historia de la biologia

HISTORIA DE LA BIOLOGIA. BIOLOGIA COMO CIENCIA. DESARROLLO HISTÓRICO DE LA BIOLOGÍA: La biología es una ciencia muy antigua, puesto que el hombre siempre ha deseado saber más acerca de lo que tenemos y de todo ser vivo que nos rodea, por razones didácticas estamos dividiendo en etapas: Etapa Milenaria: En la China antigua, entre el IV y III milenio a.C y a se cultivaba el gusano productor de la seda China también ya tenían tratados de medicina naturista y de acupuntura. La antigua civilización Hindú, curaba sus pacientes basados en el pensamiento racional, en la fuerza de la mente. La cultura milenaria Egipcia, desarrollaron la agricultura basado en la mejora de la semilla y de la producción, además conocían la Anatomía humana y las técnica de embalsamamiento de cadáveres. En el III Milenio a.C los egipcios ya tenían jardines botánicos y zoológicos para el deleite de sus reyes y sus princesas. Etapa Helénica: Los pueblos de la Grecia antigua por su ubicación geográfica tenían mucha relación con el cercano y medio oriente a demás con Egipto y la Costa Mediterránea de Europa. En el siglo IV a.C Anaximandro estableció el origen común de los organismos, el agua. Alcneón de Crotona (S. VI a.C) fundó la primera Escuela de Medicina siendo su figura más relevante Hipócrates (S. V a.C), quien escribió varios tratados de Medicina y de Bioética que se hace mención con el “Juramento Hipocrático.” Anaximandro estableció el origen común de los organismos, el agua. Alcneón de Crotona (S. VI a.C) fundó la primera Escuela de Medicina siendo su figura más relevante Hipócrates (S. V a.C), quien escribió varios tratados de Medicina y de Bioética que se hace mención con el “Juramento Hipocrático.” Juro por Apolo el Médico y Esculapio por Hygeia y Panacea y por todos los dioses y diosas, poniéndolos de jueces, que éste mi juramento será cumplido hasta donde tengo poder y discernimiento. A aquel quien me enseñó este arte, le estimaré lo mismo que a mis padres; él participará de mi mantenimiento y si lo desea participará de mis bienes. Consideraré su descendencia como mis hermanos, enseñándoles este arte sin cobrarles nada, si ellos desean aprenderlo. Instruiré por concepto, por discurso y en todas las otras formas, a mis hijos, a los hijos del que me enseñó a mí y a los discípulos unidos por juramento y estipulación, de acuerdo con la ley médica, y no a otras personas. Llevaré adelante ese régimen, el cual de acuerdo con mi poder y discernimiento será en beneficio de los enfermos y les apartará del prejuicio y el terror. A nadie daré una droga mortal aun cuando me sea solicitada, ni daré consejo con este fin. De la misma manera, no daré a ninguna mujer supositorios destructores; mantendré mi vida y mi arte alejado de la culpa. No operaré a nadie por cálculos, dejando el camino a los que trabajan en esa práctica. A cualesquier cosa que entre, iré por el beneficio de los enfermos, obteniéndome de todo error voluntario y corrupción, y de la lasciva con las mujeres u hombres libres o esclavos. Guardaré silencio sobre todo aquello que en mi profesión, o fuera de ella, oiga o vea en la vida de los hombres que no deban ser públicos, manteniendo estas cosas de manera que no se pueda hablar de ellas. Ahora, si cumplo este juramento y no lo quebranto, que los frutos de la vida y el arte sean míos, que sea siempre honrado por todos los hombres y que lo contrario me ocurra si lo quebranto y soy perjuro." La investigación formal se inicia con Aristóteles (384-322 a.C.), quién estudió algunos sistemas anatómicos y clasificó a las plantas y animales que abundaban en aquellos tiempos, quién escribió su libro Historia de los Animales. Se escribieron mucho, en Alejandría, ciudad Egipcia que floreció entre los años 300 y 30 a.C., encontraron los romanos abundantes escritos de partes y estructuras anatómicas realizadas con disecciones de cadáveres, sin duda fue una investigación seria. Lamentablemente los romanos una vez establecidos en Alejandría mediante “Decretos” prohibieron toda investigación directa utilizando el cuerpo humano. Los atenienses tenían en esos tiempos las mejores escuelas, uno de sus hijos Galeno (131 – 200 d.C.) fue el primer fisiólogo experimental, sus descripciones perduraron más de 1300 años, por su puesto se le encontró muchos errores posteriormente. CLASE #7 FECHA: 6 DE DICIEMBRE DEL 2014 Etapa Moderna: Con la creación de las Universidades en España, Italia, Francia a partir del siglo XIV, los nuevos estudiantes de medicina se vieron obligados a realizar disecciones de cadáveres, se fundaron los anfiteatros en las Facultades de Medicina, de donde surgieron destacados anatomistas y fisiólogos: Leonardo de Vinci (1452–1519), Vesalio (1514–1564) Vesalio y sus dibujos Servet (1511–1553), Fallopio (1523–1562) Fabricius (1537–1619), Harvey (1578–1657).Con el invento del microscopio a principios del siglo XVII, se pudieron estudiar células y tejidos de plantas y animales, así como también los microbios, destacan: Robert Hooke (1635 - 1703), quien observó y grafico las células (1665), Malpighi (1628 – 1694), Graaf (1641 – 1673), Leeuwenhoek (1632 – 1723). Robert Hooke Marcelo Malpighi Anton Van Leeuwenhoek Así mismo destacan Swammerdan (1637 – 1680) realizó observaciones microscópicas de estructuras de animales, Grew (1641 – 1712) estudió las estructuras de las plantas. El naturalista sueco Carlos Linneo (1707 - 1778) proporcionó las técnicas de clasificación de plantas y animales, llamo el sistema binomial escrito en latín clásico. También tenemos al biólogo francés Georges Cuvier (1769 - 1832), quien se dedicó a la Taxonomía y paleontología. Kart Von Linne Georges Cuvier Después de unos 150 años de que Hooke, publicará su libro Micrographia, Bichat (1771 – 1802) llegó a la conclusión de que las células forman los tejidos y los tejidos a las estructuras macroscópicas. Hizo una lista de 21 tipos de tejidos en animales y en el hombre. Así mismo Mirbel en 1802 y Dutrochert en 1824 confirmaron que los tejidos vegetales tienen base en sus propias células. El naturalista francés Juan Bautista Lamarck (1744 - 1829), en su obra Hidrogeología (1802) y G.R Treviranus (1776 - 1837) en su obra Biologie Odre Philophie der leveden Natur (1802) introdujeron independientemente la palabra Biología. El escocés botánico Robert Broun (1773 - 1858), identificó al núcleo celular en 1831y también el movimiento browniano. El zoólogo alemán Theodor Schuwann (1810 - 1882), y el botanico alemán Mattias Schleiden (1804 - 1881) enunciaron la teoría celular. Robert Broun Theodor Schumann Matthias Schleiden El médico alemán Rudolf Virchow (1821 - 1902) publicó su libro Celular Patholog (1858), donde propuso que toda célula viene de otra célula (ovnis cellula e cellula). Descubrió la enfermedad del cáncer. En 1859 el médico naturista inglés Carlos Darwin (1809 - 1882) publicó su libro el Origen de las Especies, donde defendía la teoría de la evolución En el año 1865 el monje y naturalista austriaco Gregor Mendel (1882 - 1884) describió las leyes que rigen la herencia biológica. En 1879 el cito genético alemán Walter Fleming (1843 - 1905) identificó los cromosomas y descubrió las fases de la mitosis celular. Gregor Mendel Walter Fleming Dibujo de Walter Etapa de la Biotecnología: Actualmente a principios del siglo XXI, la Biología está desempeñando un papel fundamental en la vida moderna. Después del descubrimiento de la estructura del ADN por Watson y Crick en 1953 ha surgido la Biología molecular, Biotecnología e Ingeniería Genética. En el año 1985 se inició el Proyecto Genoma Humano con el objetivo de responder: ¿Cuáles son cada uno de los 40 mil genes de la especie humana? ¿A dónde se encuentra cada uno de los 40 mil genes? ¿Qué rol cumplen cada uno de los 40 mil genes? En el año 2000 ya se había culminado con el borrador del Proyecto. Estos días (2007) ya todo está culminado inclusive se está trabajando con el genoma de los animales. Los científicos han encontrado que el 99,99% de los genes son idénticos para todos los seres humanos, la variación de una persona y otra es de solo 0,01%. Es por esa razón para que en la prueba biológica del ADN, sea positivo cuando la relación entre los dos individuos pasa del 99,99%. El 98% de los genes del Chimpancé, por ejemplo son idénticos a los seres humanos, pero nadie duda que un mono y una persona sean diferentes. Así mismo el 30% de los genes de las ratas son idénticos a los genes humanos. No somos nada especial, compartimos numeroso material genético no sólo con el resto de los mamíferos sino con organismos, con insectos, con lombrices de tierra, pero la mayor diferencia está en el modo en que otros genes interactúan. Es lo que está trabajando el Proyecto Genoma Humano. Recientemente la aplicación de la Biología en otras ciencias ha llegado a modificar las estructuras de dichas ciencias, por ejemplo en el Perú con la aplicación de la prueba biológica (ADN) ley No. 27048, ha influido decisivamente en el Derecho Civil, y ya es tiempo que incluyan los legisladores nuevas normas en el Código Civil acerca de: • La fecundación en laboratorio o In vitro. • La inseminación artificial humana homóloga y heteróloga • La fecundación e inseminación post morten. • El alquiler de vientre uterino. • El congelamiento de espermatozoides, óvulos y embriones. • La determinación de la maternidad y de la paternidad en los casos de fecundación asistida. • La clonación humana y si el clon es descendiente o copia. • Los abortos. • Los trasplantes de órganos y donación en vida. También es necesario una revisión del Código Penal, en lo que concierne a los Delitos Ecológicos ya que contamos con nuevos atentados contra la naturaleza y acelerando la pérdida del equilibrio ecológico global. De igual manera fue promulgado el año 2005la ley Nº 28611: “Ley General del Ambiente “que contiene la política ambiental, gestión ambiental, aprovechamiento sostenido de los recursos naturales, responsabilidad ambiental entre otros. Actualmente los estudiantes de las diferentes carreras profesionales de nivel universitario tienen en sus currículos el Curso de Biología, por múltiples razones, que se harán mención durante el desarrollo del curso. LA PENICILINA La penicilina fue descubierta por Alexander Fleming en 1928 cuando estaba estudiando un hongo microscópico del género Penicillium. Observó que al crecer las colonias de esta levadura inhibía el crecimiento de bacterias como el Staphylococcus aureus, debido a la producción de una sustancia por parte del Penicillium, al que llamó Penicilina. De las varias penicilinas producidas de modo natural es la bencilpenicilina o penicilina G, la única que se usa clínicamente. A ella se asociaron la procaína y la benzatina para prolongar su presencia en el organismo, obteniéndose las respectivas suspensiones de penicilina G procaína y penicilina G benzatina, que sólo se pueden administrar por vía intramuscular. Más tarde se modificó la molécula de la Penicilina G, para elaborar penicilinas sintéticas como la penicilina V que se pueden administrar por vía oral al resistir la hidrólisis ácida del estómago. Actualmente existen múltiples derivados sintéticos de la penicilina como la cloxacilina y sobre todo la amoxicilina que se administran por vía oral y de las que existe un abuso de su consumo por la sociedad general, sobre todo en España, como auto tratamiento de infecciones leves víricas que no precisan tratamiento antibiótico. Esta situación ha provocado el alto porcentaje de resistencias bacterianas y la ineficacia de los betalactámicos en algunas infecciones graves. TAREA EXTRA CLASE INVERTIGAR SOBRE EL MOVIMIENTO BROWNIANO El movimiento browniano es el movimiento aleatorio que se observa en algunas partículas microscópicas que se hallan en un medio fluido (por ejemplo, polen en una gota de agua). Recibe su nombre en honor al escocés Robert Brown, biólogo y botánico que descubrió este fenómeno en 1827 y observó que pequeñas partículas de polen se desplazaban en movimientos aleatorios sin razón aparente. En 1785, el mismo fenómeno había sido descrito por Jan Ingenhousz sobre partículas de carbón en alcohol. El movimiento estocástico de estas partículas se debe a que su superficie es bombardeada incesantemente por las moléculas (átomos) del fluido sometido a una agitación térmica. Este bombardeo a escala atómica no es siempre completamente uniforme y sufre variaciones estadísticas importantes. Así, la presión ejercida sobre los lados puede variar ligeramente con el tiempo, y así se genera el movimiento observado. Tanto la difusión como la ósmosis se basan en el movimiento browniano. La descripción matemática del fenómeno fue elaborada por Albert Einstein y constituye el primero de sus artículos del que, en la obra de Einstein, se considera el Annus Mirabilis ("año maravilloso", en latín), 1905. La teoría de Einstein demostraba la teoría atómica, todavía en disputa a principios del siglo XX, e iniciaba el campo de la física estadística. Clase #8 SUBDIVISIÓN DE LAS CIENCIAS BIOLÓGICAS. Especial • Zoología – antropología • Botánica • Microbiología • Micología General Bioquímica Citología Histología Anatomía Fisiología Taxonomía Biogeografía Paleontología Filogenia Genética Aplicada  Medicina  Farmacia  Agronomía DESCRIPCIÓN. ESPECIAL. Zoología 1. Entomología (insectos). 2. Helmintología (gusanos). 3. Ictiología (peces). 4. Herpetología (anfibios y reptiles). 5. Ornitología (aves). 6. Mastozoología (mamíferos). 7. Antropología (hombres). Botánica  Ficología (algas).  Briología (musgos).  Pterología (helechos)  Fanerogámica (plantas con semillas).  Criterogámica (plantas sin semillas). Microbiología 1. Virología (virus). 2. Bacteriología (bacterias). 3. Protistas (protozoarios). Micología 1. Hongos GENERAL.  Bioquímica (química de la vida).  Citología (células).  Histología (tejidos).  Anatomía (órganos).  Fisiología (funciones).  Taxonomía (clasificación).  Biogeografía (la distribución geográfica).  Paleontología (fósil).  Fotogenia (desarrollo de las especies).  Genética (herencia). APLICADA. • Medicina (aplicación de los medicamento). • Farmacia (elaboración de fármacos). • Agronomía (el mejoramiento de la agricultura). Clase #9 Reino de los seres vivos. Mónera Protistas Hongos Plantas Animales Número de células Unicelulares Pluricelulares Unicelulares Pluricelulares Unicelulares Pluricelulares Pluricelulares Pluricelulares Tipo de células Procariotas Eucariotas Eucariotas Eucariotas Eucariotas Nutrición Autótrofos Heterótrofos Autótrofos Heterótrofos Heterótrofos Autótrofos Heterótrofos Ejemplos Bacterias Cianobacterias Alagas Amebas Zetas Levaduras Mohos Musgos Helechos Plantas con flores y sin flores Peces, anfibios, reptiles, pájaros, mamíferos Mónera. Mónera es un reino de la clasificación de los seres vivos para algunos sistemas de clasificación, como el de la influyente Lynn Margulis, que agrupa a los organismos procariotas, siendo aún usados en muchos manuales y libros de texto. El término actual equivalente es procariota y se define como el reino de organismos microscópicos que habitan todos los ambientes y que están formados por una sola célula sin núcleo definido (célula procariota). Sin embargo, muchos especialistas consideran actualmente que esta denominación es obsoleta, pues se sostiene que en realidad se trata de dos grupos diferentes: arqueas y bacterias (éste último incluye las llamadas algas verde azules o cianobacterias Protistas. El Reino Protista está conformado por un grupo de organismos que presentaban un conjunto de características que impedían colocarlos en los reinos ya existentes de una manera plenamente definida. Esto se debe a que algunos protistas pueden parecerse y actuar como individuos del reino plantas, otros protistas pueden parecerse y actuar como organismos del reino animal, pero los organismos del reino protista no son ni animales ni plantas. Los individuos del reino de los protistas son los que presentan las estructuras biológicas más sencillas entre los eucariotas (ya que su ADN está incluido en el núcleo de la célula), y pueden presentar una estructura unicelular (siendo esta la más común), multicelular o colonial (pero sin llegar a formar tejidos). Los protistas son autótrofos (en su mayoría) y producen un alto porcentaje del oxígeno de la tierra. Sin embargo, es complicado establecer un cuadro de características generales para los organismos del reino protista. Con todo, procuraremos presentar las características más comunes en la mayoría (No están presentes en todos los protistas) de estos organismos a continuación: 1. Son Eucariotas 2. No forman tejidos 3. Son autótrofos (por fotosíntesis), heterótrofos (por absorción) o una combinación de ambos. 4. Generalmente son aerobios pero existen algunas excepciones. 5. Se reproducen sexual (meiosis) o asexualmente (mitosis). 6. Son acuáticos o se desarrollan en ambientes terrestres húmedos Hongos. Los hongos son organismos multicelulares, es decir que pueden ser unicelulares o pluricelulares, que se alimenta mediante la absorción, estos vegetales no pueden sintetizar su propios alimentos, viven sobre otros organismos es por ello que se dicen que son saprofitos o parásitos y forman líquenes. Los hongos son organismos sin clorofila, por lo que no pueden realizar la función de fotosíntesis, obtienen sus alimentos en forma directa o indirecta, almacenando sustancias nutritivas. Los cuerpos de los hongos están formados por unos filamentos llamados hifas en la que podemos encontrar la materia orgánica donde crece llamada micelio nutritivo, estos son los llamados hongos parecidos a un paraguas, debido a que levantan en el aire o mecelio reproductivo. Son inmóviles pero con flujo protoplasmático en el micelio (Los micelios son masas de filamentos ramificados llamados hifas que constituyen el hongo). Plantas. El Reino Plantas (o vegetal) viene a representar el más importante eslabón dentro de toda cadena alimenticia, la mayor parte de ellos tienen clorofila y pueden almacenar la energía que proviene del sol y sintetizar sustancias alimenticias. Se conocen más de 260.000 especies, aunque este número es menor que las que conforman las especies animales. Se ha tratado de clasificar a las plantas de muchas maneras, pero en este caso les presentaremos la más sencilla, ya que en ella no se tomaran en cuenta la de los grupos fósiles. Se realizará el estudio de estas plantas siguiendo su línea evolutiva, comenzando desde las más primitivas, como las representan las Talofitas, hasta las que son más evolucionadas, es decir, las Angiospermas. Animales. Se calcula que al Reino Animal pueden pertenecen cerca de un millón de especies. Debido a este enorme número se ha hecho una clasificación muy minuciosa de todos estos especímenes. Se han clasificado en: Esponjas, Celenterados, Cteneforos, Plantelmitos, Nematodos, Rotiferos, Moluscos, Anelidos, Artropodos, Equinodermos y Cordados. Una bacteria que puede combatir el calentamiento global. Una nueva especie bacteriana, descubierta en uno de los entornos más extremos del planeta, podía darnos una herramienta para combatir el calentamiento global. Peter Dunfield profesor de biología de la universidad de Cargary en Canadá, y otros colegas suyos han estudiado un microorganismo metanotrofa (que vive del metano) y que fue hallado en el campo frio térmico conocido como a puerta del infierno (Hells Gate) , cerca de la ciudad Rotorua en Nueva Zelanda. Este es la bacteria metanotrofa más dura descubierta hasta la fecha, lo que la hace la candidata con mayores posibilidades de uso en la reducción de las emisiones de metano de basureros, minas, centrales eléctricas, geotérmicas, desechos industriales, y otras fuentes no deseadas. Es un metanotrofo realmente duro, que vive en un amiente mucho más ácido que cualquier otro en el que hayan visto vida ahora. Pertenece a una familia un tanto misteriosa de bacterias llamada Verrucomicrobio. Estas bacterias consumen el metano como su única fuente de energía, convirtiéndola en dióxido de carbono durante el proceso digestivo. El metano, normalmente conocido como gas natural es 29 veces más potente como gas de efecto invernadero, que el dióxido de carbono y se produce durante los procesos de descomposición de materia orgánica. Los científicos saben que en los ambientes ácidos se producen grandes cantidades de metano, y no solo en los yacimientos geométricos, también en los pantanos y yacimientos de turba. Gran parte del metano producido en todos esos lugares es consumido por las bacterias metanotrofas, por lo que resulta evidente desempeñan un importante papel en la regulación de la cantidad del metano presente en la atmosfera. Peter Dunfield ha bautizado provisionalmente a esta bacteria con el nombre de Methylokoros Infernorum, para reflejar el lugar (infernal) de su descubrimiento una ubicación donde la bacteria vive en sumidas aguas hirvientes repleta de productos químicos que resultan tóxicos para la mayor parte de las formas de vida, no asi para ella. El genoma de esta singular bacteria ya ha sido secuenciada en su totalidad, lo que ayudara a desarrollar aplicaciones biogenologicas para este organismo la labor de secuenciación la han realizado investigadores de la universidad de Hawái y de la universidad Nankai en China. Taxonomía Para clasificar y tener ordenadamente la nomenclatura de los seres vivos nos ayudamos de la taxonomía. La taxonomía es la rama que estudia que ordena, clasifica y describe a todo ser vivo, teniendo como la unidad de clasificación a las especies. Los taxones van de menor a mayor, es decir: género, especie, familia, orden, clase, filum y reino. Se define siempre a un ser vivo por lo taxones inferiores: género y especie que deben recibir su nombre en latín más el nombre correspondiente al género. Nomenclatura y Taxonomía del Cachucho Reino Subreino Phylum Subphylum Clase Orden Familia Genero Especie Animalia Metazooa Chordata Vertebrata Mammalia Carnívora Procyonidae Nasua Nasua Nomenclatura y Taxonomía de los Animales REALICE 10 TAXONOMIAS DE ANIMAL Y 10 DEL VEGETAL. Taxonomía de los cocodrilos Reino: Animalia Subreino:Eumetazoa Rama:Bilateria Filo: Chordata Subfilo:Vertebrata Superclase:Gnathostomata Clase: Reptilia Orden: Crocodilia Familia: Crocodylidae Taxonomía de los caballos Reino: Animalia Subreino: Eumetazoa Rama: Bilateria Filo: Chordata Subfilo: Vertebrata Superclase: Gnathostomata Clase: Mammalia Orden: Perissodactyla Familia: Equidae Género: Equus Especie: E. caballus Taxonomía de las ballenas Reino: Animalia Subreino:Eumetazoa Rama:Bilateria Filo: Chordata Subfilo:Vertebrata Superclase:Gnathostomata Clase: Mammalia Orden: Cetacea Suborden: Mysticeti TAXONOMÍA DEL CONDOR Clasificación Nombre Notas Reino Animalia Animales: Sistemas multicelulares que se nutren por ingestión. Subreino Eumetazoa Animales con cuerpo integrado por lados simétricos Rama Bilateria Cuerpo con simetría bilateral con respecto al plano sagital. Filo Chordata Cordados Subfilo Vertebrata Vertebrados Superclase Gnathostomata Vertebrados con mandíbulas. Clase Aves Aves: Vertebrados con plumas Subclase Neornithes Aves Verdaderas: Vértebras de la cola fundidas Superorden Neognathae Aves del Vuelo o Carenadas Orden Falconiformes “Tentativamente” reasignada la familia de los Buitres Americanos a los Falconiformes hasta tener más datos (por favor consulte Banks et al., 2007) Familia Cathartidae Buitres Americanos Género Vultur Cóndor Andino: Género monotípico. Especie Vultur gryphus Cóndor Andino TAXONOMÍA DE LOS FLAMENCOS Categoría Taxa Descripción Reino Animalia Animales: Sistemas multicelulares que se nutren por ingestión. Subreino Eumetazoa Animales con cuerpo integrado por dos o más lados simétricos Rama Bilateria Cuerpo con simetría bilateral con respecto al plano sagital. Filo Chordata Cordados: Animales con médula espinal, o cordón nervioso. Subfilo Vertebrata Vertebrados: Cordados con columna vertebral. Superclase Gnathostomata Vertebrados con mandíbulas. Clase Aves Aves: Vertebrados con plumas Subclase Neornithes Aves Verdaderas: Vértebras de la cola fundidas Superorden Neognathae Aves del Vuelo Orden Phoenicopteriformes Flamencos Familia Phoenicopteridae Flamencos Taxonomía de los delfines Reino: Animalia Subreino:Eumetazoa Rama:Bilateria Filo: Chordata Subfilo:Vertebrata Superclase:Gnathostomata Clase: Mammalia Suborden: Odontoceti Familia: Delphinidae Taxonomía de los conejos Reino: Animalia Subreino: Eumetazoa Rama: Bilateria Filo: Chordata Subfilo: Vertebrata Superclase: Gnathostomata Clase: Mammalia Orden: Lagomorpha Familia: Leporidae Taxonomía de los lobos Superreino: Eukaryota Reino: Animalia Subreino: Eumetazoa Superfilo: Deuterostomia Filo: Chordata Subfilo: Vertebrata Infrafilo: Gnathostomata Superclase: Tetrapoda Clase: Mammalia Subclase: Theria Infraclase: Placentalia Orden: Carnivora Suborden: Caniformia Familia: Canidae Género: Canis Especie: C. lupus Taxonomía de los pingüinos Reino: Animalia Filo: Chordata Clase: Aves Orden: Sphenisciformes Familia: Spheniscidae Taxonomía de los tiburones Reino: Animalia Subreino: Eumetazoa Rama: Bilateria Filo: Chordata Subfilo: Vertebrata Superclase: Gnathostomata Clase: Chondrichthyes TAXONOMÍA VEGETAL MANZANA TAXONOMÍA Reino: plantae división: tracheophyta subdivisión: pterópsidaclase: angiospermae subclase: dicotiledonaeorden: rosales familia: rosáceae Género: phynes especie: malus PLÁTANO Reino: plantae división: magnoliophyta clase: liliopsida orden: zingiberalesfamilia: musa especie: m. Malvisiana o paradisiaca GENGIBRE Reino: plantae división: magnoliophyta clase: liliopsida orden: zingiberalesfamilia: zingiberaceae género: zingiber especie: z. Officinale CEBADA Reino: plantae división: magnoliophyta clase: liliopsida orden: poalesfamilia: poaceae género: hordeum especie: h. Vulgare CACAO Reino: plantae división: magnoliophyta clase: magnolipsida orden: malvales familia: sterculiaceae género: the obroman especie: t. Cacao GANDUL Reino: plantae división: magnoliophyta clase: magnoliosida orden: fabalesgénero: cajanus especie: c. Cajan MAIZ Reino: plantae división: magnoliophyta clase:liliopsidasubclase:commelinidae orden: poales familia:poaceaesubfamilia:panicoideae tribu: andropogoneae género: zea especie: zea mays PAPA Reino: plantae división: magnoliophyta clase: magnoliopsida subclase:asteridae orden: solanales familia: solanaceae género: solanum especie: s. Tuberosum LENTEJA Reino:plantae división: magnoliophyta clase: magnoliopsida orden: fabalesfamilia: fabaceae subfamilia: faboideae tribu: fabeaegénero: lens especie: lens culinaris ZANAHORIA Reino: plantae división: magnoliophyta clase: magnoliopsidaorden:apialesfamilia: apiaceaegénero:daucus especie:d. Carota Clase #10 Ecología El término ökologie fue acuñado en 18731 por el naturalista y filósofo alemán prusiano Ernst Haeckel a partir de las palabras griegas oikos (casa, vivienda, hogar) y logos (estudio o tratado), por ello ecología significa «el estudio del hogar». En un principio, Haeckel entendía por ecología a la ciencia que estudia las relaciones de los seres vivos con su ambiente, pero más tarde amplió esta definición al estudio de las características del medio, que también incluye el transporte de materia y energía y su transformación por las comunidades biológicas. Ecología es la rama de la Biología que estudia los seres vivos en su medio ambiente y también el ecosistema. El ecosistema es el conjunto de especies de un área determinada que interactúan entre ellas y con su ambiente abiótico; mediante procesos como la depredación, el parasitismo, la competencia y la simbiosis, y con su ambiente al desintegrarse y volver a ser parte del ciclo de energía y de nutrientes. Las especies del ecosistema, incluyendo bacterias, hongos, plantas y animales dependen unas de otras. Las relaciones entre las especies y su medio, resultan en el flujo de materia y energía del ecosistema. El significado del concepto de ecosistema ha evolucionado desde su origen. El término acuñado en los años 1930s, se adscribe a los botánicos ingleses Roy Clapham (1904-1990) y Sir Arthur Tansley (1871-1955). En un principio se aplicó a unidades de diversas escalas espaciales, desde un pedazo de tronco degradado, un charco, una región o la biosfera entera del planeta, siempre y cuando en ellas pudieran existir organismos, ambiente físico e interacciones. Más recientemente, se le ha dado un énfasis geográfico y se ha hecho análogo a las formaciones o tipos de vegetación; por ejemplo, matorral, bosque de pinos, pastizal, etc. Esta simplificación ignora el hecho de que los límites de algunos tipos de vegetación son discretos, mientras que los límites de los ecosistemas no lo son. A las zonas de transición entre ecosistemas se les conoce como “ecotonos”. Ernst Haeckel, científico alemán del siglo XIX, que fue quien inventó el término Ecología, la definió como la ciencia que se ocupa del estudio de los seres vivos, tal y como se encuentran en las condiciones naturales en los lugares donde habitan. El Medio Ambiente. Es el conjunto de todos los factores y circunstancias que existen en el lugar donde habita un ser vivo y con los que se halla en continua relación. Existen tres tipos de medios ambientales: terrestre, aéreo y acuático. El Habitad. En el ecosistema, hábitat es el ambiente que ocupa una población biológica. Es el espacio que reúne las condiciones adecuadas para que la especie pueda residir y reproducirse, perpetuando su presencia. Así, un hábitat queda descrito por los rasgos que lo definen ecológicamente, distinguiéndolo de otros hábitats en los que las mismas especies no podrían encontrar acomodo. Factores abióticos Son las características físicas y químicas del medio ambiente. Los factores abióticos son los distintos componentes que determinan el espacio físico en el cual habitan los seres vivos; entre los más importantes podemos encontrar: el agua, la temperatura, la luz, el pH, el suelo, la humedad, el aire (sin el cual muchos seres vivos no podrían vivir) y los nutrientes.1 Específicamente, son los factores sin vida. Los factores abióticos son los principales frenos del crecimiento de las poblaciones. Estos varían según el ecosistema de cada ser vivo, por ejemplo el factor biolimitante fundamental en el desierto es el agua, mientras que para los seres vivos de las zonas profundas del mar el freno es la luz. Factores abióticos Terrestres. a) Temperatura.- La temperatura varía en función de la hora del día, de la estación, de la latitud y de la altitud. Así, en invierno suele hacer más frío que en verano, en los Polos más frío que en el Ecuador y en la montaña más frío que en el valle. b) Humedad.- La cantidad de vapor de agua presente en el aire. Se puede expresar de forma absoluta mediante la humedad absoluta, o de forma relativa mediante la humedad relativa o grado de humedad. La humedad relativa es la relación porcentual entre la cantidad de vapor de agua real que contiene el aire y la que necesitaría contener para saturarse a idéntica temperatura. c) Luz.- resulta imprescindible para los seres vivos puesto que directa o indirectamente suministra la energía necesaria para la vida. Los Factores Abióticos Del Medio Acuático. Los principales son la salinidad, la luz y la cantidad de oxígeno disuelto. a) Salinidad.- Es la cantidad de sales disueltas en el medio; es importante, ya que condiciona el in- tercambio hídrico de los organismos con su medio externo. b) Luz.- como en el medio terrestre, es indispensable directa o indirectamente de los ecosistemas acuáticos. El agua actúa como un filtro absorbiendo las radiaciones luminosas de forma desigual c) Los animales acuáticos respiran el oxígeno disuelto en el agua. Este oxígeno puede proceder del producido por las algas, pero en su mayoría proviene del aire por disolución a través de la superficie. Los Seres Vivos En El Ecosistema. Población.- Al conjunto de organismos de la misma especie que comparten un espacio determinado. Comunidad o biocenosis.- Al conjunto de poblaciones de distintas especies que comparten un espacio determinado. Especie.- El concepto biológico de especie define una especie como los miembros de poblaciones que se reproducen o pueden reproducirse entre sí en la naturaleza y no de acuerdo a una apariencia similar. Aunque la apariencia es útil para la identificación de especies, no define una especie. Las Relaciones Entre Los Individuos De Una Población Un factor ambiental biótico es toda relación entre los organismos que conviven en un ecosistema. Se les puede clasificar en intraespecíficas, si se establecen entre miembros de una misma población (una misma especie), e interespecíficas, si se establecen entre organismos de especies distintas. La competencia intraespecífica. Competencia.- Es una relación entre individuos encaminada a la obtención de un mismo recurso. El efecto de la competencia se traduce siempre por un efecto negativo sobre la fecundidad y la supervivencia. Así, por ejemplo, las liebres de una zona superpoblada, que compiten por comer hierba. Las asociaciones intraespecíficas. Son relaciones encaminadas a la mejor obtención de un objetivo común, generalmente, el cuidado de la prole, la defensa o el reparto del trabajo. Hay diferentes tipos: Familiar. Formada en general por individuos emparentados entre sí, generalmente los progenitores y sus crías. Facilita la procreación y el cuidado de las crías, aunque también sirve para la defensa común o incluso la cooperación en la obtención de alimento (caza). Hay muchos tipos: • Macho, hembra y crías, como en el caso de las cigüeñas. • Hembra y crías, como en el caso de los ciervos. • Macho, hembras y crías, como en el caso de los leones. • Hembras (emparentadas) y crías, como en el caso de los Elefantes. Gregaria. Formada por individuos no necesariamente emparentados que se reúnen para obtener un beneficio mutuo de diversa índole: búsqueda de alimento, defensa, migraciones, etc. Es el caso de las bandadas de aves o rebaños de mamíferos migratorios, los bancos de peces, etc. Colonial. Formadas por individuos procedentes por gemación de un único progenitor y permanecen unidos toda la vida. Hay distintos tipos de individuos especializados en diferentes funciones. Es típica de los corales, gorgonias y de algunos pólipos flotantes como la carabela portuguesa. Estatal. Formada por individuos descendientes de una única pareja reproductora (denominados generalmente rey y reina). Presentan diferenciación en distintos tipos de individuos (cas- tas) especializados en diferentes tipos de trabajo y general- mente estériles. Es típica de hormigas, abejas, termitas y algunas avispas. Las Relaciones Entre Los Individuos De Una Biocenosis. Depredación.-Consiste en una relación en la que un organismo, el depredador, se alimenta de otro organismo vivo, la presa. Esta definición excluye a los consumidores de materia orgánica muerta, sean resto o cadáveres, ya que en estos casos no se establece ninguna relación. Se puede hacer una distinción: Depredadores verdaderos: matan y consumen total o parcialmente a sus presas. Son lo que se entiende en lenguaje corriente por “depredadores” e incluye a lobos, leones, orcas, arañas, pero también a los roedores granívoros y a las plantas carnívoras. Ramoneadores: consumen porciones de su presa que se restablecen con el tiempo. No suelen causar la muerte de su presa. Pertenecen a este grupo la mayor parte de los herbívoros, los pulgones que se alimentan de fluidos vegetales, las mariposas, etc. Estrategias del depredador frente a su presa. La mayoría de los depredadores verdaderos se valen de su habilidad, fuerza o astucia para atrapar a sus presas. En ocasiones forman grupos para la caza (leones, lobos, hormigas, etc.) con lo que consiguen vencer a presas de mayor tamaño y asegurar el éxito de la caza, así como una mejor defensa contra los carroñeros que podrían arrebatársela. Hay que señalar que, aunque la depredación es evidentemente perjudicial para la presa, se considera beneficiosa para la población a la que pertenece, porque los depredadores suelen cazar a los individuos viejos o enfermos. Estrategias de la presa frente al depredador. Esencialmente lo consiguen mediante tres mecanismos: Huir: para lo que adoptan formas o miembros que les permiten un rápido desplazamiento. Defenderse: mediante la adquisición de revestimientos protectores (tortugas, cangrejos, almejas) u órganos defensivos (cuernos en los toros o ñus, espinas en los erizos, estructuras tóxicas o venenosas en ortigas, medusas o ciertas ranas tropicales, etc.). Esconderse: fenómeno llamado mimetismo y del que existen varios tipos: Mimetismo críptico: Por el cual el ser vivo adopta un aspecto que les permite pasar desapercibidos respecto al entorno (insectos palo, lenguados o pulpos que adoptan la coloración del fondo, camaleones que cambian de color, etc. Mimetismo aposemático: En el que las presas adoptan aspectos que los hacen parecerse a otras especies más peligrosas (mariposas u orugas que tienen dibujados “ojos” que asustan a sus depredadores, anfibios o insectos que imitan la forma de otras especies peligrosas o venenosas). Parasitismo. Es una relación muy compleja y evolucionada entre el parásito y su hospedador ya que le causa daño pero sin generalmente llegar a matarlo ya que su vida depende de él. Se diferencian los parásitos en dos grupos principales: microparásitos y macroparásitos. Esta distinción es relativamente reciente (May y Anderson, 1979). Son microparásitos las bacterias, los virus, los protozoos y los hongos simples, pueden afectar tanto a plantas como a animales. Se pueden transmitir directamente de huésped a huésped o indirectamente a través de otra especie llamada vector. Entre los macroparásitos de animales están las tenias, piojos, pulgas, garrapatas, ácaros y hongos superiores. Entre los macroparásitos de plantas están los mildius, carbones, insectos minadores y los formadores de agallas, y plantas como el orobanche y la cuscuta. Un caso de parasitismo muy interesante es el social que consiste en que una especie utiliza a otra para que realice parte de sus funciones. Mutualismo. Es una relación en la que dos especies se asocian con beneficio mutuo. La intensidad de la asociación es muy variable. Existen mutualismos en los que el grado de cooperación es tan grande que las especies ya no pueden vivir separadas: se habla entonces de simbiosis. El pez payaso y la anémona conviven: el pez es inmune a las células urticantes de la anémona y consigue protección frente a sus depredadores; la anémona en principio es indiferente, pero probablemente se vea beneficiada porque otras posibles presas pueden acercarse a ella como el pez payaso. Las abejas y las flores se benefician mutuamente: las abejas consiguen alimento con el néctar y parte del polen de la flor, a cambio actúan como transportistas de polen entre flores. Inquilinismo y comensalismo Son relaciones muy similares entre sí en las que una especie se beneficia y la otra resulta indiferente. Se suele hablar de comensalismo si la relación es alimenticia y de inquilinismo si la relación está en relación con el hábitat. La relación del buitre con los grandes carnívoros es un comensalismo: los buitres aprovechan los restos de las presas de los predadores una vez que éstos se han marchado. Los tiburones suelen nadar rodeados por un cortejo de peces que se aprovechan de los restos de su comida (comensales); algunos, incluso, (rémoras) se adhieren al cuerpo del tiburón y se dejan transportar: éste sería un caso de inquilinismo. Ecosistema Un ecosistema es un sistema natural que está formado por un conjunto de organismos vivos (biocenosis) y el medio físico donde se relacionan (biotopo). Un ecosistema es una unidad compuesta de organismos interdependientes que comparten el mismo hábitat. Los ecosistemas suelen formar una serie de cadenas que muestran la interdependencia de los organismos dentro del sistema.1 También se puede definir así: «Un ecosistema consiste de la comunidad biológica de un lugar y de los factores físicos y químicos que constituyen el ambiente abiótico. El ecosistema es el conjunto de especies de un área determinada que interactúan entre ellas y con su ambiente abiótico; mediante procesos como la depredación, el parasitismo, la competencia y la simbiosis, y con su ambiente al desintegrarse y volver a ser parte del ciclo de energía y de nutrientes. Las especies del ecosistema, incluyendo bacterias, hongos, plantas y animales dependen unas de otras. Las relaciones entre las especies y su medio, resultan en el flujo de materia y energía del ecosistema. Pirámides tróficas Las pirámides tróficas se utilizan para representar las relaciones alimentarias y el traspaso de energía entre los seres vivos que componen sus escalones. Las pirámides se organizan de acuerdo a la cantidad de energía que presenta cada eslabón de la cadena trófica, dejando a los que tienen mayor cantidad de energía, los productores, en la base de la pirámide. Los niveles siguientes reciben menor cantidad de energía y se ubican en los sectores más angostos de la pirámide, como los consumidores primarios y secundarios. Finalmente, en la cúspide de la pirámide se encuentran los seres vivos que reciben menor cantidad de energía, que pueden ser los consumidores terciarios. Pirámide de Energía Existen muchas pirámides tróficas para representar la transferencia energética; la más utilizada es la pirámide de energía, que expresa la cantidad de energía disponible en cada nivel trófico en calorías (cal) o kilocalorías (Kcal). Pirámide de Biomasa En este tipo de pirámide se representa el flujo de energía en la cadena trófica a través de la cantidad de biomasa presente en cada nivel trófico. La biomasa indica la cantidad de materia seca total, en un volumen y tiempo determinados. En este tipo de pirámide, así como en las de energía, por lo general se observa que, a medida que avanzan los niveles tróficos, disminuye la biomasa que reciben los organismos. Suponiendo que esta disminución energética sigue la ley del 10%, si los productores dejaran a disposición de los consumidores primarios 10.000 g/m2 de biomasa, ellos utilizarán 1.000 g/m2. A su vez, los consumidores secundarios aprovecharán 100 g/m2 y, de acuerdo a este patrón, llegarían 10 g/m2 de biomasa a los consumidores terciarios (Pirámide A). Sin embargo, existen ecosistemas que tienen mayor número de consumidores primarios que de productores; por lo tanto, la pirámide de biomasa se puede representar invertida. Por ejemplo, el fitoplancton es un alga que presenta una alta tasa de crecimiento poblacional comparada con la de sus depredadores, el zooplancton, y por esta razón una pequeña biomasa de fitoplancton puede abastecer a una gran biomasa de zooplancton (Pirámide B). Pirámide de Número Este tipo de pirámide muestra el número real de seres vivos que existen en cada nivel trófico en un tiempo y superficie determinados. Son menos útiles que las anteriores, ya que no proporcionan información de la energía ni de la biomasa presente en las interacciones de los niveles tróficos, y pueden o no tener forma piramidal. Por ejemplo, las hojas de un solo árbol sirven de alimento para miles de insectos y, entonces, si observamos y contabilizamos la cantidad de individuos por metro cuadrado, solo hay un productor y miles de consumidores, a pesar de que el árbol presenta una biomasa mucho mayor que los insectos. Por lo tanto, se produce una pirámide distorsionada en su forma y un tanto confusa en cuanto a la información real del aporte energético de cada nivel trófico, ya que, dado que los consumidores de un nivel trófico reciben una baja cantidad de energía, deben estar en búsqueda constante de alimentación. Y así, por ejemplo, los animales carnívoros gastan mucha energía en buscar y capturar su alimento, por lo que, para completar sus requerimientos energéticos tienen que consumir muchas presas. CLASE #11. UNIDAD 2. BASES QUIMICAS DE LA VIDA. BIOELEMENTOS. Los bioelementos o elementos biogénicos son los elementos químicos, presentes en seres vivos. La materia viva está constituida por unos 70 elementos, la práctica totalidad de los elementos estables que hay en la Tierra, excepto los gases nobles. No obstante, alrededor del 99% de la masa de la mayoría de las células está constituida por cuatro elementos, carbono(C), hidrógeno (H), oxígeno (O) y nitrógeno (N), que son mucho más abundantes en la materia viva que en la corteza terrestre. Bioelementos primarios Los bioelementos primarios son los elementos indispensables para formar las biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos); constituyen el 96% de la materia viva seca. Son el carbono, el hidrógeno, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre (C, H, O, N, P, S, respectivamente). Carbono: tiene la capacidad de formar largas cadenas carbono-carbono (macromoléculas) mediante enlaces simples (-CH2-CH2) o dobles (-CH=CH-), así como estructuras cíclicas. Pueden incorporar una gran variedad de radicales (=O, -OH, -NH2, -SH, PO43-), lo que da lugar a una variedad enorme de moléculas distintas. Los enlaces que forma son lo suficientemente fuertes como para formar compuestos estables, y a la vez son susceptibles de romperse sin excesiva dificultad. Por esto, la vida está constituida por carbono y no porsilicio, un átomo con la configuración electrónica de su capa de valencia igual a la del carbono. El hecho es que las cadenas silicio-silicio no son estables y las cadenas de silicio y oxígeno son prácticamente inalterables, y mientras el dióxido de carbono, CO2, es un gas soluble en agua, su equivalente en el silicio, SiO2, es un cristal sólido, muy duro e insoluble (cuarzo). Hidrógeno: además de ser uno de los componentes de la molécula de agua, indispensable para la vida y muy abundante en los seres vivos, forma parte de los esqueletos de carbono de las moléculas orgánicas. Puede enlazarse con cualquier bioelemento. Oxígeno: es un elemento muy electronegativo que permite la obtención de energía mediante la respiración aeróbica. Además, forma enlaces polares con el hidrógeno, dando lugar a radicales polares solubles en agua (-OH, -CHO, -COOH). Nitrógeno: principalmente como grupo amino (-NH2) presente en las proteínas ya que forma parte de todos los aminoácidos. También se halla en las bases nitrogenadas de los ácidos nucleicos. Prácticamente todo el nitrógeno es incorporado al mundo vivo como ion nitrato, por las plantas. El gas nitrógeno solo es aprovechado por algunas bacterias del suelo y algunas cianobacterias. Fósforo. Se halla principalmente como grupo fosfato (PO43-) formando parte de los nucleótidos. Forma enlaces ricos en energía que permiten su fácil intercambio (ATP). Azufre. Se encuentra sobre todo como radical sulfhidrilo (-SH) formando parte de muchas proteínas, donde crean enlaces disulfuroesenciales para la estabilidad de la estructura terciaria y cuaternaria. También se halla en el coenzima A, esencial para diversas rutas metabólicas universales, como el ciclo de Krebs. Bioelementos secundarios. S, P, Mg, Ca, Na, K, Cl Los encontramos formando parte de todos los seres vivos, y en una proporción del 4,5%. Azufre Se encuentra en dos aminoácidos (cisteína y metionina) , presentes en todas las proteínas. También en algunas sustancias como el Coenzima A Fósforo Forma parte de los nucleótidos, compuestos que forman los ácidos nucléicos. Forman parte de coenzimas y otras moléculas como fosfolípidos, sustancias fundamentales de las membranas celulares. También forma parte de los fosfatos, sales minerales abundantes en los seres vivos. Magnesio Forma parte de la molécula de clorofila, y en forma iónica actúa como catalizador, junto con las enzimas , en muchas reacciones químicas del organismo. Calcio Forma parte de los carbonatos de calcio de estructuras esqueléticas. En forma iónica interviene en la contracción muscular, coagulación sanguínea y transmisión del impulso nervioso. Sodio Catión abundante en el medio extracelular; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular Potasio Catión más abundante en el interior de las células; necesario para la conducción nerviosa y la contracción muscular Cloro Anión más frecuente; necesario para mantener el balance de agua en la sangre y fluído intersticial Oligoelementos Se denominan así al conjunto de elementos químicos que están presentes en los organismos en forma vestigial, pero que son indispensables para el desarrollo armónico del organismo. Se han aislado unos 60 oligoelementos en los seres vivos, pero solamente 14 de ellos pueden considerarse comunes para casi todos, y estos son: hierro, manganeso, cobre, zinc, flúor, iodo, boro, silicio, vanadio, cromo, cobalto, selenio, molibdeno y estaño. Las funciones que desempeñan, quedan reflejadas en el siguiente cuadro: Hierro Fundamental para la síntesis de clorofila, catalizador en reacciones químicas y formando parte de citocromos que intervienen en la respiración celular, y en la hemoglobina que interviene en el transporte de oxígeno.