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Funciones vitales II:
relación
Índice
1 Relación y coordinación
2 Receptores de estímulos
3 Sistemas de coordinación
4 Efectores y movimientos
5 La función de relación en las plantas
1. Relación y coordinación
La función de relación es la función vital de los seres vivos que les permite obtener información del medio que les rodea, detectar sus posibles cambios y responder adecuadamente ante ellos.
Así pues, la función de relación engloba todos los procesos que los seres vivos utilizan para captar información y llevar a cabo las actuaciones adecuadas. La función de
relación incluye los procesos de percepción, coordinación y respuesta, y permite a los
seres vivos sobrevivir en un entorno cambiante.
Los cambios que ocurren en el medio que rodea a los seres vivos se denominan
estímulos y provocan en ellos una respuesta.
Un estímulo es cada una de las informaciones que puede percibir un organismo
vivo sobre las condiciones del medio que le rodea o del interior de su propio cuerpo. La respuesta es la acción que ejecuta un individuo como reacción al estímulo
que ha recibido.
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Los estímulos se pueden clasificar en:
>>Físicos: luz, sonido, cambios de temperatura, presión, etc.
>>Químicos: sustancias nutritivas, tóxicas, compuestos volátiles, etc.
>>Bióticos: la presencia de otros seres vivos.
En las plantas los estímulos son captados por células sensoriales, que se localizan
por todo el organismo. Sin embargo, en los animales los estímulos son captados por
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los órganos receptores más complejos, situados en el exterior del cuerpo (órganos de
los sentidos), y por células sensoriales en el interior del organismo.
La coordinación es la parte de la función de relación que se ocupa de analizar las
informaciones captadas y de elaborar las respuestas adecuadas.
Así pues, las informaciones captadas por los receptores son procesadas por los órganos de coordinación, que elaboran una respuesta adecuada, la cual es ejecutada por
los órganos efectores, es decir, por los músculos o las glándulas.
Los órganos de coordinación pueden pertenecer a dos sistemas de coordinación:
>>Coordinación nerviosa: la realiza el sistema nervioso, que transmite la información
mediante impulsos nerviosos. Se encarga de conducir los impulsos desde los receptores hasta los órganos de coordinación, donde se interpreta y procesa la información recibida, y de llevar la respuesta elaborada hasta los efectores. Es exclusiva de
animales.
>>Coordinación endocrina: la lleva a cabo el sistema endocrino, formado por glándu-
las que fabrican unas sustancias químicas llamadas hormonas. Se produce tanto en
animales como en vegetales. Las hormonas viajan a través de la sangre o la savia por
todo el organismo y actúan como mensajeros químicos sobre los efectores.
Las respuestas que ejecutan los efectores pueden ser muy diversas, aunque se pueden agrupar en dos grandes categorías:
>>Estáticas: no suponen movimiento alguno del organismo. Son aquellas respuestas
que provocan la producción o liberación de algún tipo de sustancia. Se denominan
también respuestas secretoras.
>>Dinámicas: en ellas se produce movimiento del organismo completo o parte de él.
Son denominadas habitualmente taxias (animales) o tropismos (vegetales), y pueden ser tanto positivas (si se acercan al estímulo) o negativas (si el organismo huye
del estímulo).
1.1. Proceso estímulo-respuesta
El conjunto de procesos implicados en la función de relación se puede representar
mediante un esquema conocido como proceso de estímulo-respuesta:
>>Obtención de información: se realiza por medio de los receptores.
>>Conducción de la información hasta los órganos de coordinación mediante nervios
sensitivos.
>>Elaboración de una respuesta adecuada: se realiza en los órganos de coordinación.
>>Transmisión de la respuesta: se lleva hasta los órganos efectores mediante nervios
>>Ejecución de la respuesta: se lleva a cabo por los órganos efectores.
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motores.
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Esquema de los elementos del proceso estímulo-respuesta en los seres vivos
Comida
Físicos
Químicos ESTÍMULOS
Bióticos
Gato
cercano
Hocico
Encéfalo
Glándulas
salivales
RECEPTORES
COORDINACIÓN
EFECTORES
Ojo
Médula
espinal
Músculo
Salivación
RESPUESTA
Estática
Dinámica
Persecución
2. Receptores de estímulos
Los animales son seres pluricelulares que requieren de una perfecta coordinación
de sus funciones vitales para poder sobrevivir. Esta coordinación es posible gracias a la
función de relación. Como ya has estudiado, esta función vital incluye tres procesos
básicos: la recepción de los estímulos, la coordinación y elaboración de la respuesta y
la ejecución de dicha respuesta.
Los receptores sensoriales son las estructuras corporales capaces de captar los
distintos estímulos tanto internos como externos.
Los tipos de receptores se clasifican según el tipo de estímulo al que muestran
sensibilidad, es decir, capacidad para captar cambios interiores o exteriores:
>>Mecanorreceptores: son los receptores de estímulos físicos de tipo mecánico tales
como el sonido, la presión (incluido el dolor) o el movimiento.
>>Fotorreceptores: son los receptores que captan estímulos físicos derivados de la pre-
sencia o ausencia de luz. Además, permiten la obtención de imágenes del entorno.
>>Termorreceptores: son los que captan estímulos físicos derivados del cambio de
temperatura en el medio.
>>Quimiorreceptores: son los receptores de estímulos químicos como la presencia de
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sustancias solubles en el agua o volátiles en el aire.
Los receptores sensoriales incluyen una o varias células especializadas en detectar
un tipo de estímulo concreto. Estas células se agrupan, en los animales más complejos,
en tejidos y órganos específicos conocidos como órganos de los sentidos.
En animales invertebrados los receptores sensoriales varían desde los más primitivos con células nerviosas aisladas dispuestas por la superficie del cuerpo, hasta los más
evolucionados con órganos sensitivos muy desarrollados. Así pues, en los artrópodos
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se pueden encontrar receptores lumínicos (en ojos simples o compuestos), receptores
acústicos (en la cabeza o en las patas), receptores químicos (en las antenas, en las patas
o en la boca) y receptores mecánicos (en las alas o en pelos de la superficie del cuerpo).
Quimiorreceptores
Audiorreceptores
Fotorreceptores
Mecanorreceptores
La mosca doméstica posee receptores sensoriales complejos.
En los animales vertebrados los receptores sensoriales son mucho más complejos y
están formados por multitud de células nerviosas agrupadas en los siguientes órganos
de los sentidos:
Sentido
Órgano
Tipo de receptor
Estímulos
Percepción
Oído
Oído
Mecanorreceptor
Vibración
Sonido
Vista
Ojo
Fotorreceptor
Luz
Imágenes
Tacto
Piel
Mecanorreceptores
Termorreceptor
Presión
Temperatura
Textura
Calor o frío
Dolor
Gusto
Lengua
Quimiorreceptor
Sustancias solubles
Sabor
Olfato
Nariz
Quimiorreceptor
Sustancias volátiles
Olor
3. Sistemas de coordinación
Los seres vivos pluricelulares requieren una perfecta coordinación de sus células y
tejidos para poder sobrevivir. El control de los distintos órganos por parte de los seres
vivos hace que su cuerpo funcione como una unidad.
La mayoría de animales presentan un modo de vida que implica la realización de
actividades más complejas que el resto de reinos de seres vivos, incluidas las plantas.
Para llevar a cabo dichas funciones vitales, los animales requieren de los sistemas de
coordinación nerviosa y endocrina.
3.1. Coordinación nerviosa
La coordinación nerviosa permite interpretar los estímulos captados por los receptores sensoriales, procesar la respuesta adecuada a dichos estímulos y transmitir la respuesta elaborada hasta los efectores.
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Los sistemas de coordinación son los órganos encargados de regular el funcionamiento de todos los componentes del organismo para que actúen de forma conjunta, coordinada y adaptada a las condiciones del medio donde habitan.
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La coordinación nerviosa es realizada por el sistema nervioso, formado por células
muy especializadas llamadas neuronas, que forman el tejido nervioso. Cuando los receptores detectan cambios en el entorno transforman los estímulos en impulsos nerviosos que son transmitidos por el sistema nervioso.
La coordinación nerviosa permite realizar respuestas rápidas gracias a la transmisión
de impulsos nerviosos originados en los órganos de coordinación y transmitidos a través de las neuronas.
Todos los animales poseen sistema nervioso. Sin embargo, solo en los animales más
evolucionados las respuestas son rápidas y complejas, gracias a que las neuronas se
organizan en centros nerviosos y nervios.
En animales invertebrados primitivos,
como las medusas, el sistema nervioso está
formado por una red nerviosa poco compleja constituida por células ramificadas.
En animales invertebrados evolucionados, como gusanos e insectos, aparece un
sistema ganglionar, formado por agrupaciones de neuronas interconectadas por cordones nerviosos. Estos animales pueden llegar
a desarrollar cerebros aunque muy simples.
Estructura de nervios y neuronas
en animales vertebrados
Neurona
Fibra
nerviosa
Médula
espinal
Nervio
En animales vertebrados las neuronas se
agrupan en estructuras muy complejas, que
dan lugar al sistema nervioso central y al
sistema nervioso periférico.
Sistemas nerviosos animales
Ser humano
Medusas
Sistema
nervioso
central
Nervios laterales
Red de
nervios
Cordón
nervioso
lateral
Lombriz
de tierra
Cerebro
(Ganglios cerebrales)
Sistema
nervioso
periférico
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Ganglios
cerebrales
Gusanos
Ganglios
torácicos
Cordón nervioso ventral
Insectos
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Vertebrados
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El sistema nervioso central (SNC) está formado por los centros nerviosos del encéfalo y la médula espinal, mientras que el sistema nervioso periférico (SNP) está
compuesto por los nervios, que pueden ser sensitivos o motores. Los centros nerviosos son los órganos que recogen la información y elaboran la respuesta, y los nervios
son los encargados de conducir tanto la información desde los receptores como la
respuesta hasta los efectores.
El encéfalo está formado por cerebro, cerebelo y bulbo raquídeo. El cerebro se
encarga de las funciones más complejas y de los actos voluntarios y conscientes, y
es responsable de la memoria y de la inteligencia. El cerebelo se ocupa de funciones
involuntarias como el equilibrio y el bulbo raquídeo se ocupa del latido del corazón
y la respiración.
La médula espinal es la vía de comunicación entre el encéfalo y el resto del cuerpo.
También puede elaborar respuestas involuntarias e inconscientes ante determinados
estímulos. Estas respuestas se denominan actos reflejos.
Los nervios están constituidos por la unión de multitud de axones neuronales. Los
nervios sensitivos transmiten la información desde los receptores a los centros nerviosos, y los nervios motores llevan la respuesta desde los centros nerviosos a los
efectores.
Sistema nervioso de vertebrados
Cerebro
Encéfalo
Médula espinal
Encéfalo
Bulbo raquídeo
Cerebelo
Médula espinal
Sustancia
blanca
Nervios
Sustancia
gris
Nervio
espinal
Además de la coordinación nerviosa, los animales disponen de otro mecanismo para
coordinar sus funciones vitales. Este mecanismo se basa en la actuación de mensajeros
químicos, las hormonas, producidas en las glándulas del sistema endocrino. Cuando
el organismo detecta determinados estímulos elabora una respuesta que requiere de
la acción de las hormonas, transportadas a través de los fluidos sanguíneos (sangre en
vertebrados o hemolinfa en invertebrados) para ejercer su acción sobre distintas partes del cuerpo llamados órganos diana.
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3.2. Coordinación endocrina
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Glándula endocrina
Hormonas
Vasos
sanguíneos
Células
glandulares
Las glándulas endocrinas vierten sus hormonas a la sangre.
Las hormonas controlan muchas funciónes relacionadas con procesos como la nutrición o los ciclos reproductivos. Participan también en procesos de desarrollo de los
seres vivos controlando su crecimiento y cambios corporales. Por ejemplo, la metamorfosis de insectos y anfibios está controlada por los ciclos hormonales.
Las hormonas permanecen activas durante más tiempo que los impulsos nerviosos,
por lo que tienen una acción más duradera. Sin embargo, las hormonas se producen
de forma más lenta y su acción es menos inmediata que la de la coordinación nerviosa.
La coordinación endocrina permite realizar respuestas lentas y duraderas gracias
a la fabricación de hormonas en las glándulas hormonales que se transmiten a
través de la sangre.
Las glándulas endocrinas de los mamíferos pueden localizarse en diferentes partes
del cuerpo. Entre ellas podemos destacar:
>>Hipotálamo: controla mediante hormonas a la hipófisis.
>>Hipófisis: controla mediante hormonas al resto de glándulas.
>>Tiroides: regula el crecimiento y funcionamiento del organismo.
>>Glándulas suprarrenales: activa la alarma del organismo frente a situaciones de
peligro. Destaca por la producción de adrenalina.
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>>Páncreas: participa en las funciones de nutrición mediante la producción de insu-
lina y glucagón.
>>Gónadas: tanto los testículos en el hombre como los ovarios en la mujer fabrican
hormonas sexuales encargadas de la maduración sexual del organismo y del desarrollo de caracteres sexuales secundarios.
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Sistema endocrino de los mamíferos
Laringe
Hipotálamo
Tiroides
Cerebro
Tráquea
Hipófisis
Cerebelo
Páncreas
Bulbo raquídeo
Cápsula
suprarrenal
Médula espinal
Epidídimo
Útero
Trompa
Ovario
Conducto
deferente
Riñón
Testículo
4. Efectores y movimientos
Después de procesar en los centros nerviosos la información captada del medio externo por los receptores sensoriales, los animales necesitan llevar a cabo la respuesta
de forma controlada y precisa para poder adaptarse a las condiciones de su entorno.
Así, en los animales las respuestas que son estáticas se llaman secretoras, y las
dinámicas se conocen como motoras. Por lo tanto, las respuestas elaboradas por los
centros de coordinación de los animales pueden ser tanto las secreciones como los
movimientos.
Los efectores son los órganos encargados de llevar a cabo las respuestas secretoras
o motoras elaboradas en los sistemas de coordinación.
Las respuestas secretoras se llevan a cabo por células que fabrican sustancias tales
como saliva, jugos gástricos, lágrimas, venenos, etc. En animales más evolucionados
estas células se organizan formando las denominadas glándulas exocrinas, que pueden
expulsar sus secreciones tanto dentro de cavidades internas del organismo como fuera
del mismo.
Entre las funciones de las secreciones de los animales tenemos:
>>Alimentación de crías: glándula mamaria de mamíferos.
>>Termorregulación: mediante la producción de sudor en las glándulas sudoríparas.
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4.1. Respuesta secretora
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>>Protección de la piel y cabellos: por glándulas productoras de grasa.
>>Identificación gracias al olor: glándulas odoríferas.
>>Defensa: mediante secreciones que huelen mal o venenos.
>>Depredación: glándulas venenosas de serpientes o telas de araña fabricadas por las
glándulas productoras de seda de las arañas.
4.2. Respuesta motora
Las respuestas motoras son las que implican el movimiento de todo el organismo
o una parte de él. En este tipo de respuesta participan las células musculares, que
tienen la capacidad de acortarse o alargarse para provocar el movimiento de las estructuras corporales. Las células musculares forman los músculos en los animales más
evolucionados.
En animales invertebrados, las sucesivas contracciones y relajaciones de los músculos asociados a determinadas zonas del cuerpo producen movimientos de reptación
o natación. Los artrópodos poseen músculos muy desarrollados unidos a las partes
móviles (articuladas) de su exoesqueleto, lo que permite que puedan desarrollar la
locomoción, los saltos o el vuelo.
Aparato locomotor
En animales vertebrados, los músculos se relacionan con las estructuras óseas para
dar lugar al aparato locomotor, que permite el movimiento gracias a que los huesos
presentan entre ellos uniones denominadas articulaciones.
Las funciones del aparato locomotor son las siguientes:
>>Movimiento de las distintas partes del cuerpo.
>>Sostén y resistencia a la presión externa o al peso del organismo.
Se denomina esqueleto al conjunto de huesos de los animales vertebrados compuesto esencialmente de cráneo, columna vertebral y extremidades. El esqueleto
es la parte pasiva del aparato locomotor.
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La columna vertebral está formada por huesos superpuestos de poca movilidad y
similares entre sí llamados vértebras. La columna vertebral se ensancha en su extremidad superior para formar el cráneo y de ella salen huesos de amplia movilidad que
forman las extremidades superiores e inferiores.
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Órbita
Cráneo
El esqueleto de un vertebrado está
compuesto por multitud de huesos.
Omóplato
Maxilar
Vértebra
Pelvis
Diente
Mandíbula
Húmero
Costilla
Fémur
Radio
Cúbito
Peroné
Metacarpo
Tibia
Falange
Tarso
Carpo
Falange
Metatarso
Las articulaciones son las uniones de
los huesos entre sí mediante ligamentos, cuya misión es conseguir el grado
de movimiento apropiado entre las
distintas piezas del esqueleto.
Las articulaciones pueden ser inmóviles (cráneo), semimóviles (vértebras) o
móviles (hombros, caderas, rodilla etc.),
dependiendo de la amplitud que permitan a la hora de separar entre sí los huesos
que mantienen unidos.
Inmóviles
El sistema muscular es el conjunto de
músculos y tendones que tiene el organismo y que forma la parte activa
del aparato locomotor.
Según su estructura, existen dos tipos
diferentes de músculos: el músculo liso, de
movimientos involuntarios, y el músculo
estriado, cuyos movimientos son voluntarios. Los músculos que recubren el esqueleto tienen como función fundamental permitir el movimiento, gracias a su capacidad
para responder a los estímulos que les llegan procedentes del sistema nervioso.
Músculo estriado
Tendones
Móviles
Las articulaciones mantienen unidos los huesos y permiten su movimiento.
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Los músculos esqueléticos permiten una
gran variedad de desplazamientos en los
vertebrados.
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Semimóviles
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5. La función de relación en las plantas
Para llevar a cabo la función de relación, los seres vivos necesitan captar estímulos
del medio que les rodea. Las plantas carecen de órganos de los sentidos propiamente
dichos, sin embargo sí pueden responder a estímulos internos o externos debido a
que presentan determinadas células o estructuras corporales con sensibilidad a dichos
estímulos.
La sensibilidad o irritabilidad es la capacidad que tiene todo organismo vivo para
responder frente a determinados estímulos, ya sea alejándose o acercándose a ellos.
Las plantas carecen de sistema nervioso y de aparato locomotor, por lo que sus respuestas se deben a la producción de sustancias químicas que actúan como hormonas.
Las plantas poseen sensibilidad para estímulos físicos y químicos, que son procesados por los órganos de coordinación hormonal, cuyas hormonas, a su vez,
desencadenan respuestas motoras o secretoras.
Las hormonas vegetales se producen en pequeñas cantidades, en tejidos y órganos
diversos (pelos o glándulas) y se transportan al lugar donde se realiza la respuesta.
AUXINAS Y
GIBERELINAS
Activan el crecimiento
de la planta.
Aceleran la formación
de flores y frutos.
ETILENO
Acelera la
maduración de
los frutos.
Acelera la caída
de las hojas.
Acelera los
procesos de
envejecimiento
de las flores tras
la fecundación.
ÁCIDO ABSCÍSICO
Inhibe el crecimiento
provocando un estado
de letargo.
Provoca el cierre de
los estomas evitando
la transpiración.
CITOQUININAS
Inducen la división y
diferenciación celular.
Retardan el crecimiento y la caída de
las hojas.
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Las hormonas vegetales llevan a cabo múltiples funciones.
5.1. Respuestas motoras en las plantas
Las respuestas que pueden realizar las plantas son las siguientes:
>>Tropismos: cambios lentos y progresivos en la estructura de la planta, relacionados
con el crecimiento, como respuesta a un determinado estímulo. Los cambios pueden ser positivos (hacia el estímulo) o negativos (en contra del estímulo). Según el
estímulo que los ocasione, los tropismos se pueden clasificar en:
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• Fototropismo: respuestas a la presencia o ausencia de luz. El tallo y las hojas mues-
tran fototropismo positivo (se dirige a la fuente de luz) mientras que para la raíz es
negativo (huye de la fuente lumínica).
• Gravitropismo: también llamado geotropismo. El estímulo es la fuerza de la gra-
vedad y las distintas partes de la planta reaccionan de forma distinta. Mientras la
raíz muestra geotropismo positivo (tiende a enterrarse), el tallo actúa con geotropismo negativo (se aleja del suelo).
• Higrotropismo: el estímulo es la presencia de agua y las raíces tienden a ir hacia
las zonas húmedas si el higrotropismo es positivo.
• Tigmotropismo: el estímulo es el contacto físico con algún elemento, lo que per-
mite a la planta crecer a su alrededor. Es muy importante para las plantas trepadoras o las enredaderas.
>>Nastias: son movimientos de una zona de la planta como respuesta a estímulos
puntuales. Son movimientos de corta duración no dirigidos que pueden repetirse
periódicamente. Se clasifican también según los estímulos que los causan:
• Tigmonastia: respuesta rápida e inmediata ante el contacto mecánico con un ob-
jeto. La presentan las flores o las hojas al abrirse o cerrarse cuando son tocadas por
algún animal. Se produce, por ejemplo, en plantas carnívoras.
• Fotonastia: es el movimiento provocado por la presencia de luz. Este es el caso del
girasol, el cual se mueve siguiendo el recorrido del Sol.
>>Fotoperiodicidad: son cambios que se originan por la variación de la cantidad de
luz diaria, que va cambiando estacionalmente. En función de la estación, las hormonas provocan el desarrollo de flores, la maduración de frutos, su caída, etc.
Condiciones
de día corto
24 h
NO FLORECE
0h
Condiciones
de día largo
24 h
FLORECE
>>Secreciones: son respuestas que conllevan la fabricación de sustancias muy diversas
con funciones de protección frente a herbívoros (sustancias amargas y alcaloides),
inhibición del crecimiento de otras plantas (aceites esenciales y aromas) o de atracción de insectos (pigmentos y néctar).
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