno.

Tolerancia

Una de las propiedades más interesantes del sistema inmune. Corresponde a la capacidad de respondiendo contra los antígenos externos y no



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FG

contra el propio organismo. Así, el organismo no se ataca a sí mismo. Esto resulta gracias ala eliminación o inactivación funcional de linfocitos autorreactivos (linfocitos que expresenreceptores para autoantígenos). La pérdida de autotolerancia conduce a las llamadasenfermedades autoinmunes.

3. Sistema Inmunitario

El sistema inmunitario se activa cuando un agente patógeno logra sobrepasar las barrerasexternas y alcanza cualquier lugar del organismo, generando una infección. Las funcionesdel sistema inmunitario son:

Detectar la presencia de patógenos en el organismo. Eliminar los patógenos de los tejidos, Prevenir una nueva infección por los mismos patógenos.

Los componentes del sistema inmunitario son:

Órganos Linfoides

La medula ósea roja y el timo se consideran órganos linfoides primarios debido a que enellos ocurre la formación y maduración de células inmunitarias, ya mencionados al iniciodel capitulo.

El tejido linfoide se encuentra distribuido por todo el organismo, especialmente en zonasque pueden ser puerta de entrada para los patógenos, por ejemplo el anillo de Waldeyer,situado a la entrada del sistema respiratorio y digestivo, en el intestino se encuentran lasplacas de Peyer que detectan y destruyen los patógenos que superaron la barrera externa de

los jugos gástricos.

Células I nmunitarias

Corresponden a los neutrófilos, monocitos, linfocitos, basófilos y eosinófilos.

La combinación de monocitos, macrófagos móviles, macrófagos tisulares fijos y unas pocascélulas endoteliales especializadas en la médula ósea, el bazo y los ganglios linfáticos,también reciben el nombre de sistema retí culo endotelial.



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FH

Moléculas I nmunitarias

Son proteínas sintetizadas por algunas células inmunitarias, que participan en la defensa delorganismo, tanto destruyendo agentes patógenos como activando la acción de otras célulasinmunitarias.

Las células inmunitarias se activan unas a otras a través de las citocinas, que son sustancias proteicas sintetizadas por los mismos leucocitos.

El sistema del complemento es un conjunto de unas 20 proteínas que se producen en elhígado y circulan por la sangre y el líquido extracelular. Este sistema de proteínas actúasecuencialmente tanto en las infecciones localizadas como generalizadas. Su mecanismo deacción puede incluir:

Favorecer la dilatación de los capilares durante las infecciones. Complementa la acción de las inmunoglobulinas en la destrucción de la pared

celular.

Las inmunoglobulinas son un grupo de proteínas que se encuentran en la sangre y el líquidoextracelular, se les conocen también como anticuerpos. Las inmunoglobulinas son

sintetizadas por los linfocitos B ante la presencia de partículas extrañas al organismo. Laacción de las inmunoglobulinas se basa en el reconocimiento de unas moléculascaracterísticas de los patógenos, los antígenos. Las inmunoglobulinas se combinan con losantígenos por medio de enlaces e impiden el ataque de las partículas patógenas.



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FI

Existen 5 clases de inmunoglobulinas (Ig)

Ig G: que es la más abundante, y la Ig M participan en todo tipo de infecciones. Ig A: actúa en las infecciones de las mucosas. Ig D: activa los linfocitos B. Ig E : interviene en las reacciones de alergia.

4. R espuesta Inmunitaria

La respuesta inmunitaria es el conjunto de reacciones químicas y celulares quedesencadena el sistema inmunitario ante un agente patógeno que atraviesa las barrerasexternas.

Existe un primer tipo de respuesta inmunitaria que es la inespec íf ica. Llamada de estamanera, porque es idéntica para toda clase de patógeno. Se produce en las primeras etapasdel ataque patógeno. En esta clase de respuesta participan los neutrófilos, los macrófagos,las citocinas y el sistema del complemento.



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GJ

El segundo tipo de respuesta inmunitaria es la espec íf ica o especializada para cada patógeno. En esta clase de respuesta participan los linfocitos T, los linfocitos B, losmonocitos, las células presentadoras de antígenos y los macrófagos. Además participanmoléculas inmunitarias: inmunoglobulinas, citocinas y el sistema del complemento.

La respuesta inmunitaria específica puede ser celular o humoral.

Inmunidad Humoral

En la respuesta específica humoral las células no atacan directamente a los antígenos. Sonlas proteínas llamadas anticuerpos o inmunoglobulinas, liberadas por las células plasmáticas, las que actúan contra los antígenos. Las células plasmáticas representan laforma activa de los linfocitos B.

Este tipo de respuesta se produce cuando aparecen patógenos extrace lulares o toxinas bacterianas. Los linfocitos B son activados por células T cooperadores.

Al activarse, los linfocitos B proliferan, apareciendo células de memoria y células plasmáticas. Las células plasmáticas liberarán el anticuerpo específico, que provocará laopsonización del antígeno y la fijación del sistema del complemento.

Inmunidad Celular

La inmunidad celular es la respuesta específica en la que intervienen los linfocitos T en ladestrucción de los agentes patógenos. Los linfocitos T atacan y destruyen células propias,tumorales o infectadas.

El mecan ismo de actuación para cada linfocito T es distinto. No obstante, todos sedisparan mediante la presentación de antígenos.

El agente patógeno es capturado por la llamadas cé lulas presentadoras de antígenos (CPA), generalmente macrófagos que degradan esos antígenos. Al degradarlos, pequeños péptidos (unos 10 aminoácidos, aproximadamente) de las proteínas externas del agente patógeno se unen de forma específica en un surco existente en el M H C (comple jo mayorde h istocompatibilidad) del macrófago. El MHC y el péptido de la célula presentadora delantígeno es expuesto en la membrana. Este macrófago activado se moviliza por el torrentesanguíneo hasta encontrar linfocitos, a los que activará.

Respuesta Celular

Está a cargo de los linfocitos T que destruyen células infectadas por un agente patógeno.Son la principal defensa ante virus y hongos. Fundamentalmente, existen dos clases delinfocitos:

Linfocitos T citotóxicos que destruyen las células que han sido infectadas, así comotambién algunas células cancerosas.



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GA

Linfocitos T cooperadores que regulan la actividad de los linfocitos B ymacrófagos.

Existen también linfocitos del tipo memoria.

Respuesta Humoral

Es llevada a cabo por los linfocitos B, que sintetizan inmunoglobulinas o anticuerpos paradestruir a los antígenos. Los anticuerpos actúan contra las infecciones, principalmente las producidas por bacterias. El linfocito B se diferencia en una célula plasmática cuandosintetiza los anticuerpos o inmunoglobulinas.



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GB

Fases de la respuesta inmune



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GC

La fase de reconocimiento se basa en la capacidad del sistema para identificar un antígenocomo extraño, para lograr montar una respuesta defensiva.

A continuación, en la fase de activación el sistema pone en marcha los mecanismos paraeliminar el agente extraño, lo que ocurre en la fase efectora.

Una vez que se ha eliminado el antígeno la respuesta inmune debe desaparecer, de tal formaque no se produzca daño de estructuras propias del organismo, por lo que se da unadeclinación de la respuesta.

Finalmente, si ha sido la primera exposición al antígeno se genera una memoria que permitirá que frente a una segunda exposición se monte una respuesta más rápida y potente.Si es una segunda exposición, sólo se mantendrá la memoria ya generada.



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GD

Capitulo VIII . A lteraciones Inmunitarias

1. ¿Cuáles son los t rastornos del sistema inmunológico?

Cuando el sistema inmune no funciona correctamente se pueden producir numerosas

enfermedades. Las alergias y la hipersensibilidad a determinadas sustancias se considerantrastornos del sistema inmunológico, donde se produce una reacción exagerada a sustanciasque habitualmente son inofensivas. Además, el sistema inmune desempeña un papelimportante en el proceso de rechazo de tejidos u órganos trasplantados. Existen también lostrastornos en los que el sistema inmune ataca los tejidos propios, agrupadas en laautoinmunidad.

Entre otros ejemplos de trastornos del sistema inmune se incluyen los siguientes:

- Las enfermedades autoinmunológicas, como la diabetes juvenil, la artritis reumatoide y laanemia.

- Las enfermedades de inmunodeficiencia, como el síndrome de inmunodeficienciaadquirida (SIDA, su sigla en inglés es AIDS).

- Las alergias e hipersensibilidades, como alergias a alimentos, metales o drogas.

2. Gr upos Sanguíneos

En la membrana de los eritrocitos existen ciertas proteínas llamadas aglutinógenos

(antígenos), que permiten clasificar a la sangre según sus características. Los principalessistemas de clasificación son ABO y Rh.

Sistema AB O

Los aglutinógenos, en este caso, pueden ser de 2 tipos: Aglutinógeno A y Aglutinógeno B . Estas proteínas pueden combinarse tres formas diferentes, o bien estar ausentes, dandoorigen a los cuatro tipos de grupos sanguíneos. A su vez, en el plasma sanguíneo existenanticuerpos, o moléculas complementarias a los aglutinógenos. Estas moléculas, llamadasaglutininas, son capaces de reconocer al aglutinógeno, uniéndose a él generando unareacción de rechazo o aglutinación. Existen aglutininas de dos tipos: Alfa o anti A y beta o

anti B.

Al reaccionar con el aglutinógeno específico, producen aglutinación de los glóbulos rojosrespectivos, que corresponde a un apilamiento de ellos con la consiguiente formación degrumos, que pueden llegar a obstruir los vasos sanguíneos.



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GE

Las personas de un determinado grupo sanguíneo poseen aglutininas en su plasmaopuesta al aglutinógeno presente en las membranas de sus glóbulos rojos (así se evitala autoaglutinación). Éste es un dato importante de tener en cuenta al realizar unatransfusión sanguínea. Por ejemplo, una persona del grupo O, cuyos glóbulos rojos no poseen aglutinógenos, podrá tener aglutininas Anti A y Anti B, sin peligro de aglutinación.La situación se resume en el cuadro que aparece a continuación.

GRUPO A GL U T IN G EN O(Eritrocito)

A G L U T I N I N A(Plasma)

1 AB A y B No tiene2 A A Beta o anti B3 B B Alfa o anti A4 0 Ninguno Anti A y Anti B

Sistema Rh

Se ha encontrado, además, en la superficie del eritrocito, otras moléculas (antígenos) queconstituyen un marcador específico llamado Rh. Cuando existe esta molécula, la sangre es

Rh+ y cuando no se encuentra, la sangre es Rh-. Se le denomina Rh debido a que fuedescubierto en los glóbulos rojos del Macacus rhesus.

Si la sangre es Rh+, no existen anticuerpos anti Rh (moléculas similares a las aglutininas seencuentran en el plasma y reaccionan específicamente con el marcador Rh, provocandoaglutinación y lisis de los eritrocitos).



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GF

Cuando la sangre es Rh-, en condiciones normales el plasma no contiene anticuerpos antiRh, pero si una persona Rh- recibe una vez sangre Rh+, comenzará a fabricar anticuerposanti Rh que permanecerá en la sangre. Este sistema adquiere gran importancia en caso detransfusiones y embarazo.

Transfusiones Sanguíneas

Una transfusión es una inyección endovenosa de sangre de un individuo llamado dadorhacia un individuo llamado receptor, entre cuya sangre existe compatibilidad.Para que una transfusión se realice sin riesgos para el receptor, es decir, sin aglutinación delos eritrocitos transfundidos, es necesario saber qué clase de aglutinógeno tiene el dador yqué clase de aglutinina tiene el receptor. En este caso, no interesa la aglutinina del dador, pues se diluye en el plasma del receptor.

Eritroblastosis feta l

Por último, también en relación al sistema Rh, existe una situación muy particular. Es la deaquellas mu jeres que son Rh- y tienen un hijo Rh+.

Durante el parto, es posible que algunos glóbulos rojos del primer hijo pasen a través de la placenta, tomando contacto con la sangre de la madre. Esto también se puede producir porel desgarro de tejidos maternos durante el parto. Este hecho se denomina sensibilización .

De esta forma, su sistema inmunitario fabrica anticuerpos anti - Rh, lo cual no es problema para el primer hijo, ya que al momento del parto no se han fabricado los anticuerpos antiRh.

Pero si la mujer se embaraza por segunda vez, sus aglutininas anti Rh cruzarán la placentahacia la sangre fetal. Si el feto es Rh+, se presentara la enfermedad hemolítica del reciénnacido o también llamada eritroblastosis fetal.

En la actualidad, las madres se tratan de manera profiláctica (preventiva) con pequeñascantidades de Ig G ávida de anticuerpos anti Rh en el momento del nacimiento del primerniño, de manera que se reduce notablemente el riesgo de sensibilización.



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GG

3. A lergias

En algunas personas se da un tipo de reacciones conocidas como alergias o reacciones dehipersensibilidad, en que se reconoce como antígenos a sustancias inofensivas para el

organismo, tales como granos de polen, alimentos, esporas, etc.

Las moléculas que producen alergia se llaman alergenos. En esta reacción está involucradala inmunoglobulina E y los mastocitos. Éstos poseen en su citoplasma numerosos gránulosde histamina, que es liberada por los mastocitos frente a los alergenos.

A continuación se presenta una de las formas de alergia más comunes que existe: la alergiaal polen.



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GH

La exposición previa a los granos de polen hace que las células plasmáticas produzcan IgEespecífica para el polen.

La Ig E se combina con receptores en los mastocitos presentes en el recubrimiento de lasvías respiratorias superiores.

El polen es inhalado.

El alérgeno se combina con la IgE en la superficie del mastocito que se ha sensibilizado previamente.

El mastocito libera histamina y otras sustancias.

La liberación de histamina causa vasodilatación, aumento de la permeabilidad capilar,generándose los síntomas típicos de la rinitis alérgica.



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GI

4. Autoinmunidad

En una persona sana, los linfocitos reconocen los componentes del organismo y losdiferencian de los ajenos (tolerancia). Si este mecanismo falla, los linfocitos sintetizananticuerpos contra células de los propios tejidos, iniciándose una enfermedad degenerativa,

denominada autoinmune.

Así, podemos definir autoinmunidad como la insuficiencia o pérdida de los mecanismosresponsables de la tolerancia a lo propio, en que se desarrolla una respuesta inmunehumoral o celular contra antígenos propios.

Algunos ejemplos de enfermedades autoinmunes son: tiroiditis de Hashimoto, anemia perniciosa, miastenia grave, diabetes mellitus insulino dependiente, esclerosis múltiple,artritis reumatoide, lupus eritematoso sistémico, entre otras.



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HJ

5. T rasplantes

El trasplante es un tratamiento médico complejo. Permite que órganos, tejidos o células deuna persona puedan reemplazar órganos, tejidos o células enfermos de otra persona. Enalgunos casos esta acción sirve para salvarle la vida, en otros para mejorar la calidad de

vida o ambas cosas.

De acuerdo con lo que se trasplanta, es posible clasificar los trasplantes en tres categorías bien definidas, que tienen características y técnicas propias:

- Trasplante de células.- Trasplante de tejidos.- Trasplante de órganos.

Clasif icación de t rasplantes

A) Por la relación genética entre donante y receptor de un trasplante:

Autoinjerto

Se trasplanta el tejido de una parte sana del cuerpo a otra dañada de la misma persona. El paciente actúa como donante y receptor a la vez. Se denomina también trasplante autólogo.

Isoinjerto

El órgano es trasplantado entre individuos genéticamente idénticos. El donante esgenéticamente idéntico al receptor.

Aloinjerto

El órgano es trasplantado entre individuos que no son genéticamente idénticos. Constituyenla mayoría de los trasplantes. El injerto se puede obtener de una persona fallecida, undonante vivo con relación de parentesco o de un donante vivo sin relación de parentesco.

Xenoinjerto

En este caso el órgano utilizado procede de un donante de otra especie diferente a la delreceptor.

Rechazo a los t rasplantes

El rechazo a los trasplantes es una respuesta inmune, muestra especificidad. El segundoconjunto de respuestas es enérgica, está mediada por linfocitos y se forman anticuerposespecíficos contra el injerto.



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HA

En cada especie de vertebrados hay un complejo mayor de histocompatibilidad (CMH)responsable de provocar las reacciones las reacciones más intensas contra el injerto.

Los antígenos CMH de los progenitores se expresan en forma codominante en lassuperficies celulares.

Mecan ismos de r echazo del injerto

- Los anticuerpos preformados causan rechazo hiperagudo (en cosa de minutos). Loslinfocitos T citotóxicos desempeñan un papel importante en el rechazo agudo de lasrespuestas primarias.

- La intensidad del rechazo al aloinjerto se debe a la cantidad sorprendentemente alta decélulas que derivan de linfocitos T que reconocen el CMH y péptidos propios.

- El rechazo tardío agudo de injertos de órganos a partir de los 11 días es causado por la

fijación de inmunoglobulinas y complemento a los vasos del injerto.

- Los rechazos insidioso y tardío se pueden deber al depósito de complejos inmunes o alsuperarse la inmunosupresión.



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HB

Capitulo IX . F isiología De La Contracc ión Muscular

1. E fectores

El sistema nervioso es capaz de elaborar respuestas frente a los cambios ambientales. Estas

respuestas son ejecutadas por estructuras especializadas llamadas efectores. Las células delos efectores son también células excitables que, ante la llegada de un potencial de acción por la neurona motora, recibirán los efectos de una sinapsis química. Los órganos efectoresson: músculos y glándulas.

Músculos

El tejido muscular que constituye entre el 40 a 50 por ciento del peso total del cuerpocumple con las siguientes funciones:

1. Movimientos (reflejos y voluntarios).

2. Mantención de la postura corporal.3. Producción de calor.4. Generación de fuerza.

Caracter í sticas de los Músculos

Para cumplir con estas funciones, la célula muscular cuenta con las siguientescaracterísticas:

Excitabilidad

Capacidad del tejido muscular de responder a los estímulos.

Contractilidad

Capacidad del tejido muscular de generar de manera activa fuerza que pueda contraer a lafibra, cuando el estímulo es suficiente (cambian su longitud).

Extensibilidad

Capacidad del tejido muscular para extenderse. Muchos tejidos esqueléticos estándispuestos en pares opuestos, uno se contrae mientras el otro se relaja.

E lasticidad

Capacidad del tejido muscular para regresar a su forma original después de la contracción yla extensión.



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HC

Tipos de Músculos Musculatura esquelética Musculatura lisa Musculatura cardíaca Formada por célulasalargadas y cilíndricas polinucleadas.

Formada por célulasalargadas y fusiformes, connúcleo único.

Formada por célulasmusculares ramificadas conuno o dos núcleos.

Cada célula formada por Miofibrillas constituidas por filamentos de Actinomiosin a

Miofibrillas dispuestastransversalmente en formade discos claros y oscuros.

Miofibrillas dispuestas a lolargo de toda la extensión de lacélula.

Miofibrillas dispuestas enforma transversal.

Inervación controlada por elsistema nervioso central.(voluntario)

Inervación controlada por elsistema nervioso autónomo.

Inervación controlada por elsistema nervioso autónomo.

Musculatura de acciónrápida y de corta duración.

Musculatura de contracciónlenta y de larga duración.

Musculatura de contracción prolongada y de intensidadmáxima.

2. El Músculo Esquelético

Para comprender mejor el funcionamiento muscular, estudiaremos al músculo esquelético ovoluntario. El músculo esquelético está formado por fibras musculares (células), cubiertas por un sarcolema (membrana plasmática). Estas fibras contienen sarcoplasma (citoplasma), núcleos, retí culo sarcoplásmico (retículo endoplasmático liso) y túbulostransversos. Estos túbulos transversos (túbulos T) corresponden a una invaginación delsarcolema (membrana celular) que se acerca al retículo sarcoplásmico.



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HD

Cada una de estas fibras contiene miofibrillas que consisten en miofilamentos delgados ygr uesos. Estos miofilamentos están ordenados en compartimentos llamados sarcómeros,dentro de los cuales se encuentran miofilamentos delgados formados de actina (que presenta sitios de unión para miosina), troponina (que presenta sitios de unió para calcio),tropomiosina, y miofilamentos gruesos formados principalmente por miosina (que

presenta sitios de unión para actina y sitios de unión para ATP).



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HE

3. F isiología de la Contracc ión Muscular

Biofí sica de la contracc ión muscular

Existe una interdigitación entre los filamentos de actina y miosina a modo de puentes

cruzados.

Este dispositivo actuaría como cremallera, en el cual los puentes, al ir cambiando de sitioen sitio, impulsarían las moléculas de actina.

Para que se produzca la contracción muscular es necesario que el potencial de acción penetre profundamente al músculo, la cual se efectúa a través de los túbulos T y delretículo sarcoplásmico.

Estos túbulos T penetran a través de las fibras musculares, cruzando las miofibrillas justamente en aquellos puntos en que los filamentos de actina y miosina se entrecruzan.

En un músculo en reposo, los miofilamentos de actina y miosina no están conectados. Estose debe a que, a lo largo de la actina, existen proteínas globulares, llamadas troponina ytropomiosina que bloquean la unión con los filamentos de miosina. La troponina presentagran afinidad con los iones calcio.

La concentración de iones calcio intracelular, es muy escasa a nivel de citosol, ya que elcalcio se encuentra almacenado dentro del retículo sarcoplásmico. Cada vez que el potencial de acción, difunde a través de los túbulos T, se liberan iones calcio desde elretículo sarcoplásmico hacia las vecindades de las miofibrillas.



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HF

Los iones calcio se combinarían directa y fuertemente con la troponina, la cual cambia ladisposición de la tropomiosina de tal forma que se despejan los sitios de unión para losfilamentos de miosin a.

Esta forma de miosina activada actuaría como una ATP-asa, proporcionando el ATP la

energía de propulsión. Una vez que actina y miosina se unen específicamente el ATP permite el movimiento de pivote que genera el movimiento de la contracción.

La contracción muscular requiere tanto ATP que las células musculares no pueden disponerdel suficiente. En el músculo en reposo, el poder fosforilante del ATP se almacena enforma de otro compuesto de alta energía llamando Creatinfosfato o Fosfocreatina.

Cuando se necesita, los grupos fosfatos del creatinfosfato de transfieren de vuelta al ADP.La enzima implicada en esta reacción reversible es la creatinfosfoquinasa (CPK).

El Creatinfosfato provee de grupos fosfatos ricos en energía para transformar el ADP en

ATP. Si la reserva de ATP en una célula es alta, el equilibrio de la reacción se dirige de talmanera que el grupo fosfato pasa del ATP a la Creatina.

Si la reserva de ATP disminuye, el equilibrio se dirige en la dirección contraria, pasandolos grupos fosfatos del Creatinfosfato al ADP.



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HG

Unidad Motora y la Unión Neuromuscular

La unidad funcional de los músculos de los vertebrados es la unidad motora, la que estáformada por una sola neurona y el grupo de células musculares inervadas por su axón, las

cuales se contraerán cuando se transmita por la neurona motora.

El punto de contacto de la neurona motora con el músculo se denomina placa motora.

En tanto unión neuromuscular es el nombre se refiere a una terminal del axón de unaneurona motora y a la porción de una fibra muscular del sarcolema que está en posición deaproximación cercana.

Si una unidad motora es aislada y estimulada con breves descargas eléctricas de crecienteintensidad, no habrá respuesta hasta que se alcance cierta intensidad umbral (Ley del Todoo Nada).

En contraste, el músculo entero, compuesto de muchas unidades motoras individuales, puede responder en forma graduada según el número de unidades motoras que se contraenen un determinado tiempo.

La fuerza con que se contrae un músculo depende de:



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HH

a) El número de unidades motoras que se contraen. b) La contracción simultánea de las unidades motoras.

Fisiología de la placa motora

La placa motora determina la estimulación de la célula muscular. Cuando un potencial deacción viaja por la motoneurona, al llegar al lugar de sinapsis provoca la liberación de acetilcolina, que es el neurotransmisor de la placa motora. La acetilcolina es capaz de

despolarizar la célula muscular con lo que se genera un potencial de acción que viaja por elsarcolema. Este potencial tiene un comportamiento particular en los túbulos T, donde seintroduce. Una vez que este potencial viaja por el túbulo T, en la parte más profunda tomacontacto con el retículo sarcoplásmico, lo que genera liberación de calcio hacia elcitoplasma. Recordemos que el citoplasma es el lugar donde se encuentra el aparato proteico de la contracción y que la acción del calcio consiste en permitir el acoplamientoentre actina y miosina lo que llevará al acortamiento del sarcómero. Para la relajaciónmuscular se necesita que el calcio retorne al retículo, para lo cual existe una bomba decalcio en la membrana de este organelo. Para este retorno se gasta ATP, por lo que larelajación es también un proceso activo.



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HI

Conceptos r elacionados con la contracc ión muscular

Deuda de oxígeno

El concepto de deuda de oxígeno se refiere al hecho de que en el caso de un ejercicio físicointenso se consume la reserva de oxígeno rápidamente y la mayor parte del ejercicio serealiza anaeróbicamente (sin oxígeno), momento en el cual comienza a generarse la deuda.Esto determina la acumulación de ácido láctico, que luego del ejercicio debe ser retirado, loque se realiza por la acción del oxígeno, que es el momento en que se paga la deuda.

Calambre

El calambre es una contracción exagerada, repentina y dolorosa que se debe a un cambio de pH de la célula muscular producto de la acumulación de ácido láctico. El pH ácidodetermina que la interacción actina miosina sea anormal y exagerada, lo que genera el

calambre.

Rigor mortis

Luego de la muerte se produce lentamente el consumo de ATP, hasta el punto de agotarse,lo que determina que se produzca un acoplamiento anormal de actina y miosina. Estedesaparece posteriormente producto de la degradación de las proteínas contráctiles.



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IJ

Capitulo X . Homeostasis

1. Homeostasis y Control Neuroendocrino

Sistemas de I ntegración

El sistema nervioso es uno de los dos sistemas de integración en los organismos superiores.Junto al sistema endocrino, se encarga de coordinar la función del resto de los sistemas enel organismo pluricelular, de tal forma que se mantiene la homeostasis. Ambos sistemastransmiten información entre las distintas partes del cuerpo, de manera de mantenerlasintegradas. La forma en que lo hace cada uno es distinta.

Homeostasis

El sistema nervioso y endocrino son piezas básicas de la adaptación del organismo a lasalteraciones del ambiente interno y externo. Estos sistemas mantienen el medio interno

estable a pesar de las variaciones en las entradas o salidas de sustratos, minerales, agua,moléculas ambientales, calor y otros factores.

El organismo funciona de manera eficaz debido, en parte, a que mecanismos de controlmuy precisos conservan la homeostasis. Para que el organismo sobreviva y funcione, lacomposición de los líquidos que bañan las células debe ser regulada de manera cuidadosa.

La homeostasis es un concepto básico en fisiología. El término homeostasis proviene delgriego ho m io s st a s i s permanece sin cambio. La homeostasi estresantes, cambios en el ambiente interno o externo que afectan las condiciones normales

del cuerpo. Los mecanismos homeostáticos actúan de manera continua para controlar elestrés, y mantienen el ambiente interno dentro de los límites fisiológicos que permiten lavida. Todos los aparatos y sistemas participan en estos mecanismos reguladores, pero lamayor parte de ellos están controlados por los sistemas endocrino y nervioso.

Los mecanismos homeostáticos, básicamente, son sistemas de retroalimentación . Enesencia, estos sistemas consisten en un ciclo de acontecimientos en el cual se envía a una parte anterior del sistema información acerca de un cambio, de modo que el regulador puede controlar el proceso.

Los mecanismos homeostáticos se pueden ejemplificar con los procesos de regulación de la

temperatura. El estado homeotermo depende del balance entre la producción y pérdida decalor.



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IA

La homeostasis térmica se puede perder por una alteración en los mecanismos que producen calor.

El ser humano es un animal homeotermo que, en condiciones fisiológicas normales,

mantiene una temperatura corporal constante y dentro de límites muy estrechos, entre 36,6+/- 0,38ºC, a pesar de las amplias oscilaciones de la temperatura ambiental. Esta constante biológica se mantiene gracias a un equilibrio existente entre la producción de calor y las pérdidas del mismo y no tiene una cifra exacta. Existen variaciones individuales y puedeexperimentar cambios en relación al ejercicio, al ciclo menstrual, a los patrones de sueño ya la temperatura del medioambiente

El mantenimiento de una temperatura corporal dentro de los límites anteriormenteexpuestos sólo es posible por la capacidad que tiene el cuerpo para poner en marcha unaserie de mecanismos que favorecen el equilibrio entre los que facilitan la producción decalor y los que consiguen la pérdida del mismo. Estos mecanismos se exponen a

continuación.Los mecanismos homeostáticos que se ponen en marcha determinan volver a la temperaturanormal, acciones en las que participa el hipotálamo. Si el objetivo es disminuir latemperatura para volver al nivel de normalidad, se colocan en marcha mecanismosnerviosos y hormonales para lograr dicho propósito.



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IB

Por ejemplo, el hipotálamo es capaz de aumentar la producción de calor a través demecanismos hormonales. En este plano se encuentra la influencia que el hipotálamo puedeejercer sobre la tiroides a través de hormonas de la hipófisis y que son capaces de aumentarla liberación de hormonas tiroideas que tienen un efecto calorigénico, aumentando elmetabolismo.

Mecan ismos de Producc ión de calor

Las principales fuentes de producción basal del calor son a través de la termogénesistiroidea y la acción de la bomba de sodio de todas las membranas corporales. La ingestaalimentaria incrementa el metabolismo oxidativo que se produce en condiciones basales.Estos mecanismos son obligados en parte, es decir, actúan con independencia de latemperatura ambiental, pero en determinadas circunstancias pueden actuar a demanda si lascondiciones externas así lo exigen.

La actividad de la musculatura esquelética tiene también una gran importancia en el

aumento de la producción de calor. La cantidad de calor producida puede variar según lasnecesidades. Cuando está en reposo contribuye con un 20%, pero durante el ejercicio estacifra puede verse incrementada hasta 10 veces más. El escalofrío es el mecanismo másimportante para la producción de calor. El metabolismo muscular aumenta la producción decalor en un 50% incluso antes de iniciarse el escalofrío, pero cuando éste alcanza suintensidad máxima la producción corporal de calor puede aumentar hasta 5 veces lo normal.

Otro mecanismo de producción de calor es el debido al aumento del metabolismo celular por efecto de la noradrenalina y la estimulación simpática. Este mecanismo parece ser proporcional a la cantidad de grasa parda que existe en los tejidos. El adipocito de la grasa parda, que posee una rica inervación simpática, puede ser activado por los estímulos

procedentes del hipotálamo y transmitidos por vía simpática con producción denoradrenalina, la cual aumenta la producción de AMP-cíclico, que a su vez activa unalipasa que desdobla los triglicéridos en glicerol y ácidos grasos libres. Estos pueden volvera sintetizar glicéridos o bien ser oxidados con producción de calor. Este mecanismo, quetiene una importancia relativa en el adulto por su escasa cantidad de grasa parda, no es asíen los recién nacidos y lactantes donde tiene una importancia capital, ya que la grasa parda puede llegar a suponer hasta un 6% de su peso corporal y son incapaces de desarrollarescalofríos o adoptar una postura protectora ante el frío.

El calor absorbido por la ingesta de alimentos y bebidas calientes también puede producirun mínimo aumento de calor, lo mismo que las radiaciones captadas por el cuerpo y

procedentes fundamentalmente del sol (ultravioletas) o de lugares próximos (infrarrojos).

Mecan ismos de Pérdida de Calor

El calor del cuerpo se pierde por radiación, convección, conducción y evaporación:



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IC

Radiación

La pérdida de calor por radiación significa pérdida de calor en forma de rayos infrarrojos,que son ondas electromagnéticas. Es decir, existe un intercambio de energíaelectromagnética entre el cuerpo y el medio ambiente u objetos más fríos y situados a

distancia. La cantidad de radiación emitida varía en relación al gradiente que se estableceentre el cuerpo y el medioambiente. Hasta el 60% de la pérdida de calor corporal puedetener lugar por este mecanismo.

Convección

Es la transferencia de calor desde el cuerpo hasta las partículas de aire o agua que entran encontacto con él. Estas partículas se calientan al entrar en contacto con la superficie corporaly posteriormente, cuando la abandonan, su lugar es ocupado por otras más frías que a suvez son calentadas y así sucesivamente. La pérdida de calor es proporcional a la superficieexpuesta y puede llegar a suponer una pérdida de hasta el 12%.

Conducc ión

Es la pérdida de pequeñas cantidades de calor corporal al entrar en contacto directo lasuperficie del cuerpo con otros objetos más fríos como una silla, el suelo, una cama, etc.Cuando una persona desnuda se sienta por primera vez en una silla, se produceinmediatamente una rápida conducción de calor desde el cuerpo a la silla, pero a los pocosminutos la temperatura de la silla se ha elevado hasta ser casi igual a la temperatura delcuerpo, con lo cual deja de absorber calor y se convierte a su vez en un aislante que evita la pérdida ulterior de calor. Habitualmente, por este mecanismo, se puede llegar a una pérdidade calor corporal del 3%. Sin embargo, este mecanismo adquiere gran importancia cuando

se produce una inmersión en agua fría, dado que la pérdida de calor por conductividad eneste medio es 32 veces superior a la del aire.

Evaporación

Es la pérdida de calor por evaporación de agua. En los datos establecidos anteriormenteacerca de la radiación, convección y conducción, observamos que mientras la temperaturadel cuerpo es mayor que la que tiene el medio vecino se produce pérdida de calor por estosmecanismos. Pero cuando la temperatura del medio es mayor que la de la superficiecorporal, en lugar de perder calor el cuerpo lo gana por radiación, convección y conducción procedente del medio vecino. En tales circunstancias, el único medio por el cual el cuerpo

puede perder calor es la evaporación, llegando entonces a perderse más del 20% del calorcorporal por este mecanismo. Cuando existe una sudoración profusa puede llegar a perdersemás de un litro de agua cada hora. El grado de humedad del aire influye en la pérdida decalor por sudoración y cuanto mayor sea la humedad del medio ambiente menor cantidadde calor podrá ser eliminada por este mecanismo.



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ID

Regulación de la Temperatura

Nefrón

Cada riñón está formado por un poco más de un millón de nefrones. Cada uno de los cualeses capaz de formar orina. Por ello se puede entender la función renal, examinando lafunción del nefrón.

El nefrón está formado principalmente por dos partes: un glomérulo donde ocurre lafiltración del plasma y un largo túbulo en el cual el líquido filtrado es transformado enorina.



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IE

La función básica del nefrón es limpiar, clarificar la sangre de sustancias potencialmentetóxicas si se acumulan o que pueden alterar el equilibrio hidrosalino.

Es función del nefrón eliminar los excesos.

2. Función Rena l

Fi l tración glomerular

Una presión sanguínea elevada es requerida por el riñón para mantener la fuerza queimpulsa la filtración a través del glomérulo. La presión alta se logra por varias condiciones.Una, es el hecho de que la arteria renal es un vaso corto y recto, lo que determina que se pierda poca presión por roce conservándose para impulsar la filtración. Otra, es que el

diámetro de la arteriola eferente es menor que el diámetro de la arteriola aferente, con lo

Las sustancias que experimentan filtración son capaces de atravesar los poros de loscapilares glomerulares, es decir, son de tamaño pequeño, tales como agua, elementosminerales, glucosa, aminoácidos, urea, etc. No filtran las proteínas pl asmáticas, que sonde mayor tamaño molecular.



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IF

Reabsor ción tubular

La reabsorción tubular es un proceso de recuperación de sustancias. Por ejemplo, laglucosa es una sustancia que aún es capaz de proporcionar energía, por tanto, esrecuperada. Esto se produce en el tubo proximal en un 100% , ya que la eliminación de

glucosa en una persona normal es cero.

Por otra parte, el agua es una sustancia que filtra diariamente en una cantidad de 180 litros.Sin embargo, diariamente a través de la orina se pierde de 1,5 a 2,0 litros. Por tanto, serecupera el 99% del agua filtrada, de lo contrario la deshidratación sería severa.

La reabsorción también es de urea. A pesar de que es un desecho, la urea es una sustancialiposoluble y, a medida que el filtrado avanza por el sistema de túbulos del nefrón, seconcentra por pérdida de agua. Con ello la concentración de urea au menta, o sea, aumentael gradiente de concentración para esta sustancia y se reabsorbe, cerca de un 50%. La ureatiene poder osmótico, por lo que su reabsorción arrastra agua.

Sec rec ión tubular

A lo largo del túbulo renal se secretan pequeñas cantidades de solutos, como K +, H+, ácidosy bases orgánicas. La secreción de H + contribuye a la regulación del equilibrio ácido base.

Formación de O rina



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IG

Reabsor ción tubular

La mayor parte de la reabsorción ocurre en el tubo proximal. Por ejemplo, en el caso de laglucosa el 100% ocurre a este nivel. Se trata de un cotransporte con sodio. A este respectose puede definir un umbral renal, concepto que se refiere a la máxima capacidad que tiene

el nefrón para reabsorber una sustancia de acuerdo a su concentración plasmática. En elcaso de la glucosa, este umbral corresponde a 180 mg de glucosa por 100 ml de sangre. Enel caso de que este valor no supere la totalidad de la glucosa, es reabsorbida. Los diabéticos presentan una hiperglicemia que hace que este valor sea ampliamente superado. En tal caso,comienza a aparecer glucosa en la orina (glucosuria).

No todas las sustancias se recuperan en un 100%, como la glucosa. Por ejemplo, el sodio serecupera en un 99%, lo que determina que una mínima cantidad se pierda por la orina. Loque sí es cierto es que el mayor porcentaje se recupera en el tubo proximal (67%)



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IH

Reabsor ción de agua

La reabsorción de agua a nivel renal es una de las funciones más importantes quedesarrollan los animales terrestres. En un día filtran 180 litros de agua aproximadamente,

de los cuales se pierden 1 a 1,5 litros, evitando que se produzca una deshidratación por víarenal.

El nefrón presenta tres porciones que son impermeables al agua: la rama ascendente del asade Henle, el tubo distal y el tubo colector, con la diferencia de que esta última porción sevuelve permeable bajo la acción de la ADH (hormona antidiurética).

Esta hormona actúa bajo determinadas circunstancias. La disminución de agua en el plasmaeleva su osmolaridad, lo que induce la liberación de ADH. La ADH, a su vez, provocaretención de agua por el riñón y un aumento de la osmolaridad urinaria (concentración de laorina), con la consecuente disminución de la osmolaridad plasmática hasta la normalidad.

En el caso de una ingestión exagerada de agua la osmolaridad plasmática disminuye, con loque se suprime la liberación de ADH, lo que aumenta la excreción de agua y eleva laosmolaridad plasmática hasta cifras de normalidad.

De esta forma, agua y ADH forman un circuito de retroalimentación negativa, quemantiene estable el agua corporal total.



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II

La deficiencia de ADH, conocida como diabetes insípida, se caracteriza por un exceso delvolumen urinario, que puede llegar a 500 a 1000 ml por hora, lo que obliga a su vez aingerir grandes volúmenes de agua por el exceso de sed que se genera (polidipsia).

La secreción tubular renal es importante en el marco de la regulación del pH y del volumende los líquidos corporales.

El pH de los líquidos corporales se mantiene dentro de límites muy estrechos gracias a lafunción coordinada de los pulmones y riñones. Los ácidos volátiles, derivados del CO2, ylos no volátiles deben ser excretados para que se mantenga el equilibrio ácido base.

Los pulmones son la vía de excreción de los ácidos volátiles y los riñones de los novolátiles (aquellos que ingresan por la dieta y los que genera el metabolismo).

Los riñones mantienen el equilibrio ácido básico al excretar una cantidad de ácido igual a la

cantidad de ácidos no volátiles producidos e ingeridos. Los riñones evitan también la pérdida de bicarbonato (HCO3-) por la orina al reabsorber todo el bicarbonato filtrado por el

glomérulo. Tanto la reabsorción de bicarbonato filtrado como la excreción de ácido, selogran mediante la secreción de H+ por el nefrón.



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AJJ

Capitulo XI . Espec iación

1. E l proceso de la evolución

En las clases anteriores la idea fue abordar las pruebas empíricas otorgadas por diferentes

disciplinas científicas y explicar las teorías evolutivas más ampliamente desarrolladas.Tomando como referente la teoría sintética de la evolución, es preciso ahora ahondar en elmecanismo que actualmente explica el origen de las especies a través de la evoluciónorgánica.

El proceso evolutivo se presenta en dos dimensiones: la evolución filética y la especiación.La evolución filética consiste en cambios graduales que se producen en el tiempo, en unasola línea de descendencia. La especiación, en cambio, se produce cuando se divide en doso más una línea de descendencia. El conjunto de ambos procesos permite explicar laenorme variedad de seres vivos que habitan en el planeta.

Para poder explicar tales procesos, es preciso aclarar el significado del concepto de especie biológica.

2. Espec ie biológica

El concepto de especie se refiere a un grupo de poblaciones naturales que se cruzan entre síy se hallan aisladas reproductivamente de los demás grupos. La especie se considera unaunidad evolutiva discreta e independiente, ya que puede intercambiar alelos entres sus poblaciones; pero no puede transferirlos a individuos de otras especies. Esta unidadevolutiva comparte un acervo común de genes, de manera que la característica hereditariade cualquier integrante de la especie se puede transmitir parcialmente a otro individuo de lasiguiente generación, en cualquier lugar de su distribución.

Si dos poblaciones de la misma especie dejan de aparearse, darán lugar a variedades, razas,subespecies y, por último, a especies distintas. Todo esto acontece en un largo procesoevolutivo de millones de años, lo que constituye la base de la especiación.

Las especies no son unidades estáticas, son etapas de un proceso de cambios continuos, potencialmente infinitos. La evolución tiene como producto la formación de nuevasespecies, que surgen en la naturaleza y que se pueden producir potencialmente en laactualidad en forma artificial con técnicas de Biología Molecular.



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AJA

3. Mecan ismos de espec iación

La especiación se inicia con una primera etapa en la que se produce el aislamientoreproductivo, con la consiguiente interrupción del flujo génico; en una segunda etapa, en lacual el aislamiento reproductivo se completa, ocurre la divergencia genética y laincompatibilidad reproductiva favorecida por la selección natural.



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AJB

Espec iación geográfica o alopátr ida

La especiación alopátrida se produce cuando una población de similar constitucióngenética, que habita un área extensa, se separa por accidentes geográficos, como ríos,mares, montañas o desiertos. Esta separación podría conducir ala formación de razas

geográficas, de las cuales surgirían nuevas especies. La especiación geográfica se produceen dos etapas.

En la primera etapa, las dos poblaciones se aíslan geográficamente y entre ellas no hayintercambio genético. En estos grupos surge una divergencia genética que será fundamental para la especiación. La segunda etapa se produce cuando se originan cruzamientos entre losmiembros de ambas poblaciones, tras haber reanudado el contacto. El producto que seobtiene está constituido por individuos estériles o inviables. En estas condiciones ya se han producido mecanismos de aislamiento reproductivo entre ambas poblaciones, de maneraque los grupos pueden coexistir en el mismo territorio sin intercambiar genes,evolucionando independientemente.

Espec iación simpátrida

Se produce por cambios genéticos en poblaciones que habitan la misma región geográfica, pero que, pese a vivir juntas, divergen hacia especies plenas, debido a que surgenmecanismos de aislamiento reproductivo que hacen posible su especiación.

La formación de una especie ocurre sin que se establezca previamente una barrerageográfica entre poblaciones, a diferencia de lo que ocurre en la especiación alopátrida. Si



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AJC

ocurre o no la especiación simpátrida, es un tema controvertido, aunque hay algunas pruebas empíricas y algunos modelos que parecen corroborar su realidad. Se supone que sedebe dar por la espec ialización ecológica cuando en una población se producensimultáneamente presiones selectivas en direcciones diferentes, por ejemplo cuando unaespecie parásita empieza a hacer uso de un nuevo huésped en presencia del primitivo.

En la especiación simpátrida se desarrollan dos especies en la misma área geográfica que laespecie progenitora.

Espec iación parapátrida o por poliploidía

Se produce por el aumento en el número de cromosomas de un individuo que integra la población. Este es incapaz de reproducirse con los individuos normales y sólo puedehacerlo con aquellos que tengan su misma ploidía, situación que se da con mayorfrecuencia en los animales y vegetales más simples.

Es muy importante en la evolución a causa de que están involucradas en el origen, prácticamente instantáneo, de muchas especies. Consisten en la multiplicación del conjuntototal de cromosomas. Los humanos, al igual que muchos otros organismos, tenemos unadotación diploide de cromosomas (2n), es decir tenemos dos conjuntos enteros decromosomas homólogos, pero los organismos poliploides tienen más de dos. Pueden ser

tetraploides (4n), hexaploides (6n), octaploides (8n), etc. La forma más común son los 4n, pero en plantas pueden existir especies con números impares de conjuntos cromosómicos;las cuales son estériles, pero pueden vivir por reproducción asexual, frecuentemente con laayuda del hombre (por ejemplo, el plátano que es triploide).

Aproximadamente el 47% angiospermas (plantas con flores) y el 95% de los helechos son poliploides. Muchas de las plantas cultivadas por el hombre también lo son: plátano (3n),



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AJD

papa (4n), trigo (6n). Varias de las especies del género Primula se han originado por poliploidía a partir de Pr i m ula f loribunda .

4. Mecan ismos de a islamiento reproductivo

El mecanismo de aislamiento reproductivo es fundamental para producir la divergencia

genética entre las poblaciones. En el modelo de especiación alopátrida el aislamientoreproductivo se inicia después de la separación geográfica de las poblaciones naturales; enel modelo simpátrido, la especiación se inicia con una primera etapa en la que se produce elaislamiento reproductivo.

Este aislamiento se debe a la divergencia genética entre las poblaciones, que produce lainterrupción del flujo génico ente los individuos. Posteriormente, el aislamiento secompleta al ser favorecido por la selección natural.

Como producto del aislamiento reproductivo se establecen barreras biológicas previas a laformación del cigoto, los llamados mecanismos de aislamiento precigóticos, o bien,mecanismos postcigóticos, es decir, posteriores a la formación del cigoto.

Mecan ismos de a islamiento prec igóticos:Aquellos que impiden el apareamiento ent re miembros de distintas poblaciones yevitan la formación de una descendencia híbrida.



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AJE

Aislamiento

ecológico

Se produce cuando las poblaciones ocupan el mismo territorio, pero sushábitats son distintos, por lo que no están encontacto. Un ejemplo de aislamiento ecológico se observaen las especies del género C e ano t hu s de California.

Algunos de los arbustos representantes de este género se encuentran enun tipo particular de suelo. Otros, conmayor rango de tolerancia, habitan suelos con condicionesmás adversas.

Aislamientoetológico

Se da cuando la atracción sexual entre machos y hembrases débil o no se produce. Los destellos de las luciérnagas,el colorido del pavo real, el canto de los pájaros o el croarde las ranas constituyen señales o rituales específicos deapareamiento. Es un mecanismo muy fuerte de especiación

en poblaciones simpátridas.

Aislamientotemporal

Se produce cuando el apareamiento de los animales o lafloración de las plantas ocurren en estaciones distintas o bien en distintos momentos del día. Por ejemplo, la mayoríade los mamíferos cuentan con épocas de celo bien definidas,controladas por la temperatura o duración de la luz.

Aislamiento

mecánico

Se produce cuando la estructura reproductiva es diferente,lo que impide la copulación en los animales o la transferenciade polen en los vegetales. Un ejemplo lo constituye laespecialización en la estructura de la flor; su color, formay aroma las hacen atractivas a determinadas especies polinizadoras y a otras no.

Aislamientogamético

Se produce cuando los gametos no son compatibles. Generalmente esteaislamiento se establece por inviabilidadde los espermios en el tracto femenino de los animales o bien porque el polen no es reconocido en el estigma de las flores.El aislamiento gamético es muy importante en animales marinosque liberan sus óvulos y espermios en el agua, produciéndose

la fecundación en el medio externo. En este caso, lassustancias químicas, conocidas como feromonas, cumplenun rol muy importante, tanto en la sincronía de la ovulación por parte de la hembra y la liberación de espermios por partedel macho como en el reconocimiento específico de éstos.



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AJF

Mecan ismos de aislamiento poscigóticos:Se producen después de la formación del cigoto híbrido interespec íf ico, debido aincompatibilidades anatómicas o fisiológicas que reducen la viabilidad o fertilidad de la descendencia híbrida.

Inviabilidad de los híbridos

Se produce cuando los cigotos híbridos no llegan a desarrollarseo bien no alcanzarla madurez sexual. Por ejemplo, Moore realizócruzamientos entre 12 especies del género Rana: en algunoscruzamientos no se produjo segmentación; en otros se llegó alestado de blástula, pero no a la gastrulación.Otro ejemplo de este tipo de aislamiento se produce en elcruzamiento de carnero y cabra; hay fecundación, pero losembriones mueren en las primeras etapas del desarrolloembrionario.

Esterilidad de los híbridos

Se da cuando los individuos híbridos son incapaces de producir gametos funcionales. La esterilidad se produce por alteraciones cromosómicas en el proceso de formaciónde las células germinales o por la interacción entre elcitoplasma de una procedencia y los gametos de otra.Un ejemplo clásico de este tipo de aislamiento es la mula,un híbrido estéril.

Degradación de los híbridos

Se produce cuando la descendencia de los híbridos presentafertilidad o viabilidad reducida. En vegetales se conoce ungran número de casos de degradación de los híbridos. En

diferentes especies de algodón, por ejemplo, losdescendientes de F1 son fértiles, pero los híbridos F2 mueren.



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AJG

Capitulo X II . R eceptores

1. R eceptores

El sistema nervioso se puede considerar como un complejo de diferentes subsistemas con

distintas funciones. Sin embargo, estos subsistemas interactúan entre sí y su actividad provoca una respuesta unificada. Algunos de los subsistemas nerviosos están relacionadoscon las funciones sensoriales.

Los sistemas sensoriales se activan por medio de receptores sensoriales, que responden adistintos estímulos mediante un proceso de transducción sensorial. Los receptoressensoriales ofrecen la información sensorial de estos estímulos al sistema nervioso central.

En su sentido más amplio, las sensaciones son el conocimiento consciente o subconscientede estímulos internos o externos. La naturaleza de las sensaciones y el tipo de reaccióngenerada varían según el destino final que los impulsos nerviosos tengan en el SNC.

Conceptos r elacionados con la fisiología de los receptores

Campos r eceptivos

Corresponden a las áreas que al ser estimuladas activan los receptores.

Transducc ión

Se refiere al proceso por el cual los receptores responden adecuadamente a un estímulo paragenerar una respuesta, transformando una forma de energía (la del estímulo) en otra forma

diferente (la del potencial de acción).

Adaptación

Se refiere a la capacidad de los receptores de dejar de descargar potenciales ante unestímulo prolongado, con lo cual cambia la percepción del estímulo.

Espec if icidad

Es la capacidad de los receptores para responder mejor a un tipo de estímulo.

Visión

Es uno de los sentidos más complejos del ser humano y sus receptores se encuentran en elglobo ocular.



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AJH

2. Globo ocular

El globo ocular es una cámara esférica similar a una cámara fotográfica con un sistema delentes, un diafragma y una lámina fotosensible. El ojo es capaz de captar los estímulosluminosos ambientales y llevarlos en forma de potenciales de acción hasta el cerebro,

donde se forma la imagen.

El ojo se ubica en la fosa orbitaria de la cara, la cual lo protege de eventuales traumatismos.También lo cubren 2 pliegues de piel y músculo: los párpados. Los párpados tienen insertaslas pestañas, las que permiten atrapar partículas pequeñas que intenten ingresar al ojo.

La cara interna de los párpados y la superficie anterior del globo ocular se encuentranrevestidas por una membrana transparente protectora llamada conjuntiva.

3. Capas del ojo

Presenta 3 capas concéntricas que serán descritas desde la más externa a la más interna:



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AJI

La córnea es una estructura dura ytransparente, que ocupa el sexto anterior delojo. La córnea está en continuidad con la

esclerótica que es dura, blanca y opaca. Laesclerótica es una capa fibrosa formada portejido conjuntivo denso. La escleróticarodea las dos túnicas más internas, exceptoen la zona que la perfora el nervio óptico.

La coroides tiene un intenso color pardooscuro debido a la presencia de vasossanguíneos y melanina. El pigmento(melanina) absorbe la luz reflejada y

dispersada para reducir al mínimo el brillodentro del ojo. La coroides se continúahacia la parte anterior para formar el cuerpociliar y el iris.El cuerpo ciliar posee el músculo ciliar que participa en el proceso de acomodación delcristalino para visión lejana y cercana.El iris es un diafragma de músculo liso quecontrola la cantidad de luz que ingresa alojo.

La retina es una capa fina y delicada quetiene dos componentes: la retina nerviosa,que es la capa que tiene a los receptoresfotosensibles y redes neuronales complejas,y el epitelio pigmentado de la retina, quecontiene células con melanina.

Estructuralmente el ojo está dividido por el cristalino en dos grandes compartimentos.Delante de él tenemos el compartimiento anterior que se encuentra lleno del líquido,llamado humor acuoso por ser poco denso y transparente. Detrás del cristalino seencuentra el compartimiento posterior, ocupado por un líquido más denso, tambiéntransparente, llamado humor vítreo.



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AAJ

La retina es histológicamente muy compleja, pues está formada por 10 capas celulares, delas cuales una, la más externa, que se encuentra en contacto con la coroides, es la quecontiene los fotorreceptores. Estos receptores hacen contacto con neuronas de la mismaretina, las que llevarán la información óptica a través de la vía visual hacia la cortezaoccipital cerebral.

La retina contiene a las células fotosensibles, conos y bastones, que son las célulasresponsables de captar el estímulo luminoso y transformarlo en un potencial de acción quese traducirá, a nivel de la corteza cerebral, en una imagen determinada.

Los bastones son las células de la retina especializados en la percepción de la luz tenue. Sunúmero es entre 100 a 120 millones, mientras que los conos son aproximadamente 6millones. Los conos están especializados en la detección de luz brillante y visión decolores. La distribución de estas células sobre la retina es irregular. Los conos estánaltamente concentrados en la fóvea central, que es la zona de mayor agudeza visual.Alrededor de la fóvea se encuentra la mácula lútea o mancha amarilla, que es una zonadonde se encuentran conos y bastones, predominando los primeros.



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AAA

4. Medios r efringentes del ojo

Para llegar a la retina, el rayo luminoso debe atravesar una serie de estructuras que sonabsolutamente transparentes. Estos medios transparentes, además de dejar pasar la luz, seencargan de desviar y dirigir el rayo de tal manera de enfocarlo directamente sobre laretina. De adelante hacia atrás, estos medios refringentes son:

Córnea

Es un verdadero lente, muy duro y transparente, que protege el polo anterior del ojo. Es underivado de la esclerótica. Tiene una curvatura que se adapta al polo anterior del ojo, locual la dota de un alto poder de convergencia. La córnea tiene el mayor poder de refracciónentre las estructuras oculares.

Humor acuoso

Después de la córnea, la luz cae en plena cámara anterior del ojo y, por lo tanto, debeatravesar el humor acuoso.

C ristalino

Posteriormente, el rayo luminoso choca con el cristalino, que es un lente biconvexotransparente en forma de lenteja. El cristalino se ubica justo por detrás del iris, y tiene lafacultad de variar su curvatura, cambiando así la dirección de los rayos de luz.

Humor vítreo

Ocupa el compartimiento posterior y es de consistencia gelatinosa. Actúa como un mediotransparente denso para desviar lo menos posible la luz. Junto al humor acuoso contribuye amantener la forma del globo ocular gracias a la presión que ejerce en su interior.



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AAB

5. Formación de la imagen en la retina

Se sabe que la luz se propaga en forma rectilínea a través del aire. En el momento en que pasa de un medio a otro (por ejemplo, de aire a agua), el rayo se desvía debido a ladiferente densidad del nuevo medio que le puede oponer una mayor o menor resistencia.

Este fenómeno se llama refracc ión .

Mientras mayor curvatura tenga la superficie transparente a atravesar, más se desviarán losrayos, llegando a la retina una imagen más pequeña e invertida causada por la refracciónque le impone el cristalino. Esto ocurre porque el cristalino es un lente convexo que haceconverger los rayos luminosos, como una lupa.

La acomodación se lleva a cabo gracias a la elasticidad del cristalino, a la existencia de unmúsculo circular que rodea este órgano, denominado músculo ci l iar, y al ligamentosuspensorio del cr istalino. El cristalino se inserta por dentro en el borde externo delligamento suspensorio del cristalino y, por fuera, en unas prolongaciones que emite elmúsculo ciliar, denominadas procesos ciliares.



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AAC

El cristalino es capaz de cambiar su curvatura gracias al músculo ciliar y ligamentossuspensorios. Para poder enfocar la imagen de un objeto lejano exactamente en la retina,el cristalino debe aplanarse, lo que se logra cuando el músculo ciliar se relaja y la presiónintraocular ejerce tensión sobre la coroides traccionando los procesos ciliares hacia atrás yafuera con lo cual se tensan los ligamentos suspenso¬rios y se aplana el cristalino.

Para la visión de objetos cercanos, el cristalino debe aumentar su diámetroan teroposterior, logrando una mayor convexidad y una mayor refracción de los rayos, loque hace caer la imagen justo en la retina. Esto se logra mediante la contracción del

músculo ciliar que tira la coroides hacia adentro y adelante, relajando el ligamentosuspensorio y abombando el cristalino.

Aunque la acomodación es un fenómeno bastante perfecto, tiene sus límites, por ejemplo, sise acerca mucho un objeto, finalmente, se verá borroso por la imposibilidad del cristalinode seguir enfocando.

6. A lteraciones oculares

Catarata

Se denomina así a las enfermedades que provocan opacidad del cristalino, hecho queconduce a la ceguera por imposibilidad de atravesar la luz.

Hipermetropía

Anomalía del ojo mismo en la cual el globo ocular es demasiado corto en su diámetroantero-posterior, por lo cual la imagen en foco se forma detrás de la retina. También puedecorresponder a una alteración del cristalino o de sus elementos suspensorios. Para enfocar,



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AAD

el sujeto debe alejar los objetos para que la imagen se enfoque en la retina. Este defecto secorrige con lentes biconvexos llamados convergentes.

Miopía

Aquí el globo ocular es más largo que lo normal. Además, en un pequeño porcentaje de loscasos, la alteración reside en el cristalino, que tiene demasiada curvatura (muy convexo).De este modo, la imagen se forma por delante de la retina y para ver nítidamente, el sujetodebe acercar los objetos. Así, corre la imagen hasta que cae en la retina. Por lo tanto, estossujetos son cortos de vista, ven mal de lejos y bien de cerca. El defecto se corrige con lentes bicóncavos o divergentes, que separan los rayos luminosos de tal manera que éstosconvergen más atrás, cayendo sobre la retina.

Astigmatismo

El defecto es una desigualdad en la curvatura de la córnea y/o del cristalino, por lo cual parte del objeto es enfocado en la retina, mientras que otros segmentos de la imagen se

forman por atrás o delante de ésta. Se corrige con lentes cilíndricos. Éstos son cristalesespeciales pulidos de tal forma que tienen diferentes curvaturas en sus distintas partes, quecorresponden con el defecto ocular.



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AAE

7. F isiología de la visión

Después de atravesar los medios transparentes, la luz incide sobre la retina. Aquí debeatravesar 10 capas de neuronas, hasta llegar a los receptores fotosensibles que se ubicancasi al llegar a la coroides. Hay dos tipos de receptores:

Bastones

Son células de forma alargada, y tienen que ver con la visión nocturna o crepuscular.Requieren de bajas intensidades de luz para ser estimulados. Proporcionan una visión en penumbras, en blanco y negro.

No permiten una buena discriminación de los detalles. Son muy poco abundantes en la zonacentral de la retina, pero su número aumenta notablemente hacia la periferia. Los bastones poseen un pigmento llamado rodopsina o púrpu ra visua l, que se descompone en opsina oescotopsina, una proteína, y retineno o retinal, un derivado de la vitamina A, en presencia

de luz. Esta reacción química es la que origina los impulsos nerviosos que viajan al cerebroa través del nervio óptico. La rodopsina que se emplea en este proceso es recuperada pormecanismos enzimáticos que la resintetizan constantemente.

Conos

Son el segundo tipo de receptores que existe en la retina. Tienen que ver con la visión dedía, en colores, nítida y con percepción de detalles. Son estimulados en presencia de luz dealta intensidad. Aunque no se conoce mucho del proceso químico que conlleva este tipo devisión, se ha postulado que los conos poseerían un pigmento llamado iodopsina o violetavisual .

Existen tres clases de conos, para los tres colores básicos: rojo, azul, verde. Los demáscolores se obtienen mediante la estimulación simultánea, a diferentes intensidades, de estostipos básicos de conos.

Los conos son mucho más abundantes en el área central de la retina, donde forman lamancha amarilla. En el centro de ella, hay una pequeña depresión llamada fóvea, que es ellugar donde hay mayor agudeza visual y percepción de colores.

Un poco más adentro y abajo, se encuentra el punto por donde penetra el nervio óptico alojo. En esta zona no existen receptores, sino sólo axones, por lo que se la ha llamado

papil a o punto ciego. Éste se puede poner de manifiesto a través de la siguiente actividad:cierra o tapa tu ojo izquierdo, con tu ojo derecho centra la mirada en la cruz sin mover lacabeza y sin mover tu ojo derecho. Puede ser que inmediatamente notes que dejas deobservar el círculo negro. Si no es así puedes mover lentamente tu cabeza hacia atrás oadelante hasta que desaparezca el círculo.



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AAF

8. V ía visua l

Como se sabe, la retina es una capa nerviosa que genera impulsos nerviosos. Es aquí dondecomienza la vía óptica.

Conos y bastones contactan con las neuronas bipolares de la retina, los que tienen dos prolongaciones. La primera conecta con los fotorreceptores y la otra, con la segundaneurona de la vía o cé lula ganglionar , que también se encuentra en la retina. Desde aquílas prolongaciones de todas las células ganglionares se unirán para formar el nervio óptico.

El nervio óptico sale por la parte posterior de la órbita, y sus fibras confluyen en elentrecruzamiento quiasma óptico. Aquí las fibras internas o nasales se entrecruzan,mientras que las externas o temporales siguen su trayecto periférico.

De la parte posterior del quiasma, emergen las cintillas ópticas (cuyas fibras ya han sufridoel entrecruzamiento) que terminan en el cuerpo geniculado lateral del tálamo. Éste, a su

vez, envía prolongaciones, llamadas radiaciones ópticas, hacia la corteza del lóbulooccipital o área visual.

9. C ampo visua l

Es toda el área visual que pueden abarcar nuestros globos oculares en la mirada fija alfrente. Por el hecho de que en la retina la imagen se forma invertida, la parte más externa (otemporal) de ella nos permite ver la parte más interna del campo visual, mientras que la parte más interna (o nasal) es responsable de la visión de la parte más externa del campovisual.

En la vía visual se puede definir en cada globo ocular una retina nasal (hacia la parte mediaen relación a la cavidad nasal) y una retina temporal (hacia fuera en relación al huesotemporal). Los campos visuales, que corresponden a la región externa que podemosvisualizar, también se pueden dividir en regiones nasales y temporales. Lo importante escomprender que por la forma esférica del globo ocular, la recepción del campo visual escontraria. Es decir, la retina nasal del ojo izquierdo capta el campo visual temporal del ojoizquierdo y la retina temporal del ojo izquierdo capta el campo visual del ojo izquierdo,como lo muestra la imagen superior. Lo mismo es válido para el ojo derecho.

En la siguiente animación, verás las consecuencias que puede tener el corte en distintos puntos de la vía visual.



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AAG



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AAH

Capitulo XIII . Población Y Comunidad

1. N iveles de organización de los seres vivos

Poblaciones

Nivel de poblaciones

Una población es un grupo de organismos de la misma especie que se cruzan entre sí yhabitan en un área geográfica particular en un tiempo determinado. El conocimiento de ladinámica de las poblaciones es esencial para los estudios de las diversas interacciones entrelos grupos de organismos y tiene, además, una gran importancia práctica. Por ejemplo, laidentificación de las especies en peligro de extinción y de los tipos de intervención que pueden evitar su extinción también dependen del conocimiento de la dinámica de poblaciones.

Todas las poblaciones tienen algunas propiedades de grupo, como consecuencia de lainteracción entre las especies.

Propiedades de las poblaciones

Densidad

Corresponde al número de individuos de la misma especie que habitan en una unidad desuperficie o de volumen. Ejemplo: 65 ovejas / Km2. Esta propiedad permite tener un parámetro sobre el tamaño de la población y su relación con el espacio.

Tasa de natalidad

Porcentaje de nuevos individuos que se incorporan a la población.

Tasa de mortalidad

Porcentaje de individuos que mueren en una población.



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AAI

Migraciones

Movimientos de individuos dentro de la población. La inmigración corresponde a la entradade nuevos individuos a la población y la emigración es la salida de individuos. Estacaracterística confiere a la población la propiedad de dispersión.

Todas estas características están en continua relación influyendo principalmente sobre ladensidad de la población. En general, la natalidad y las inmigraciones favorecen el aumentode la densidad y a su vez, las emigraciones y la mortalidad contribuyen a la disminución dedicha densidad. Conviene rescatar que las migraciones son factores que rara vez influyen engran medida sobre la densidad, pero no ocurre lo mismo con la natalidad y mortalidad que pueden ser los factores más importantes.

Patrones de crec imiento poblacional

El crecimiento poblacional es el cambio en el número de individuos que tiene una

población a través del tiempo. Por lo tanto, este factor depende directamente de la densidad por unidad de tiempo.

La tasa de crecimiento poblacional es el incremento del número de individuos en unaunidad dada de tiempo por cada individuo presente. Si el valor es positivo, indica que elcrecimiento es favorable, si es negativo decrecerá y si adquiere un valor 0 hay equilibrio por lo tanto el tamaño de la población se mantiene.

El modelo más simple de crecimiento de una población cuyo número de individuos seincrementa a una tasa constante, se conoce como C rec imiento exponencia l.

El crecimiento exponencial comienza lentamente, pero luego se incrementa bruscamente,cuando el número de individuos reproductores se incrementa en cada generación. Elcrecimiento prosigue hasta que la resistencia ambiental llegue a su límite (por ejemplo laescasez de alimento, de espacio, de oxígeno, etc.) produciendo una disminución brusca delnúmero de individuos y una baja en la densidad. El crecimiento exponencial se restablececuando las condiciones lo permitan. Habitualmente siguen un patrón estacionario.



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ABJ

Los microorganismos que se cultivan en el laboratorio, donde los recursos se renuevanconstantemente, son los que se aproximan a la curva de crecimiento exponencial.

Dentro de los factores que influyen sobre el crecimiento, los más esenciales para analizarson: el potencial biótico y la resistencia ambiental. El primero se define como la

capacidad innata de un grupo para aumentar, con un máximo nivel de reproducción; si lascondiciones ambientales son óptimas.

E jemplo: en la mosca doméstica se suceden hasta 20 generaciones por estación, de maneraque el promedio de duración de cada generación es de alrededor de 2 semanas. Si partimosde una pareja de moscas al inicio de la estación con 600 huevos fecundados (una hembra pone hasta 1200 huevos), de los cuales saldrán 300 machos y 300 hembras. Si suponemosque toda la prole logra sobrevivir, al final de la temporada habría teóricamente 191 trillonesde individuos, ocupando un espacio superior a 2 kilómetros cúbicos.

La resistencia ambiental se entiende como las condiciones que impone el ambiente parainhibir o regular el crecimiento de la población. Estas condiciones se distinguen en:

a. Edades desfavorables de los individuos b. Proporción inadecuada de sexosc. Baja densidadd. Nivel de Mortalidad

Para muchas poblaciones, el número de individuos no está determinado por el potencialreproductivo, sino por el ambiente. Un determinado ambiente puede soportar sólo unnúmero limitado de individuos de una población determinada bajo cualquier circunstancia.

El tamaño de la población que oscila alrededor de este número, se conoce como capacidadde carga del ambiente.

La capacidad de carga se define como el número promedio de individuos de la poblaciónque el ambiente puede sostener en un conjunto determinado de condiciones. Para lasespecies animales, la capacidad de carga puede estar determinada por la disponibilidad dealimento o por el acceso a los sitios de refugio. Para las plantas, el factor determinante puede ser el acceso a la luz solar o la disponibilidad de agua.



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ABA

Las poblaciones, luego de un crecimiento exponencial, tienden a estabilizarse al tamañomáximo (o debajo) que puede sostener el ambiente (capacidad de carga). El índice decrecimiento se reduce poco a poco hasta alcanzar un estado de equilibrio a largo plazo. Eneste equilibrio, el índice de nacimientos se aproxima con el índice de mortalidad y seestabiliza el tamaño de la población. Este tipo de crecimiento, representado en forma de una

curva en S o sigmoide, se denomina crec imiento logí stico.

En este tipo de crecimiento, se observa una primera fase de crecimiento exponencial, hastaalcanzar una estabilidad producto de la autorregulación de la población. En la curva se pueden establecer fases:

Fase 1 :Aceleración positiva. Crecimiento lento.

Fase 2 :Crecimiento logarítmico, hasta el límite que imponga la resistencia ambiental.

Fase 3 :Aceleración negativa, en la que el crecimiento se mantiene en aumento, pero lentamente.

Fase 4 y 5 :Equilibrio. El crecimiento se mantiene constante debido a la capacidad de carga o soporteque es la máxima densidad sostenible.

Distribución de las poblaciones

Es la forma en que los individuos están dispersos dentro del área habitada por la población.

La descripción de la distribución espacial suministra información adicional sobre la población. El patrón de disposición de los organismos dentro del espacio bidimensional otridimensional.

En general, se distinguen tres tipos o patrones de distribución:

- Azar, en el cual el esparcimiento entre los individuos es irregular y la presencia de unindividuo no afecta de manera directa la ubicación de otros.

- Agrupado, en el cual los individuos se encuentran agrupados en manchones, por lo que la presencia de un individuo aumenta la probabilidad de encontrar a otro.

- Regular, en el cual los individuos están espaciados uniformemente dentro del área, y la presencia de un individuo disminuye la probabilidad de encontrar a otro en la vecindad.



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ABB

Los patrones de distribución espacial con frecuencia dependen de la distribución yfluctuación de los recursos esenciales; por ejemplo, si el agua está disponible enmanchones, los integrantes de una población vegetal determinada pueden encontrarseagrupados en las cercanías de estos manchones.

Los patrones de distribución espacial no son necesariamente fijos y pueden tener unavariación estacional o en diferentes etapas del ciclo vital. Por ejemplo, muchas especies deaves muestran un patrón de disposición regular durante la estación reproductiva, cuando elcomportamiento territorial se encuentra en su punto máximo, pero exhiben una distribuciónagrupada durante el resto del año.

Regulación del tamaño de la población

generalmente alcanzan un estado de equilibrio ha sido objeto de severas críticas por partede ecólogos contemporáneos.

Aunque es difícil comprender por qué ocurren fluctuaciones en el tamaño de las poblaciones, es de suma importancia, tener este conocimiento, debido a que lasfluctuaciones de las poblaciones de una especie pueden tener efectos profundos para bien o para mal, sobre otras especies, incluida la especie humana. Se cree que en estas

fluctuaciones intervienen diversos factores.

Factores limitantes

Las diferentes poblaciones presentan factores limitantes específicos. De importancia críticaes la gama de tolerancia que muestran los organismos hacia factores como la luz, latemperatura, la salinidad, el agua disponible, el espacio para la nidificación y la escasez o elexceso de nutrientes necesarios. Si cualquier requerimiento esencial es escaso, o cualquiercaracterística del ambiente es demasiado extrema, no es posible que la población crezca,aunque todas las otras necesidades estén satisfechas. Por ejemplo: cuando el fósforo es elfactor limitante para el crecimiento de las algas de agua dulce en un lago o un río de

corriente lenta, la descarga de detergentes con fosfato en el agua producirán un grancrecimiento de las algas. Este período de crecimiento rápido continúa hasta que se agote elsuministro de otro elemento esencial. Luego las algas comienzan a morir, proliferan las bacterias descomponedoras, las cuales agotan el oxígeno debido a sus procesosmetabólicos, convirtiéndose el oxígeno en un factor limitante. Finalmente, la concentraciónde oxígeno cae por debajo de los niveles de tolerancia de los peces y otros organismos yestos comienzan a morir. Si el proceso no se interrumpe, sólo las bacterias anaeróbicas yotros microorganismos, podrán sobrevivir en este ambiente.



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ABC

Factores independ ientes y dependientes de la densidad

- Los factores independ ientes de la densidad: eliminan a los individuos o reducen losíndices de reproducción sin considerar la densidad de la población. Es probable que elfactor más importante sea el clima o eventos relacionados con las condicionesmeteorológicas. Por ejemplo, el tamaño de muchas poblaciones de insectos y de plantasanuales están limitados por el número de individuos que pueden reproducirse antes de la primera helada fuerte. Por lo general, dichas poblaciones no llegan a la capacidad de carga,debido a que intervienen primero los factores independientes de la densidad. El clima es engran parte responsable de los ciclos de abundancia y escasez de las poblaciones. Los plaguicidas y los contaminantes pueden causar reducciones drásticas en las poblacionesnaturales, como la destrucción del hábitat causada por la construcción de caminos, zonas de

cultivo o desarrollos habitacionales.

- Los factores depend ientes de la densidad: son aquellos que provocan cambios en la tasade natalidad o en la tasa de mortalidad a medida que cambia la densidad de una población.A medida que la población aumenta, puede agotar sus reservas de alimento, lo que lleva aun incremento de la competencia entre los integrantes de la población. Esto finalmenteconduce a una tasa de mortalidad más alta o a una tasa de natalidad más baja. Los predadores, por lo tanto, pueden ser atraídos hacía áreas en las cuales la densidad de las presas sea elevada y sí capturar una proporción mayor de individuos de la población. Delmismo modo, las enfermedades pueden difundirse con más facilidad cuando la densidad dela población es más alta.

Estrategias de vida

Este concepto se refiere a un conjunto de rasgos coadaptados que afectan a la supervivenciay la reproducción de una población.



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ABD

La propuesta más usada y difundida ha sido la de R. Mac Arthur y E.O Wilson quienesclasificaron las estrategias en «R» y «K», diferenciándolas básicamente por las siguientescaracterísticas:

Estrategia R Estrategia K

Muchas crías Pocas críasMaduración rápida Maduración lentaReproducción, 1 sola vez Reproducción en muchas ocasionesPoco o ningún cuidado parental Cuidado parental intensoEj. Bacteria, flores Ej. rboles, mamíferos del desierto.

Sin embargo, esta propuesta se ha considerado una excesiva simplificación, debido a quemuchas especies tienen claramente características de estrategia R así como de K . Porejemplo, algunas especies de estrellas de mar tienen vidas largas (una característica tipo K)y producen muchos huevos (característica tipo R).

2. Las comunidades

Como todos los seres vivos requieren de otros seres vivos iguales a ellos o de otrasespecies, surge la Comunidad o Biocenosis que corresponde al conjunto de poblaciones,animales y vegetales que se relacionan entre sí en un lugar determinado.

Microcomunidad

Es una asociación poblacional pequeña que presenta las siguientes características:

- Ocupan un espacio ambiental pequeño.

- Su existencia es breve, ya que es afectada por los cambios ambientales.

- Requiere de la ayuda de comunidades vecinas, para satisfacer las necesidadesenergéticas y completar las cadenas alimenticias.

Como ejemplo de una micro comunidad podemos citar: Un tronco podrido, uncharco de agua, etc.

Una comunidad puede ocupar espacios muy pequeños y otros muy grandes (medioacuático). El área natural que ocupa una comunidad, con todos sus factores físicos sedenomina Biotopo. Las especies que comparten el biotopo, es decir que constituyen lacomunidad, están poco emparentadas entre ellas, así se evita la competencia. Si tuvieran losmismos gustos alimenticios competirían por los mismos recursos.

En toda biocenosis existe una estructura y una dinámica:



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ABE

Estructura de una comunidad biológica.

Está determinada por la clase, número y distribución de los individuos que forman las poblaciones. En la estructura de una comunidad biológica se distinguen tres aspectosfundamentales: composición, estratificación y límites:

Composición de las Comunidades

Dentro de ésta se debe tomar en cuenta las siguientes características:

Abundancia :Es el número de individuos que presenta una comunidad por unidad de superficie o devolumen (densidad de la población).

Diversidad:Se refiere a la variedad de especies que constituyen una comunidad.

Tanto la abundancia como la diversidad es pequeña en aquellas zonas de climas extremoscomo desiertos, fondos de océanos etc.

Dominancia :Se refiere a la especie que sobresale en una comunidad, ya sea por el número deorganismos, el tamaño, su capacidad defensiva, etc. La comunidad, por lo general, lleva elnombre de la especie que domina, por ejemplo, un pinar, comunidad de espinos, banco deostras, etc.

Dentro de la comunidad hay dos conceptos que se deben precisar, Hábitat y Nicho

ecológico.

Hábitat

Es un lugar que ocupa la especie dentro del espacio físico de la comunidad.

Nicho Ecológico

Corresponde al papel u ocupación que desempeña la especie dentro de la comunidad; si esun productor, un herbívoro o bien un carnívoro. Una definición operativa de nicho es, enrealidad, más compleja e incluye muchos más factores que el modo de vida de un

organismo. Es de hecho, el ambiente total y también el modo de vida de todos losmiembros de una especie determinada en la población.

Estratificación de la Biocenosis

Las comunidades se pueden encontrar en estratos o capas horizontales o bien verticales. Deigual manera existen comunidades monoestratificadas, en donde su estratificación verticales muy pequeña y sólo se permite distinguir un estrato, tal es el caso de las zona rocosas o



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ABF

desérticas cuyos animales y plantas (representadas especialmente por líquenes) forman unacapa al mismo nivel. Como ejemplo de una estratificación vertical podemos observar un bosque en el cual se encuentra el estrato subterráneo, suelo, un estrato herbáceo, arbustivo yarbóreo.

Límites de la Biocenosis

En ocasiones es difícil establecer con claridad los límites de una comunidad. Esto resultasencillo hacerlo en comunidades que ocupan biotopos muy concretos y delimitados, comoocurre en una pequeña charca o bien en una isla. Cuando se trata de individualizar biocenosis establecidas en biotopos como el océano resulta difícil delimitarlas pues unascon otras se interfieren. En tales casos existen zonas de transición que pueden serintermedias y que se conocen con el nombre de ECOTONO. La frontera entre un bosque yuna pradera, o bien la orilla de un río son ejemplos de ecotonos.

Los ecotonos son zonas de tensión entre dos comunidades debido a la competencia que se

establece entre los individuos de ambas para lograr penetrar en el biotopo de su contraria.

La zona del ecotono presenta condiciones climáticas y otras características físicas distintas, pero generalmente intermedias entre las propias del los biotopos limítrofes.

Dinámica de una comunidad biológica

Dos son los cambios que se presentan en ella mientras se está construyendo, y una vezformada nunca llegará a un estado de perfecto equilibrio aún en la fase que se puedeconsiderar de estabilización se presentan fluctuaciones recíprocas entre las poblaciones quelas constituyen y finalmente las interacciones que se desarrollan entre las poblaciones que

las forman.

Dentro de la dinámica podemos encontrar tres puntos fundamentales: las interacciones quese desarrollan entre las poblaciones, las sucesiones ecológicas y las fluctuaciones.

3. I nteracc iones entre las poblaciones de la biocenosis

Los seres vivos que forman la biocenosis, interactúan entre sí pudiendo dañarse, beneficiarse o no tener efectos.

Las relaciones intraespecíficas son aquéllas que se establecen entre individuos de una

misma población. Las relaciones interespecíficas se desarrollan entre miembros de poblaciones diferentes.

Competencia

La competencia se caracteriza porque se establece una rivalidad entre individuos de lamisma especie (competencia intraespecífica) o de especies diferentes (competenciainterespecífica) para conquistar un recurso; que esta en cantidad limitada. Como resultado



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ABG

de la competencia, el éxito biológico o reproductivo de los individuos que interactúan puede verse reducido. Entre los muchos recursos por los cuales los organismos puedencompetir se encuentra el alimento, el agua, la luz, el espacio vital, etc. La intensidad de lacompetencia depende de lo similares que sean los requisitos de las dos especies. Porejemplo las plantas a menudo compiten con otras plantas por la luz solar y el agua.

En la competencia interespecífica, ambas especies resultan perjudicadas en el sentido quese limita el acceso a los recursos.

El principio de exclusión competitiva, formulado por Gause, establece que si dos especiesestán compitiendo por el mismo recurso escaso o limitado, una u otra finalmente seráneliminadas en situaciones en las cuales aparezcan juntas.

Los análisis de situaciones en las que coexisten especies similares han demostrado que losrecursos a menudo están subdivididos, o son distribuidos, por las especies coexistentes.

El solapamiento de nichos describe la situación en la cual los miembros de más de unaespecie utilizan el mismo recurso escaso. En las comunidades en las cuales ocurresolapamiento de nichos, la selección natural puede dar por resultado un aumento de lasdiferencias entre las especies que compiten. Fenómeno que se conoce como desplazamientode caracteres.



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ABH

Predación

Los miembros de una población atacan, capturan y matan a organismos de otra especie(presa), con el objeto de alimentarse. Sólo el depredador se ve favorecido en la relación.Este tipo de relación tiene una fuerte influencia sobre la evolución de las poblaciones, tanto

de predadores como de presas, dado que las presiones selectivas favorecen una eficienciacreciente en la alimentación por parte de los predadores y mecanismos mejorados paraevitarlos de parte de las presas, como por ejemplo, el camuflaje, el mimetismo, las señalesde alerta entre otras.

Las interacciones predador-presa también influyen sobre la dinámica de la población y pueden aumentar la diversidad de las especies reduciendo la competencia entre las presas.El tamaño de una población de predadores con frecuencia está limitado por ladisponibilidad de presas. A su vez el tamaño de la población de presas depende de lacantidad de depredadores.

Simbios

is

Este concepto («vivir juntos») involucra a un conjunto de estrechas asociaciones que seestablecen entre las poblaciones involucradas. Las relaciones simbióticas prolongadas pueden dar por resultado cambios evolutivos profundos en los organismos que intervienen.Se le asocia tradicionalmente al mutualismo.



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ABI

Algunos ejemplos son:

Mutualismo

Es una relación en donde, las especies participantes obtienen beneficio mutuo de la relación

y no pueden vivir separadamente, pues mueren. Es una relación obligada. Ej.: plantas y bacterias fijadoras de nitrógeno (Rhizobium sp), la relaciones entre las plantas y sus polinizadores, etc.

Comensal ismo

En esta relación se beneficia sólo una especie, mientras que la otra no se beneficia ni sedaña. Por ejemplo: la relación entre el tiburón y el pez rémora.

Parasit ismo

Relación en la cual uno de los individuos (parásito) se beneficia al alimentarse a expensas

de otro (huésped), que se perjudica por la presencia del otro.

El parasitismo se puede considerar una forma especial de predación, en la que el predadores considerablemente más pequeño que la presa. Como ocurre con las formas más obviasde predación, es más probable que las enfermedades parasitarias eliminen a los más jóvenes, discapacitados y a los más viejos, haciéndolos más susceptibles a otrosdepredadores, o a los efectos del clima o a la escasez de alimento.



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ACJ

Ejemplo de enfermedades parasitarias en el ser humano. Pediculosis, Oxiurasis, LombrizSolitaria.

Amensal ismo

Relación en la cual, uno de los asociados resulta perjudicado por otro que no manifiesta uncambio aparente. Ej.: Hongo Penicillium productor de penicilina (un antibiótico que inhibeel crecimiento de bacterias) y las bacterias. En esta relación los hongos no se afectan ni se benefician, en cambio las bacterias son seriamente afectadas.

Protocooperación

En esta relación ambas especies resultan favorecidas, sin embargo no existe unadependencia mutua. Ej.: Algunas aves acostumbran posarse sobre la piel de los rinocerontes para alimentarse de los parásitos que allí viven.



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ACA

Capitulo XIV . Influencia Humana En El E cosistema

1. Equilibrio ecológico

En una determinada comunidad cada especie tiene su propio nicho ecológico, lo que hace

que las poblaciones que constituyen el ecosistema tiendan a permanecer en equilibrio.Manteniéndose así relativamente constante la relación numérica entre las especies queforman las diferentes poblaciones. Todo esto contribuye a que se resuelvansatisfactoriamente las necesidades de alimentación y espacio vital que requiere cadaindividuo.

No obstante lo anterior, estos equilibrios naturales pueden ser alterados por perturbacionesque no siempre son muy profundas.

Por ejemplo, si un año resulta más húmedo que lo habitual en una región árida, se estimulael desarrollo de la vegetación, trayendo como consecuencia el aumento de la población de

roedores que, provocará un aumento de la población de aves de rapiña. Si al año siguientela pluviosidad es normal, los autótrofos disminuyen, esto ocasiona una merma en la población de roedores por falta de alimentos, lo mismo ocurre con los consumidoressecundarios.

El ejemplo anterior demuestra que el equilibrio ecológico es absolutamente dinámico, yaque está oscilando continuamente dentro de ciertos límites.

Biomas

Cuando un complejo de fases seriales y la gran comunidad biótica persisten por bastante

tiempo y llegan a tener carácter geológico, pasan a denominarse bioma. Es así como un bioma va a reunir ecosistemas similares que, por lo general, abarcan extensas zonas.

Los biomas están determinados por una serie de condiciones climáticas como temperatura,radiación, vientos, pluviosidad y humedad ambiental.

En Chile por ejemplo, dadas las condiciones climáticas tan variadas, los ecólogos destacanla existencia de por lo menos 6 biomas principales.

Bioma de desierto

Está localizada entre la primera y segunda región y corresponde al desierto propiamente tal.Se caracteriza por una escasa pluviosidad y temperaturas bastante extremas entre el día y lanoche; terrenos áridos que carecen de una vegetación desarrollada. Sólo algunas plantasxerófitas como por ejemplo el tamarugo y algunas cactáceas. Los animales que viven allí,como algunos reptiles e insectos, presentan características adaptativas, tales como cubiertasimpermeables.



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ACB

Bioma de matorral

Cubre la tercera y cuarta región. La pluviosidad es baja, sin embargo permite el desarrollode una variada vegetación (espinos, guayacán, algarrobo, etc.). La fauna está representada por los insectos, roedores, reptiles, aves y algunos mamíferos mayores.

Bioma de sabana

Se extiende desde parte de la cuarta región hasta la octava.

En estas regiones el clima es templado con lluvias abundantes en invierno pero con un período muy seco en verano. Esto permite el crecimiento de árboles separados entre sí porabundantes hierbas altas. La fauna es muy numerosa, representada por insectos, roedores,anfibios, reptiles, mamíferos herbívoros y carnívoros, aves de rapiña, etc.

Bioma de Selva

Ocupa la zona comprendida entre la octava región y el Cabo de Hornos.

Las lluvias son muy abundantes, lo que contribuye al desarrollo de una vegetaciónexuberante que, en algunas zonas es impenetrable. Con alta diversidad de árboles, arbustos,helechos y hierbas. Esta vegetación se conoce con el nombre de Selva Valdiviana. Entrelas especies vegetales abundantes nos encontramos con el Laurel, Mañío, Ciruelillo,Avellano y Coigüe. La fauna asociada a esta vegetación es muy rica y abundante,encontrándonos con diferentes especies de mamíferos, entre ellos algunos marsupiales

Bioma de estepa

Se localiza de Puerto Natales a Punta Arenas y parte de Tierra del Fuego. Se caracteriza porun clima frío, pocas precipitaciones y mucho viento, lo que permite el desarrollo dearbustos bajos y gramíneas (pastizales).

La fauna no es muy abundante y está representada por algunos roedores (vizcacha),insectos, aves, mamíferos herbívoros (por ejemplo el Guanaco) y carnívoros, etc.

Bioma de cordillera

Este bioma designa a un conjunto diverso de comunidades de altura, cuyas característicasdependen de las condiciones climáticas y topográficas de las cadenas montañosas a lo largodel país. Encontramos, por ejemplo, en el Norte grande, la cordillera de los Andes oAltiplano, abundante en vegetación tipo estepa, caracterizada por la presencia de gramíneasen champa (coirón), y de otra vegetación baja la Llareta-. En el caso de la cordillera de laCosta, un ejemplo lo constituye la Cordillera de Nahuelbuta (ubicada entre las regionesVIII y IX), donde está preservada una conífera muy importante para Chile, como lo es la



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ACC

Araucaria araucana o Pehuén, la cual se presenta asociada a Lengas, Ñirres y otras especiesarbóreas.

La fauna es diversa y, dependiendo del lugar, hallamos mamíferos como vicuñas, llamas,alpacas, pumas y zorros. También abundan diversas especies de aves, reptiles, anfibios,

insectos y otros invertebrados.

2. Influencia del hombre en el ecosistema

El hombre, al igual que cualquier especie, tiene un nicho ecológico en la comunidad deseres vivos.

Es un consumidor de todos los órdenes, así como también puede ser consumido por algúndepredador. Sus restos, al morir, sirven de alimento a los microorganismos. Sin embargo, el

hombre además, tiene otra función ecológica derivada de su capacidad de razonar, permitiéndole actuar en forma voluntaria sobre los recursos que el medio le ofrece(recursos naturales).

Recursos naturales

Los recursos naturales incluyen todos aquellos componentes que son útiles al hombre:agua, suelo, flora, fauna, sustancias orgánicas e inorgánica. En la medida que el hombreutilice racionalmente estos recursos, constituirán una fuente de bienestar para el mundo ysus habitantes.

Los r ecursos naturales pueden clasif icarse en dos grupos: renovables y no renovables.

Recursos naturales r enovables

Son todos aquellos cuya utilización no implica necesariamente su agotamiento, ya quetienen la facultad de conservar su capacidad productiva, siempre y cuando sean utilizadosracionalmente. Tal es el caso del agua, suelo, bosques, praderas y vida silvestre.

La Flora

Los vegetales son muy útiles para el ser humano, no sólo para la alimentación, sino para

múltiples usos. Una de las formas que el ser humano, ha aprovechado este recurso, es en laselvicultura, la cual tiene por finalidad mantener los bosques para una continua producciónde bienes y servicios, como por ejemplo, madera para la fabricación de muebles o para la producción de celulosa (entre otros usos).

Otros beneficios que nos puede entregar el bosque son: mantiene los suelos, contribuyendoa evitar la erosión, mantiene la calidad del aire, regula la disponibilidad de agua, representaun hábitat para la fauna silvestre, etc.



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ACD

La Fauna

La fauna al igual que la flora, representan mucho más que recursos para nuestrasnecesidades alimenticias o de abrigo.

Fauna útil para la agricultura son especies enemigas naturales de otras especies que representan plagas o producen dañosen los cultivos. Ejemplo de esta fauna son las aves rapaces como la lechuza, algunosmamíferos carnívoros como el Zorro Culpeo y variados tipos de insectos.

También, se consideran a los polarizadores, como fauna útil para la agricultura, como porejemplo las aves, las abejas y las avispas.

Fauna de explotación artesanal. Son todos aquellos animales cuyo manejo está a cargo de pequeños grupos de personas y que requieren menor inversión en equipos. La utilizacióndel recurso es para comercio menor, alimentación o abrigo. Por ejemplo, aves productoras

de huevos y carne, mamíferos productores de carne, lana y cueros, etc.

Fauna de explotación industrial. Este tipo de fauna está representada por los recursoshidrobiológicos, explotados en grandes cantidades para fines comerciales, como porejemplo, peces para harina de pescado y conserva, moluscos y crustáceos para exportaciónentre otros.

Recursos naturales no r enovables

Comprenden a las materias inorgánicas, razón por la cual carecen de capacidadreproductiva. De tal ma¬ne¬ra que una explotación intensa trae necesariamente su

exterminio, con las consiguientes consecuencias para el país y sus habitantes. Por lo tanto lautilización de estos recursos debe ser más racional para no agotarlo en un tiempo breve.

Los recursos no renovables pueden ser metálicos como por ejemplo, el cobre, hierro, zinc, plomo, oro, etc. y no metálicos como el salitre, el azufre, el cuarzo y el yeso. Otra variedadde minerales no metálicos utilizados para la obtención de energía son los denominadoscombustibles fósiles como el carbón y petróleo.



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ACE

El suelo también puede caer en la categoría de recursos no renovables, ya que surenovación es lenta, difícil y es un recurso irreemplazable. Puesto que toda la vida vegetal ya su vez la animal se sustenta en él.

Se han realizado estimaciones, que indican que la capa de humus se forma en un promedio

de 2,5 centímetros de espesor por cada 500 años.

Sin perjuicio de lo anterior conviene señalar que el principal recurso natural que existe en elMundo corresponde a la energía solar, de la cual sólo se utiliza un porcentaje muyreducido.

3. Impacto del ser humano sobre los r ecursos r enovables

La extinción de las especies es un fenómeno natural que se ha dado continuamente en elcurso de la evolución, pero la intervención humana, modificando y contaminando el hábitatnatural, ha acelerado este proceso.

Impacto sobre el agua

El agua es imprescindible para la vida, sin embargo, está siendo constantementecontaminada.

Por ejemplo en el océano abierto. Los barcos que surcan los mares tiran por la bordamillones de contenedores de plástico diariamente; tiras de plástico que sostienen a latas de bebidas o cerveza, material de empaque entre otros, son arrastrados por el agua y por el airedesde la tierra hacia los océanos, lugar donde se acumulan. El plástico es consumido porinocentes tortugas, gaviotas, delfines, focas y ballenas, las cuales frecuentemente mueren

después de consumirlas.

También ha servido como terreno para tirar desperdicios nucleares. Además debemosconsiderar la contaminación causada por el petróleo, a través de: derrames de barcos petroleros, escurrimientos por manejos inadecuados en la tierra, filtraciones de pozos petroleros costeros y filtraciones naturales.

Por último, la creciente demanda de peces para alimentar a una población humana encrecimiento, junto de tecnologías de pesca más eficientes, ha resultado en la disminución deimportantes grupos de peces.



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ACF

Las tierras húmedas (pantanos, manglares) y las fuentes de agua dulce, como ríos, lagos ylagunas, han sido utilizadas en forma indiscriminada, especialmente para el consumohumano o para la actividad agropecuaria e industrial.

El uso de compuestos químicos nitrogenados y fosfatados provenientes de detergentes,

jabones y otros productos, pueden provocar un fenómeno -especialmente en aguas de pocacirculación, como bahías, estuarios cerrados o semicerrados, orillas de ríos- conocido comoeutroficación. Este fenómeno corresponde al sobreenriquecimiento de las aguas, que provoca un explosivo crecimiento de algas y otros organismos con ciclos de vida cortos. Lamuerte de estos causa un incremento de bacterias y otros descomponedores, los cualesreducen la cantidad de oxígeno, agotando este recurso para la vida acuática. Comoconsecuencia final toda la vida acuática perece.

Impacto sobre el aire

El aire limpio o sea sin contaminantes, está compuesto principalmente por nitrógeno (78%)

y por oxígeno (21%). El porcentaje restante de gases lo constituye el dióxido de carbono,argón, y otros como el vapor de agua (0,01% a 0,038%).

En forma permanente hay liberación de gases contaminantes hacia la atmósfera, los que semezclan y se distribuyen por todo el planeta, no importando su lugar de emisión. Entre las principales fuentes contaminantes están las industrias, los hogares, los automóviles, buces yotros medios de transporte, cuyas emisiones gaseosas tienden a disminuir la concentraciónde ozono (O3) de la estratosfera y a aumentar el de la troposfera (parte de la atmósfera máscercana a la Tierra), donde es un gas contaminante y principal componente del smogurbano.

Entre los principales contaminantes de la atmósfera se encuentran:

Dióxido de carbono (C O2)

Este gas, junto con otros gases, absorben la radiación infrarroja, lo que provoca un aumentoen la temperatura del planeta (efecto invernadero).



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ACG

El CO2 disminuye la formación natural del ozono (O3) en la estratosfera y aumenta suvelocidad de formación artificial en la troposfera.

Metano (C H4) y monóxido de carbono (C O)

Su origen es natural y humano. El CO disminuye la capacidad de captar oxígeno, lo cualafecta, por ejemplo, las funciones cerebrales.

Efecto invernadero

El dióxido de carbono constituye sólo una pequeña fracción de la atmósfera de la Tierra,aproximadamente 0,0035 %, pero en los últimos 100 años ha ido aumentando, principalmente como consecuencia del aumento en la combustión de combustibles fósiles.Los análisis recientes han mostrado que la destrucción de las selvas también contribuye alaumento de los niveles de CO2 en la atmósfera.

El CO2 tiene una propiedad importante por lo que su acumulación es preocupante ya queatrapa calor. Este gas actúa como el cristal en un invernadero, permitiendo que entre laenergía en forma de luz solar, pero absorbe y conserva esa energía una vez que se haconvertido en calor. Varios gases de invernadero comparten esta propiedad, incluyendo almetano, los clorofluorocarbonos y el óxido nitroso.

Muchos científicos creen que el efecto invernadero, posiblemente cause un aumento de 1,5ºa 4,5º en la temperatura global promedio para finales del siguiente siglo.

Cuando se derrita el casquete polar y los glaciares como respuesta al calentamientoatmosférico, subirá el nivel del mar, amenazando a muchas islas de escasa altitud y

ciudades costeras.

Otra consecuencia, preocupante de la tendencia de calentamiento es el cambio en ladistribución global de la temperatura y de las precipitaciones.

En la Conferencia de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente de 1992 (Eco 92) sefirmó el primer acuerdo internacional para poner en marcha, como medida precautoria, larestricción de la emisión de gases invernadero. En el año 1998 tuvo lugar la última reuniónen Buenos Aires. Sin embargo, a pesar del conocimiento mundial del efecto invernadero,los avances son lentos debido a que los principales países emisores son renuentes a imponerrestricciones que serían impopulares en sus territorios (como por ejemplo, restringir el uso

del automóvil) y además sufren presiones de particulares en contra de cambios tecnológicos sumideros de CO2 sobre todo en forma de reforestaciones masivas, aun cuando laefectividad de este método es dudoso, pues la vida media de un árbol parece que esdemasiado breve para actuar como sumidero.



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ACH

Hidrocarburos halogenados

Son compuestos orgánicos cuya estructura contiene Cloro, Flúor o Bromo, siendo

comúnmente denominados compuestos clorofluorocarbonados (CFC). Se originan sólo dela actividad humana, principalmente del uso de aerosoles y refrigerantes. Son muy establesen la troposfera y tiene una vida media muy larga. Los CFC son los responsables directosde la destrucción de la capa de ozono en la estratosfera.

E l dióxido de azufre (SO2)

Y el plomo provienen, principalmente, de los automóviles y de la actividad industrial. Susefectos dañinos posibles son a nivel del sistema circulatorio, nervioso y reproductor.

El Óxido nitroso y dióxido de azufre

Son causantes de la lluvia ácida. Estos compuestos se relacionan principalmente con el usode combustibles fósiles, como por ejemplo, el petróleo, como fuente de energía.

Cuando los óxidos de nitrógeno se combinan con el vapor de agua en la atmósfera, seconvierten en ácido nítrico y el dióxido de azufre se convierte en ácido sulfúrico. Díasdespués y a veces a miles de kilómetros de la fuente, caen lo ácidos, ya sea disueltos enlluvia o como partículas secas microscópicas. Los ácidos corroen los edificios, dañan losárboles y las cosechas y dejan a los lagos sin vida.

La lluvia ácida también puede matar a microorganismos descomponedores, con lo que seimpide el regreso de nutrientes al suelo. Las plantas, envenenadas y privadas de nutrientesse debilitan y se hacen más vulnerables a las infecciones y a los ataques de insectos.

Un ejemplo dramático, del efecto de las lluvias ácidas en los seres vivos, se presenta enHolanda, en donde las aves canoras no se están reproduciendo bien, ponen huevos concascarones delgados, en los cuales se desarrollan embriones con deformaciones en loshuesos, evidencia de la deficiencia de calcio. Los investigadores han descubierto que estas



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ACI

aves obtienen la mayor parte de su calcio de los caracoles, cuyas conchas son ricas en estemineral. Sin embargo, durante los últimos 20 años las poblaciones de caracoles handesaparecido casi por completo, como resultado de las lluvias ácidas. Por lo tanto, las avescanoras podrían ser las próximas en desaparecer.

¿Qué sucedería si se deteriora completamente la capa de ozono?

La capa de ozono se encuentra aproximadamente a 30 Km de altura en la atmósfera y sufunción es protegernos de los rayos ultravioletas provenientes del sol, evitando que éstosalcancen la superficie terrestre, por lo tanto su deterioro, traería consecuencias nefastas parala vida. La sobreexposición a los rayos ultravioletas, sin ningún tipo de protección, puedecausar mutaciones en el material genético, afectar al sistema inmune y provocar cáncer a la piel. En el caso de las plantas, disminuye su capacidad fotosintética.

Impac

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El hombre ha alterado el balance de las poblaciones naturales en ciertas áreas con laintroducción de nuevas y exóticas especies para controlar pestes y depredadores.

El hombre, sin lugar, a dudas actúa de manera determinante en el equilibrio de lanaturaleza. Sin embargo, esta acción muchas veces modifica negativamente el medio,



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ADJ

ocasionando graves alteraciones al equilibrio natural, amenazando dramáticamente su propia existencia.

Sobre la agricultura:

- Devastación de praderas y deforestación.- Sobre-explotación de recursos naturales.- Utilización de pesticidas no biodegradables (DDT).

Contaminación Ambiental:

- Eliminación inadecuada de basuras.- Eliminación de productos tóxicos por industrias, vehículos motorizados y en laactividad doméstica, provocando con ello polución atmosférica.

Conservación de los r ecursos

Para conservar los recursos renovables se requiere de un trabajo responsable en todos losniveles de la sociedad. La población, en general, debe respetar los recursos utilizándolos enforma racional y evitando contaminar el ambiente. Las empresas que explotan recursosdeben cumplir las normativas vigentes de conservación, elaborando planes de manejo queno pongan en riesgo el ambiente ni la disponibilidad de recursos, tanto en el presente comoen el futuro. El gobierno debe implementar políticas para la conservación de recursos ygarantizar su aplicación.

que consiste en proteger y manejar, estos ambientes naturales para conseguir los objetivosde protección y conservación. Comprende a todas las áreas declaradas Parques Nacionales,

Reservas Nacionales, Monumentos Nacionales, entre otros, administradas por laCorporación Nacional Forestal (CONAF), dependiente del Ministerio de Agricultura.

Estados de conservación

Según la experiencia internacional, no es posible fijar un número poblacional que límitecada categoría de conservación ni tampoco una superficie mínima de hábitat para decir que



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ADA

una especie está en peligro de extinción o no. Se debe usar el criterio y consenso de losespecialistas en flora y fauna para fijar el estado de conservación de cada especie.

Las siguientes categorías y sus definiciones, han sido tomadas del Libro Rojo de la Flora yFauna Chilena.

Extinta

Especie que no ha sido localizada en estado silvestre en los últimos 50 años. Ejemplos: elTuco-tuco (mamífero) de Isla Riesco y el Zarapito boreal (ave).

En peligro

Especie en peligro de extinción y cuya supervivencia es poco probable si los factorescausales de peligro continúan operando. Se incluyen las especies cuyas poblaciones hansido reducidas a un nivel crítico o cuyo hábitat ha sido reducido tan drásticamente que se

considera que están en inmediato peligro de extinción. También se incluyen las especiesque posiblemente ya están extinguidas, pero que han sido vistas en estado silvestre dentrode los últimos 50 años. En Chile existen 50 taxa de vertebrados, algunos de ellos son:Chinchilla chilena, el Huemul, Lobo de dos pelos de Juan Fernández, el Quirquincho de la puna, Cisne Corcoroba, Picaflor de Juan Fernández, Ranita de Darwin, Trucha Negra (pezcontinental) entre otras.

Vulnerables

Especies de las cuales se cree que pasarán en el futuro cercano a la categoría en peligro silos factores causales de la amenaza continúan operando. Se incluye especies de las cuales lamayor parte o todas las poblaciones están disminuyendo debido a la sobreexplotación,destrucción amplia del hábitat u otras alteraciones ambientales; especies con poblacionesque han sido seriamente agotadas y cuya protección definitiva no está aún asegurada y



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ADB

especies con poblaciones que son aún abundantes, pero que están bajo amenaza por acciónde factores adversos a través de su área de distribución. En Chile existen 92 taxa devertebrados terrestres, algunos ejemplos son: la Vicuña, el Pudú, la Culebra de cola larga ycorta, el Ñandú (ave), el Cisne de cuello negro, el Cóndor, la Rana chilena, y el Róbalo (pezcontinental), entre otras.

Rara

Especie cuya población mundial es pequeña, que no se encuentra actualmente En peligro,ni son vulnerables, pero que están sujetas a cierto riesgo. Estas especies se localizannormalmente en hábitat restringidos o tienen una bajísima densidad a través de unadistribución más o menos amplia. En Chile existen 53 taxa de vertebrados, por ejemplo: elMonito del Monte Chilote, Gato Montés Andino, Garza Cuca, Gaviota Andina, LagartoDragón, etc.

Amenaza indeterminada

Especies respecto de las cuales se sabe que corresponden, ya sea a la categoría En peligro,Vulnerable o Rara, pero no se sabe a ciencia cierta cuál es la más apropiada. En Chile sólohay 2 taxa y son el Chingue Real y el Ratón Chinchilla de Bennett.



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ADC

Fuera de peligro

Especie que antes estuvo incluida en una de las categorías anteriores, pero que en laactualidad se considera relativamente segura debido a la adopción de medidas efectivas deconservación o a que la amenaza que existía ha sido eliminada. En Chile existen 6 taxa de

vertebrados. Por ejemplo: el Coipo (mamífero), Lobo fino austral (mamífero)

Inadecuadamente conocid a

Especie que se supone pertenece a una de las categorías anteriores, pero respecto de lascuales no se tiene certeza a falta de información. En Chile existen 46 taxa, por ejemplo: elZorro Culpeo, el Halcón peregrino Austral, el Sapito de cuatro ojos, entre otros.

Por otra parte el Libro Rojo de la Flora Terrestre Chilena menciona varias especies en peligro de extinción inmediato: Belloto del sur, Queule, Ruil, entre otras.

Finalmente, y para terminar este capítulo, es oportuno señalar que:



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ADD

Capitulo X V . ADN Como Material Genético

1. Modelo de Watson y C rick

James Watson y Francis Crick publicaron su análisis sobre la estructura del ADN en 1953.

Construyendo modelos ceñidos a la información y experimentación, propusieron la forma dela doble hélice del ADN. Este modelo tiene las siguientes características:

1. Dos largas cadenas polinucleotídicas están enrolladas alrededor de un ejecentral, formando una doble hélice hacia la derecha (dextrogira).

2. Las dos cadenas son antiparalelas, es decir, la orientación 5' a 3' va en sentidoscontrarios.

3. Las bases de las dos cadenas yacen formando estructuras planas y perpendiculares al eje, están apiladas unas sobre las otras, separadas 0,34 nm,y se encuentran en el interior de la estructura.

4. Las bases nitrogenadas de las cadenas opuestas están apareadas como

resultado de la formación de puentes de hidrógeno. En el ADN sólo se permiten los emparejamientos A-T y G C.5.

Cada vuelta completa de la hélice tiene una longitud de 3,4 nm, de este modocada vuelta de la cadena contiene 10 pares de bases.

6. En cualquier segmento de la molécula, se observan un surco mayor y unomenor alternados a lo largo del eje.

7. La doble hélice mide 2,0 nm de diámetro.



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ADE

Nucleótidos

Los nucleótidos son las unidades mínimas de construcción de los ácidos nucleicos, tantoADN como ARN. Todo nucleótido está formado por un grupo fosfato, que es el mismo para cualquier nucleótido, tal como se observa en la siguiente figura.

Además del grupo fosfato se encuentra un azúcar del tipo pentosa. Para el ADN se trata de ladesoxirribosa; para el ARN se trata de la ribosa. La diferencia entre ambas se encuentra en la posición 2´, donde la ribosa tiene un átomo de oxígeno más. Esta pequeña diferencia haceque la ribosa en el ARN no pueda conformarse como una doble hebra.



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ADF

Las bases nitrogenadas pertenecen a dos grupos: bases púricas y bases pirimídicas.

Este ácido nucleico está constituido por sólo una cadena de ribonucleótidos. El ADN y elARN presentan diferencias.

Cri terio A DN A RN Pentosa Desoxirribosa RibosaOrganización Doble hebra Monohebra

Bases Nitrogenas A, G, C, T A, G, C, U



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ADG

Se pueden definir 3 clases de A RN

ARN mensajero (A RN m).

Este ARN contiene la información que le ha traspasado el ADN para dirigir la formación de

una proteína en particular, actuando como intermediario. El ARNm se organiza en base acodones que especifican el aminoácido que se debe incorporar a la proteína en formación.Un codón es un triplete, es decir, 3 nucleótidos.

ARN de transferencia (ARNt).

Al igual que el ARNm, participa en la síntesis de proteínas en forma complementaria, demanera que también se organiza en base a un triplete, que ahora llamamos anticodón, yque lee en forma específica los codones del ARNm.

AR N ribosomal (AR Nr).

Es el más abundante en la célula, formando parte del ribosoma, que es una asociación entreARNr y proteínas, en donde se produce la lectura del ARNm para traducirlo en una proteína específica.

2. Transmisión de la Información Génetica

Repl icación del AD N

La replicación es el proceso que permite la formación de nuevas copias de la informacióngenética a partir de una molécula patrón. En otro sentido, es la duplicación de la totalidad delos genes que posee una célula para que pasen en cantidades equitativas a las células hijas.Cada copia de ADN es idéntica a la otra en cantidad y calidad de información genética.

La replicación requiere de la separación de las 2 cadenas de la doble hélice. La separación esfundamental, debido a que cada cadena de polinucleótidos sirve de molde para la síntesis deuna nueva molécula de ADN. La replicación sigue la regla del apareamiento de bases, A conT y C con G.

La replicación del ADN es semiconservativa, es decir, se sintetiza la mitad del ADN,

mientras que la otra mitad proviene de la molécula original.

El ADN es sintetizado por enzimas denominadas ADN polimerasas, que son necesarias nosólo para la replicación del ADN, sino que también para su reparación.

La replicación en procariontes y eucariontes es bidireccional, con la diferencia de que en procariontes se tiene sólo un origen de replicación y en eucariontes existen múltiplesorígenes de replicación (lo que se justifica por el mayor tamaño del material genético



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ADH

eucariótico). Otra diferencia está en que el ADN eucariótico posee nucleosomas y éstos searman simultáneamente con la replicación del ADN.Enzimología de la repl icación

La enzima topoisomerasa se encarga de desenrollar el ADN, aliviando la tensión del

superenrollamiento. Esta acción es necesaria para que las enzimas puedan actuar sobre elADN y replicarlo.

Luego, la enzima helicasa continúa con el desenrollamiento y, además, rompe puentes dehidrógeno. La doble hebra se abre exponiendo los moldes, lo que se conoce como horquillade replicación.

Existen proteín as de unión a la cadena simple que son importantes para mantener laestabilidad de la horquilla de replicación.

Las ADN polimerasas sólo adicionan nucleótidos sobre un fragmento previo de ácidonucleico, ya sea ADN o ARN, lo que se denomina cebador o primer. La enzima responsablees primasa.

Existen dos moldes para la síntesis de ADN: una hebra es de copia continua o adelantada y laotra es discontinua o retrasada.

En la hebra de copia continua se agregan nucleótidos por la actividad de la ADN polimerasa.Esta misma enzima es capaz de corregir un error.

La hebra retrasada se sintetiza de una forma más compleja. La ADN polimerasa agreganucleótidos luego del cebador. Cuando la doble hebra se vuelve a abrir para exponer más del



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>>>;)"#$%&4"3:%:;?)&)45#"%;)&+ molde, se debe agregar un nuevo cebador y sintetizar el ADN correspondiente. Cadasegmento nuevo de ADN de la hebra retrasada se conoce como fragmento de Okasaki. Amedida que avanza la copia de la hebra retrasada, la ADN polimerasa elimina los cebadores.

Los espacios que se generan en la hebra retrasada son unidos por la A DN ligasa.

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