Download Introducción al estudio de los animales

Biología organismal animal
Biol 3425
Introducción
Capítulos 1, 7, 9 y 10
Propiedades generales
de las cosas vivas

Demuestran una organización molecular
única y compleja.

ensamblan macromoléculas




ácidos nucleicos
proteínas
hidratos de carbono
lípidos
Propiedades de la vida

Demuestran una organización jerárquica
única y compleja (de macromoléculas a
poblaciones).




Cada nivel se construye sobre el anterior.
La unidad de las cosas vivas es la célula.
Las propiedades emergentes surgen de las
interacciones entre los componentes de las partes
de un sistema.
Los niveles jerárquicos y sus propiedades
emergentes son producto de la evolución.
Propiedades de la vida

Se reproducen.



La vida surge de vida anterior.
Cada nivel se reproduce y genera más de
sí mismo.
La reproducción incluye herencia y
variación.


herencia- transmisión fiel de características
variación- la producción de diferencias entre las
características de los distintos individuos.
Propiedades de la vida

Poseen una programación genética que
provee fidelidad de herencia.

La información está codificada en el código
genético.




Se estableció temprano en la historia evolutiva de la
vida.
Provee evidencia para un único origen de la vida.
Ha llevado a cabo muy poco cambio evolutivo.
El ADN mitocondrial sí ha llevado a cabo cambio
evolutivo.
Propiedades de la vida

Se mantienen al obtener nutrientes de
su ambiente (metabolismo).


Obtienen energía química y los
componentes celulares para construcción y
mantenimiento.
Los procesos anabólicos y catabólicos más
fundamentales surgieron temprano en la
historia evolutiva de la vida.
Propiedades de la vida

Pasan por un ciclo de vida característico
(desarrollo).


Describe los cambios característicos que
sufre un organismo desde su origen hasta
su estado adulto.
Incluye cambios en tamaño y forma y la
diferenciación en estructuras.
Propiedades de la vida

Interactúan con el ambiente (ecología).



Hay factores que influyen en la distribución
geográfica y en la abundancia de los
animales.
Perciben estímulos y responden a ellos
ajustando su metabolismo y su fisiología.
No se puede aislar la historia evolutiva de
un linaje de organismos del ambiente
donde ocurrió.
La vida sigue las leyes de Física

Las leyes de termodinámica son importantes
para entender la vida.

Primera Ley de Termodinámica


La energía no se crea ni se destruye, pero se puede
transformar.
Segunda Ley de Termodinámica


Los sistemas físicos tienden a proceder hacia un estado
de mayor desorden o entropía.
La complejidad organismal se alcanza y se mantiene sólo
con el constante uso y disipación de energía que fluye a
la biosfera desde el sol.
Teorías de Evolución
Darwinismo

Cambio perpetuo

El mundo de las cosas vivas no es constante sino
que siempre cambia.


Las propiedades de los organismos sufren transformaciones a
lo largo del tiempo.
Descendencia común

Todas las formas de vida descienden de un
ancestro común a través de ramificaciones de los
linajes.

Las especies que comparten un ancestro común reciente tienen
más caracteres similares que las que tienen un ancestro común
más antiguo.
Teorías de Evolución
Darwinismo

Multiplicación de especies


El proceso evolutivo produce nuevas
especies al separar y transformar las
especies viejas.
Gradualismo

Las grandes diferencias anatómicas que
caracterizan a las distintas especies surgen
de la acumulación de muchos incrementos
en cambios por largos periodos de tiempo.
Teorías de Evolución
Darwinismo

Selección natural



Existe variación entre los organismos
dentro de las poblaciones.
Parte de la variación es hereditaria de
forma que la cría tiende a parecerse a sus
padres.
Se espera que los organismos con las
distintas variaciones dejen un número
variable de cría a las futuras generaciones.
Teorías de Evolución
Darwinismo

Selección natural


Las variaciones que permitan explotar más
exitosamente el ambiente preferentemente
sobrevivirán para ser transmitidas a las
generaciones futuras.
Con del tiempo, las variaciones favorables
se distribuirán a través de la población.
Teorías de Evolución
Darwinismo

Selección natural


La acumulación de estos cambios
conducirán a la producción de nuevos
caracteres y nuevas especies.
Selección natural

Proceso creativo que genera caracteres
noveles a partir de las pequeñas
variaciones individuales que ocurren entre
los organismos dentro de una población.
Origen de los sistemas vivos

Primero ocurrió evolución química




Acumulación de moléculas orgánicas
Atmósfera con poco o ningún oxígeno
La evidencia fósil indica que existió vida
hace 3.8 billones de años
Los primeros organismos fueron
protocélulas (unidades autónomas rodeadas de
membrana)
Origen de metabolismo

Los primeros organismos eran
anaerobios y heterótrofos primarios
(existieron antes que los autótrofos)

Los que convertían precursores
inorgánicos a nutrientes tenían ventaja
selectiva

Esto requiere enzimas
Fotosíntesis y oxidación

La capacidad de ser autótrofos surge en
la forma de fotosíntesis




H2 del agua reacciona con el CO2 de la
atmósfera
Se generan azúcares y O2
Los azúcares proveen nutrientes
El oxígeno se libera a la atmósfera y se va
acumulando gradualmente
Fotosíntesis y oxidación




Se comienza a acumular ozono que
absorbe rayos UV
La atmósfera comienza a ser oxidativa
Aparece el metabolismo aerobio
Las cianobacterias parecen ser las
mayores responsables de la generación
de O2 atmosférico
Procariontes y cianobacterias



La cianobacterias surgieron de las
protocélulas hace unos 3 ba
Las bacterias, en especial las
cianobacterias, dominaron la tierra de
1-2 ba
Todas las bacterias son procariontes


Eubacteria (Reino Monera)
Archaea (Reino Archaea)
Aparición de los eucariontes

Características de los eucariontes






Núcleo rodeado de membrana
Cromosomas compuestas de cromatina
Cromatina con histonas y RNA (además del
DNA)
Más grandes y más DNA que los
procariontes
Orgánulos con membranas
División celular con algún tipo de mitosis
Aparición de los eucariontes


Fósiles sugieren que eucariontes unicelulares
surgieron hace 1.5 ba
Se cree que surgieron de la simbiosis de 2 o
más procariontes



Mitocondria y “plastids” con DNA
Mitocondria y “plastids” se parecen a las bacterias
El DNA del mitocondria y “plastids” es más
cercano al de las bacterias


mitocondrias - bacterias púrpuras
“plastids”- cianobacterias
Aparición de los eucariontes




Los eucariontes pueden haberse
originado más de 1 vez.
Los primeros eucariontes fueron
unicelulares, muchos de ellos eran
autótrofos.
Algunos se convirtieron en heterótrofos.
La disminución de cianobacterias
proveyó espacio para otros organismos.
Clasificación según Whittaker
sobre un árbol filogenético
Aparición de los eucariontes


Aparecieron los carnívoros.
Se desarrolla una pirámide ecológica
con los carnívoros arriba en la cadena.
Pricipales Divisiones de la Vida

Bacteria –
Archaea –

Eucarya -

bacterias verdaderas
los procariontes con estructura de membrana
y rRNA diferente a bacterias




Plantae
Fungi
Protista ?
Animalia
los eucariontes
Características de los animales




Son eucariontes
Son heterótrofos
Se desplazan
Sus células no poseen pared celular
Subdivisiones principales del
Reino Animal - tradicional



Rama A (Mesozoa): Mesozoa
Rama B (Parazoa): Porifera y Placozoa
Rama C (Eumetazoa): los demás filos


Grado I (Radiata): Cnidaria y Ctenophora
Grado II (Bilateria): los demás filos

División A (Protostomia)




acelomados: Platyhelminthes
pseudocelomados: Nematoda, Rotifera, Acanthocephala
eucelomados: Mollusca, Annelida, Arthropoda, Onychophora
División B (Deuterostomia): Echinodermata y Chordata
Subdivisiones principales del
Reino Animal - molecular

Grado II: Bilateria

División A (Protostomia)

Lophotrochozoa


Ecdysozoa


Platyhelminthes, Rotifera, Acanthocephala, Mollusca,
Annelida
Nematoda, Arthropoda, Onychophora
División B (Deuterostomia)

Chordata y Echinodermata
Sistema jerárquico
de clasificación







Reino
Phylum
Clase
Orden
Familia
Género
Especie
Niveles de organización
en los animales





Protoplásmico – organismos unicelulares
Celular – esponjas
Célula-tejido - cnidarios
Tejido-órgano - platelmintos
Órgano-sistema - nemerteos
Componentes extracelulares
de los animales

fluidos corporales


intracelulares
extracelulares

circulatorio cerrado



plasma sanguíneo
fluido intersticial
circulatorio abierto

elementos
estructurales



sostén
protección
estabilidad mecánica




tejido conectivo
cartílago
hueso
cutícula
Tejidos en los animales

Epitelial


Conectivo


funciones de enlace y de sostén
Muscular


cubre superficies externas o internas
especializado para la contracción
Nervioso

recibe estímulos y conduce impulsos
Sistemas de órganos
en los animales






Esqueletal
Muscular
Integumentario
Digestivo
Respiratorio
Circulatorio





Excretor
Nervioso
Endocrino
Inmunológico
Reproductivo
El integumento de los animales


La cubierta externa del cuerpo
Funciones:






Protección mecánica
Evita la pérdida de humedad
Protege de rayos ultravioletas
Regulación de temperatura
Participa en excreción, respiración y secreción
Contiene receptores sensoriales y coloración
Coloración en los animales

Integumentario


Pigmentos
Cromatóforos

Melanóforos


Xantóforos


melanina
carotenoides
Iridóforos

cristales de purinas
(guanina)

Estructural


Estructura física de
la superficie
Refleja ciertos largos
de onda
Sistemas esqueletales
en los animales

Función





Rigidez
Protección
Superficie para
músculos
Movimiento
Tipos de esqueletos


Hidrostáticos
Rígidos

Hidrostático


Usa el fluido del
cuerpo
Rígidos



Elementos rígidos
Articulado
Tipos


Exoesqueleto
Endoesqueleto
Homeostasis en los animales



Regulación osmótica
Excreción
Regulación de temperatura
Sistemas de excreción en los
animales


Vacuolas contráctiles
Nefridios





Protonefridios
Metanefridios
Glándulas antenales
Túbulos de Malpigio
Riñones
Sistemas de circulación en los
animales


Difusión
Sistemas circulatorios

Abiertos


Muchos invertebrados
Cerrados


Algunos invertebrados
Vertebrados
Intercambio de gases en
los animales


Difusión a través de la superficie
Estructuras respiratorias





Delgada
Humedad
Mucha superficie
Respiración en agua – evaginaciones
Respiración en tierra - invaginaciones
Estructuras para el
intercambio de gases






Cubierta del cuerpo
Tráqueas
Branquias dermales
Agallas
Sacos de aire
Pulmones
Nutrición y digestión en
los animales


Los animales son heterótrofos
Categorías de acuerdo a la dieta




Herbívoros
Carnívoros
Omnívoros
Saprófagos
Tipos de digestión

Intracelular

Extracelular

Intra y extracelular
Eventos de la nutrición






Ingestión
Digestión
Absorción
Transporte
Asimilación
Egestión
Organización y función del
tubo digestivo





Recepción
Conducción y
almacenaje
Trituración y digestión
temprana
Digestión final y
absorción
Absorción de agua y
concentración de sólidos
Patrones de diseño en
los animales

Simetría
Correspondencia en
tamaño y forma en los
lados opuestos de un
plano medio
 esférica
 radial - Radiata


biradial
bilateral – Bilateria
Animales con simetría bilateral
Cavidades del cuerpo
(en Bilateria)

Espacio entre la
pared del cuerpo y
el tubo digestivo



Acelomados
Pseudocelomados
Eucelomados
Formación del celoma
(en los eucelomados)

Esquizocélico


Rasgaduras
en el
mesodermo
Enterocélico

Evaginaciones
del
arquenterón
Diseño de los animales

Metamerismo



mayor movimiento
mayor complejidad de
estructura y función
anélidos a cordados

Cefalización



concentración de órganos
sensoriales y tejido
nervioso
ventaja al entrar en un
ambiente
implica polaridad
Patrones arquitectónicos
de los animales
Patrones arquitectónicos
de los animales