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CURSO DE INGRESO
BOTANICA
Universidad Nacional de Santiago del
Estero
Facultad de Ciencias Forestales
RESPONSABLE DOCENTE: Ing. Ftal. Enrique Roger
AÑO: 2016
----------------------------------------------------------------- -------------- Curso de Ingreso 2016 – Botánica
PRESENTACIÓN
Esta cartilla forma parte del material didáctico sistematizado correspondiente a la
asignatura denominada Botánica, para el ingreso 2016 a las carreras de Ingeniería
Forestal, Ingeniería en Industrias Forestales, Licenciatura en Ecología y Conservación del
Ambiente, Tecnicatura Universitaria en Viveros y Plantaciones Forestales, Tecnicatura
Universitaria Fitosanitarista y Tecnicatura Universitaria en Aserraderos y Carpintería
Industrial de la facultad de Ciencias Forestales -Universidad Nacional de Santiago del
Estero-.
Estas carreras bajo oferta académica de la facultad se encuadran en el marco de las
ciencias biológicas, siendo la botánica un área temática de gran relevancia. Es por eso que
esta guía se confeccionó para brindar a los estudiantes que inician su ciclo universitario, la
posibilidad de revisar, reforzar y también adquirir nuevos conocimientos necesarios para la
nivelación de sus saberes, en el área de las ciencias biológicas y en particular la botánica.
Para ello se abordarán clases de carácter teórico-práctico, en las que esta guía constituye
un dispositivo auxiliar que orientará al estudiante en la revisión, refuerzo e incorporación
de nuevos conocimientos, considerados básicos para su nivelación en el área de las ciencias
biológicas en general, y en botánica en particular
La articulación temática de esta guía se centra en dos secciones: la primera denominada
Introducción a la Biología, que incluye desarrollo conceptual de los temas seleccionados y de
incumbencia para la formación de los estudiantes; y la segunda llamada Introducción a la
Botánica, donde se analizan los principales grupos de plantas y su importancia global.
Cada sección incluye: objetivos generales; fundamentos teóricos, acompañados de gráficos
(esquemas, fotos, tablas); propuesta de actividades que faciliten la autoevaluación por
parte del estudiante y Bibliografía de consulta, a la que podrá recurrir para ampliar o
profundizar los conocimientos, todas ellas acompañadas de las fuentes consultadas. Al inicio
se presenta un índice para facilitar la consulta por parte del lector.
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Queridos ingresantes:
Han comenzado una nueva etapa en sus vidas. El ingreso a la universidad y a tu carrera
elegida representa un nuevo desafío de enorme relevancia para tu futuro, profesional como
personal. En este módulo abordaremos temas básicos en el espectro de las ciencias
Biológicas y la Botánica, que serán transversales a lo largo de tu carrera, por lo que es
importante que los conozcas y aprendas a manejarlos, para poder profundizarlos
progresivamente. Es trascendente que revalorices tus saberes previos, y así podrás ampliar
tus conocimientos, adquiridos previamente. Esta nueva etapa que decidiste comenzar
implica tu crecimiento y desarrollo integral, por lo que debes aprovechar cada instancia
que te toque sortear a lo largo de tu etapa como estudiante. Por nuestra parte
pretendemos que utilices este espacio para que te expreses libremente, para trabajar en
equipo, para poner en duda todo aquello que consideres, pero fundamentalmente para
aportar tus ideas y opiniones; solo de esta forma se irán construyendo cotidianamente los
saberes y conocimientos que el día de mañana te permitirá desarrollar eficazmente tu
profesión.
Para alcanzar la meta del camino que decidieron comenzar la responsabilidad es
plenamente personal y el futuro depende del esfuerzo que estén dispuestos a realizar!
Bienvenidos y que la nueva etapa sea exitosa!
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INDICE TEMATICO
PRIMERA PARTE: Introducción a la Biología
TEMA
¿Qué es la Biología?
Objeto de Estudio de la Biología
¿Qué es la Vida?
Historia de la Biología
Ramas de la Biología
Características de los seres vivos
¿Qué es una célula?
Teoría celular
Células procariotas y eucariotas
Célula animal y vegetal
Fotosíntesis: organismos autótrofos y heterótrofos
Clasificación de los seres vivos
Dominios y Reinos
Dominio Archaea
Dominio Bacteria
Dominio Eucarya
Reino Protista
Reino Fungi
Reino Animalia
Reino Plantae
Bibliografía básica y fuentes seguras de consulta
Actividades
PAGINA
5
5
6
7
9
10
13
13
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18
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23
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29
SEGUNDA PARTE: Introducción a la Botánica
TEMA
¿Qué es la Botánica?
¿Cómo están formadas las plantas?
Raíz
Tallo
Hoja
Flor
Fruto
Semillas
Clasificación de los vegetales
Briofitas
Pteridofitas
Gimnospermas
Angiospermas
Monocotiledóneas
Dicotiledóneas
Bibliografía básica y fuentes seguras de consulta
Actividades
PAGINA
31
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41
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44
45
45
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PRIMERA PARTE: INTRODUCCIÓN A LA BIOLOGIA
Objetivos
Que el estudiante adquiera la habilidad para:
-
-
Describir la Biología como ciencia reconociendo su campo de estudio, las relaciones
interdisciplinarias y su correlación con la tecnología y la sociedad a partir del
razonamiento
Explicar las diferencias entre un ser vivo y la materia inanimada
Reconocer diferentes tipos de células, a partir del análisis comparativo de la
estructura, funciones e importancia
Reconocer diferentes tipos de organismos
Identificar las pautas para la clasificación de la diversidad de seres vivientes
¿QUE ES LA BIOLOGÍA?
Existen muchas definiciones sobre esta ciencia, pero en líneas generales se afirma que la
biología (del griego bios, vida, y logos, tratado, estudio, ciencia) es la ciencia que estudia a
los seres vivos. Forma parte de las Ciencias Naturales y su objetivo central es el estudio del
origen, de la evolución y de las propiedades que poseen todos los seres vivientes. La
biología analiza los seres vivos en sus diferentes niveles de organización y extiende su
campo de análisis a otras áreas de la ciencia, como por ejemplo la botánica.
La Biología es la Ciencia que estudia las múltiples formas que pueden adoptar los seres
vivos, así como su estructura, funciones, historia evolutiva, crecimiento, desarrollo y
relaciones con el medio ambiente
OBJETO DE ESTUDIO DE LA BIOLOGÍA
El estudio de la vida se extiende desde la escala microscópica (moléculas y las células que
constituyen los organismos) hasta la escala global del Planeta vivo en su totalidad.
Los avances tecnológicos recientes han alcanzado al campo de la biología transformándola
en una ciencia de gran importancia. El campo actual de la investigación en biología
molecular por ejemplo es utilizado en campos como la medicina o la agricultura, generando
resultados de gran provecho para la sociedad humana. En el campo de la Ecología por
ejemplo se han desarrollado líneas de investigación claves que evalúan aspecto
ambientales incluyendo temáticas controversiales como el cambio climático global.
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Figura 1. Campo de estudio de las Ciencias Biológicas
¿QUÉ ES LA VIDA?
Al hablar de Biología automáticamente nos preguntamos qué significa estar vivo. Esta
pregunta mantuvo en vilo a los científicos durante muchos años y aun hoy persisten algunas
dudas.
A lo largo de la historia surgieron distintas posturas que analizaron a los seres vivos.
Existieron los llamados vitalistas, quienes sostenías que los seres vivientes se diferencian de
la materia inanimada por poseer un “espíritu vital”, que les permite desarrollar ciertas
actividades que no serian posibles fuera de ese organismo.
Pero recién en el siglo XIX comenzaron a esbozarse teorías que incluían a la química como
factor clave para el reconocimiento de los seres vivos y su diferenciación. Con la ayuda de
los avances tecnológicos, se hallaron compuestos químicos en los tejidos vivos, no reconocidos
en la materia inanimada.
En este siglo Louis Pasteur fue un exponente del vitalismo, sostenía que los cambios ocurridos
en la uva al transformarse en vino eran “vitales” porque solo podían ser realizados por las
células de levadura. En 1898 los químicos Edward y Hans Buchner mostraron que una
sustancia extraída de la levadura podían producir la fermentación fuera de la célula viva,
a esta sustancia se le dio el nombre de “enzima” derivado de zyme, palabra griega que
significa levadura o fermento. Así se demostró que las reacciones “vitales” son reacciones
químicas.
En la actualidad se acepta que los sistemas vivos obedecen a las leyes de la química y la
física. Más adelante veremos en detalle las características distintivas de los seres vivos.
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HISTORIA DE LA BIOLOGÍA
La historia del estudio de los seres vivos remonta desde la antigüedad y continua hasta la
actualidad. Si bien el concepto de Biología –en su carácter científico- nació en el siglo XIX,
se sabe que las culturas de la antigüedad ya esbozaban principios aplicables a esta
disciplina.
El más grande naturalista de la antigüedad fue el griego Aristóteles (384-322 a.C.) quién
estudió y describió más de 500 especies animales; estableció la primera clasificación de los
organismos que no fue superada hasta el siglo XVIII. En tiempos posteriores ya se había
avanzado notablemente en esta ciencia. Se puede mencionar al médico romano Galeno
(129-199), quien comenzó una detallada descripción del cuerpo humano. Por su parte
Andreas Vesalio (1514-1564), anatomista flamenco, junto a William Harvey (1578-1657)
establecieron los cimientos de la Anatomía y la Fisiología modernas al iniciar modernas
técnicas para estudiar el cuerpo humano, basadas en observación directa de cadáveres.
A partir del renacimiento europeo y tiempos posteriores se experimentó una verdadera
revolución en las ciencias biológicas, época en la que se descubrieron nuevos individuos
vivos. Apareció una herramienta clave y revolucionaria: el microscopio óptico, invento del
biólogo holandés Anton van Leewenhoek (1632-1723), el cual permitió mostrar a la
comunidad científica el mundo de los microorganismos, hecho que permitiría luego dar por
tierra la teoría de la generación espontanea, y que luego permitiría sentar las bases de la
teoría celular. En este contexto aparecen los primeros esbozos relacionados con la teoría de
la evolución. Se menciona a los naturalistas franceses Lecrerc de Buffon (1707-1788) y
Jean Baptsite Lamarck (1744-1829), éste último reconocido por algunos autores como
creador del concepto de Biología como ciencia. Naturalistas como Lineo y Buffon iniciaron
la clasificación de la diversidad de la vida, así como el desarrollo y el comportamiento de
los organismos.
Carl Von Lineé (o Lineo) (1707-1778), reconocido botánico sueco, publica sus obras
Systema Naturae (1735), y Species plantarum (1753), consideras obras centrales de la
biología moderna, ya que en ellas se elaboró el primer sistema natural conocido y
estableció las reglas de la nomenclatura botánica y zoológica, utilizado en la actualidad.
Lineo propuso un sistema de nomenclatura binomial, consistente en asignar a cada
organismo dos palabras en latín, un sustantivo para el género y un adjetivo para la
especie, lo que forma el nombre científico que debe subrayarse o destacarse con otro tipo
de letra en un texto. El nombre científico sirve para evitar confusiones en la identificación y
registro de los organismos. Otro científico que genero una revolución con sus investigaciones
en el campo de la biología fue Charles Darwin (1809-1882), autor del libro denominado
El origen de las especies (1859). En él expuso sus ideas sobre la evolución de las especies
por medio de la selección natural. Esta teoría originó, junto con la teoría celular y la de la
herencia biológica, constituyen la base científica de la biología actual.
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En el siglo XIX se estableció formalmente la teoría celular, a partir de trabajos como el de
Matthias Schleiden (1804-1881) y Theodor Schwann (1810-1882), ambos alemanes.
Dicha teoría es un pilar básico de la biología. Hacia mediados de siglo, en Austria, Gregor
Mendel (1822-1884) estableció las reglas de la genética, mientras que en Inglaterra,
Charles Darwin y Alfred Wallace dieron luz a la teoría de la evolución basada en la
selección natural. Por otra parte, Louis Pasteur (1822-1895) demostró la falsedad de la
hipótesis de la generación espontánea al comprobar que un ser vivo procede de otro. El
suponía que la presencia de los microorganismos en el aire ocasionaba la descomposición
de algunos alimentos y que usando calor sería posible exterminarlos, este método recibe
actualmente el nombre de pasterización o pasteurización. Alexander Ivánovich Oparin
(1894-1980), en su libro El origen de la vida sobre la Tierra (1936) dio una explicación de
cómo pudo la materia inorgánica transformarse en orgánica y cómo esta última originó la
materia viva.
James Watson (1928-) y Francis Crick (1916-2004) elaboraron un modelo de la
estructura del ácido desoxirribonucleico, molécula que controla todos los procesos celulares
tales como la alimentación, la reproducción y la transmisión de caracteres de padres a hijos.
La molécula de DNA consiste en dos bandas enrolladas en forma de doble hélice, esto es,
parecidas a una escalera enrollada.
Figura 2. Algunos emblemas históricos de las Ciencias Biológicas
A. Microscopio de Van Leewenhoek. B. Modelo de ADN de Watson & Crick C y D. Portada del Libro de Darwin
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RAMAS DE LA BIOLOGÍA
La Biología es una ciencia que se nutre de múltiples áreas del que según la ocasión se
tratan de manera independiente: la biología molecular y la bioquímica estudian la vida a
partir de las moléculas, mientras que la biología celular o citología lo hacen a partir de las
células. La anatomía, la histología y la fisiología realizan el estudio desde un aspecto
pluricelular. Por esto mismo es que la biología debe ser considerada como un cúmulo de
ciencias, debido a que los seres vivos pueden ser estudiados desde enfoques diversos. Estas
ciencias, en su conjunto, conforman las ciencias biológicas, en las que se incluyen muchas
disciplinas:
En forma resumida, las ramas de la Biología se describen a continuación:
-
-
Citología: la Citología es la rama que estudia las células
Histología: rama encargada del estudio de los tejidos celulares
Patología: corresponde al tratado sobre las distintas enfermedades de plantas y
animales.
Genética: Parte de la biología que estudia los genes y los mecanismos que regulan
la transmisión de los caracteres hereditarios
Morfología: es el estudio de las formas y constitución de los seres vivientes
Botánica: rama de las Ciencias Biológicas que estudia los vegetales. Abarca varias
sub-disciplinas que incluyen la descripción, clasificación y la identificación de las
plantas, como también la composición química, la fisiología, la morfología, la
reproducción y la genética de las plantas.
Ecología: se encarga de estudiar los ecosistemas, y la relación existente entre los
seres vivos y el ambiente en el que se encuentran.
Fisiología: rama de las Ciencias Biológicas que estudia el funcionamiento de los
distintos órganos y tejidos, ya sean de origen animal (Fisiología Animal) o de origen
vegetal (Fisiología Vegetal). El objetivo principal de la Fisiología es el conocimiento
de los procesos funcionales de los organismos vivos y todos sus elementos.
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Anatomía: se encarga de estudiar la estructura, formas y relaciones de las
diferentes partes del cuerpo de los seres vivos.
Zoología: es una disciplina encargada del estudio de los animales, donde incluye la
descripción, la clasificación, el modo de vida, la forma en que se interrelacionan y lo
referente a aspectos de la evolución.
-
Paralelamente se puede afirmar que la biología se relacionado con otras ciencias, de las
cuales toma o adquiere sus principios o leyes para aplicarlas en los estudios de índole
biológica, por ejemplo:
-
Química: Aporta las bases para el conocimiento de la estructura de la materia.
Física: Explica la relación entre materia y energía.
Matemáticas: Utiliza porcentajes, proporciones, estadísticas.
Historia: Aporta datos del ambiente, de los lugares y organismos que existían en las
diferentes épocas pasadas.
- Ciencias de la salud: Proporciona elementos básicos para prevenir y remediar
problemas de salud.
CARACTERÍSTICAS DE LOS SERES VIVOS
A pesar de la gran diversidad de seres vivos conocidos, los organismos vivientes de este
planeta tienen ciertas características comunes, que permiten diferenciarlos de los cuerpos
inanimados, a saber: se nutren, crecen y se desarrollan, se reproducen, se adaptan y
evolucionan, responden a estímulos, pero fundamentalmente están formados por células.
-
Nutrición: los seres vivos necesitan de materia y energía para poder mantenerse
con vida, crecer y reproducirse. La capacidad de obtener la materia y la energía se
denomina nutrición. Este proceso implica un intercambio con el ambiente
Figura 3. Distintos tipos de nutrición: fagocitosis celular, ingestión en animales, fotosíntesis en vegetales
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Crecimiento y desarrollo: como regla general se sabe que a lo largo de su ciclo
vital cualquier organismo crece. Este fenómeno se produce por diferentes vías: por
aumento del tamaño celular (hipertrofia), por aumento del número de células
(hiperplasia), o de ambos procesos. El crecimiento es un proceso que puede durar
toda la vida del organismo, como en los árboles, o solo en ciertas etapas del
organismo y hasta cierto tamaño, como en la mayoría de los animales. Cuando los
seres vivos crecen también se desarrollan, es decir que adquieren nuevas
características, como la capacidad de algunas plantas de producir flores y frutos o
de mamíferos de generar leche para amamantar a sus crías.
Figura 4. Crecimiento y desarrollo en seres vivos. Ejemplo: ser humano e insectos
-
Reproducción: como parte del proceso de desarrollo, los seres vivos adquieren la
madurez reproductiva o capacidad de dejar descendencia; o sea producir
organismos muy semejantes, que a su vez tendrán la capacidad de dejar otros
descendientes. Esta característica es la que permite a las especies auto-perpetuarse
y es una de los rasgos más importantes de la vida en este planeta.
-
Adaptación y evolución: pese a que la reproducción produce individuos similares a
sus progenitores biológicos, luego de varias generaciones la descendencia puede
haber variado en su aspecto, siendo muy diferentes a sus antecesores, Estas
diferencias hacen que se constituyan nuevas especies. El proceso por el cual nuevas
especies son originadas a partir de otras antecesoras es conocido como evolución
biológica. Por su parte las adaptaciones constituyen acciones que permiten a los
seres vivos sobrevivir en las variables condiciones ambientales donde les toque
habitar. Un ejemplo práctico para entender la adaptación evolutiva lo constituye la
jirafa, que es un animal que habita los pastizales y bosques abiertos de todo el
África subsahariana. Su anatomía especializada facilita la alimentación, la
jerarquía social y la defensa. Con sus largos cuellos (2,5 metros) a las jirafas les es
posible alcanzar lugares de alimentación que otros herbívoros no pueden. Otro
ejemplo son los ratones que tienen grandes orejas como resultado de una
adaptación evolutiva. Esto es debido a que son criaturas nocturnas y como no
poseen visión nocturna, debieron adaptar increíbles capacidades auditivas. Los
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cactus sirven de ejemplo de adaptación a climas semiáridos mientras que los osos
polares han desarrollado la capacidad de adaptarse a climas sumamente fríos.
Figura 5. Ejemplos de seres vivos adaptados a particulares condiciones del medio
-
Respuesta a estímulos: los seres vivos, al recibir señales del ambiente (estímulos)
tienen la posibilidad de producir algunos cambios en su organismo o en su
comportamiento, a lo cual denominamos respuesta. Esto les permite mantenerse y
desarrollarse en relación a los cambios del ambiente. Los estímulos pueden ser
externos (luz, olor, ruidos) o internos (necesidad de beber agua). La capacidad de
responder a estímulos se denomina sensibilidad. Ejemplos de esta cualidad son:
floración de las plantas a la llegada de la primavera, debido a un incremento en el
calor y la humedad; un gato que persigue una mosca, una lagartija que al llegar el
frio busca un lugar donde permanecer en reposo hasta la llegada de la primavera.
Figura 6. Ejemplos de respuestas biológicas a distintos estímulos del medio
-
Organización: los seres vivientes tienen una organización interna común. Dicha
organización es muy precisa, lo cual queda manifiesto en la teoría celular. Según
esta teoría, la célula es la unidad estructural y funcional de todo ser vivo. Se
conocen millones de especies diferentes, sin embargo todas poseen una estructura
interna conformada por una o más unidades básicamente similares: la célula.
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¿QUE ES UNA CELULA?
Célula (del latín cellula diminutivo de cella = hueco, compartimento) es un término acuñado
por Robert Hooke, un investigador que les dio este nombre a las celdas que conforman el
corcho cuando las observaba bajo el microscopio. Si bien las células observadas por Hooke
estaban vacías ya que el tejido del corcho consta de células muertas, el término fue
adoptado para designar la menor porción de materia que cumple con las funciones vitales,
es decir, la unidad de estructura y función. Desde el punto de vista de la biología molecular,
una célula puede definirse como la mínima organización supramolecular, que cumple con
todas las características de los seres vivos (por ejemplo la capacidad de vivir aisladas, la
autorregulación, la autoperpetuación, la evolución).
TEORIA CELULAR
Como se menciono con anterioridad, una particularidad común a todos los seres vivos es la
composición interna, la cual se caracteriza por estar conformada por células. Esta
afirmación quedó demostrada a partir del desarrollo de la teoría celular. En 1838 el
botánico europeo Mathias Schleiden propuso que cada célula vegetal se desarrollaba como
una unidad independiente, aunque sólo formara parte de una planta. Sobre la base de
estas afirmaciones Theodor Schwann propuso que lo mismo ocurría con las células animales.
De esta forma se llegó a la conclusión de que tanto los animales como los vegetales están
formados por células y que ellas tienen vida propia aunque forman parte de un organismo
completo. A estos postulados se sumaron otros científicos que apoyaron y avalaron esta
teoría y la transformaron en una idea central de la biología moderna: la teoría celular, que
expresa que todos los seres vivos están formados por células y que en el interior de dichas
células ocurren numerosas reacciones químicas. Además toda célula origina una nueva
célula, que contiene información hereditaria, que es transmitida a su vez a las células hijas.
El concepto moderno de teoría celular se en tres principales enunciados:
- Todos los seres vivos están formados por células. La célula es la unidad estructural de
la materia viva, y dentro de los diferentes niveles de complejidad biológica, una célula
puede ser suficiente para constituir un organismo.
- Las funciones vitales de los organismos ocurren dentro de las células. En la célula se
realizan todas las funciones vitales, por lo que una célula es suficiente para tener un ser
vivo. De esta manera se acepta que la célula es la unidad fisiológica de la vida.
- Todas las células proceden de células preexistentes, por división de éstas. Es la unidad de
origen de todos los seres vivos.
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Todos los organismos vivos, se componen de células. En la actualidad se sabe que existen
células incompletas con una mancha o agregación nuclear sin envoltura definida, y células
completas cuyo núcleo está rodeado de membrana. Por lo tanto según su composición y
estructura nuclear las células se clasifican en dos tipos: células procariotas y células
eucariotas.
CELULAS PROCARIOTAS Y EUCARIOTAS
Célula Procariota: (Pro=antes; carion=núcleo)
No poseen un núcleo celular organizado
Sus dimensiones oscilan entre 1-10 µm
El material genético se encuentra libre en el
citoplasma
En el citoplasma puede haber también estructuras
denominadas ribosomas
Presentan pared celular y capsula exterior
Estos organismos están representados por
arqueobacterias, bacterias y algas azules
Célula Eucariota (Eu=verdadero; carion=núcleo)
La presencia del núcleo celular permite diferenciarlas
de las procariotas
Dimensiones mayores a 10 µm
El material genético se encuentra en el núcleo
En el citoplasma se encuentran numerosas organelas,
por ejemplo: ribosomas, mitocondrias, retículo
endoplasmático, aparato de Golgi, centriolos, etc.
Cada organela cumple una función particular
Los organismos eucariotas pueden ser
Unicelulares: protozoos
Pluricelulares: plantas, animales, hongos
Tabla 1. Diferencias entre células procariotas y células eucariotas
Figura 7. Célula procariota y eucariota vistas al microscopio óptico.
Fuente: www.halimabio.blogspot.com
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En las células eucariotas, si bien se considera a la unidad célula como la mínima
organización que posee todo ser vivo, estas a su vez están integradas por unidades
funcionales más pequeñas, llamadas organelas, que cumplen funciones particulares
distintivas en cada caso.
Las organelas celulares y sus respectivas funciones se detallan a continuación:
Organela
Composición
Función
Citoplasma
Es el contenido celular ubicado entre la membrana
plasmática y el núcleo. Es una solución constituida por
agua y enzimas
Doble capa lipidica, compuesta de fosfolípidos y
proteínas.
En ella se llevan a cabo numerosas
reacciones metabólicas de la célula.
Membrana plasmática
(plasmalema)
Núcleo celular
Ribosomas
Lisosoma
Centriolo
Retículo
endoplasmático
Aparato de Golgi
(Dictiosoma)
Mitocondria
Vacuola
Citoesqueleto
Cloroplastos
Pared celular
Organela central en células eucariotas. En él se
forman los cromosomas que contienen los genes.
Son macromoléculas, localizadas en el citoplasma,
mitocondrias, retículo endoplasmático y cloroplastos.
Vesícula origina en el aparato de Golgi, Contiene
enzimas
Estructura cilíndrica constituida por proteínas
Conjunto de sacos aplanados y microtubulos. Se
diferencia en Retículo endoplasmático liso (REL) y
retículo endoplasmático rugoso (RER)
Se compone en estructuras denominadas sáculos, los
cuales tienen forma curva y se orientan hacia el
retículo endoplasmático
Cavidad formada por una doble membrana.
Son “bolsas” cerradas o limitadas por la membrana
plasmática. Pueden tener gran tamaño, ocupando en
ocasiones hasta el 90% del volumen celular
El citoesqueleto es un orgánulo y también es un
entramado tridimensional de proteínas
Solo presentes en células vegetales. Compuestos de
granas y discos tilacoides
Capa rígida que rodea a la célula vegetal, formada
por fibras de celulosa y lignina entre otros elementos.
Regulación del pasaje de sustancias.
Protección y mantenimiento del
equilibrio celular
Protección de los genes y control de
las actividades celulares
Síntesis de proteínas intracelulares
Digestión celular
Reproducción celular
El REL sintetiza lípidos y su superficie
es lisa por carecer de ribosomas. El
RER sintetiza proteínas y debe su
aspecto al gran número de ribosomas
que lo conforman.
Su función es la de modificar, distribuir
y enviar las
macromoléculas
producidas en el RE en la célula.
Además participa en la secreción
celular y producción de membrana
plasmática
Captación de oxigeno y respiración
celular
En ella se almacenan sustancias (agua,
sales minerales, azucares, ácidos, o
tóxicos –Ej. nicotina-)
provee soporte interno en las células,
organiza las estructuras internas e
interviene en los fenómenos de
transporte, tráfico y división celular
Fotosíntesis
Protección, Control del crecimiento
celular, transporte
Tabla 2. Composición y funciones de las principales organelas presentes en las células eucariotas
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CELULA ANIMAL Y CELULA VEGETAL
Las células eucariotas están presentes tanto en organismos vegetales como animales. Sin
embargo son muy diferentes entre sí. Las diferencias y semejanzas se detallan en la
siguiente tabla 3:
Similitudes
Diferencias
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Característica
Membrana celular
Citoplasma
Núcleo
Mitocondrias
Pared celular
Cloroplastos
Vacuolas
Granos de almidón
Forma
10
Obtención de energía
Célula animal Célula vegetal
Presente
Presente
Presente
Presente
No tiene Tiene
No tiene Tiene
Pequeñas o ausente Muy grandes
Nunca Frecuentemente
Irregular Regular
Compuestos
Luz solar
orgánicos
Tabla 3. Similitudes y diferencias entre células eucariotas animales y vegetales
Figura 8. Célula animal y vegetal. Esquema comparativo
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FOTOSÍNTESIS. ORGANISMOS AUTÓTROFOS Y HETRÓTROFOS
Como se puede apreciar en el cuadro precedente, una de las diferencias ente células
animales y vegetales es la presencia de cloroplastos. Esta es una de las diferencias más
fuertes ya que de eso depende fundamentalmente el rol ecológico de los organismos en los
ecosistemas. Los cloroplastos tienen por función rescatar la energía proveniente de la luz
solar, para posteriormente formar azucares, mediante la ayuda de agua, dióxido de
carbono y clorofila, pigmento presente en los cloroplastos.
Fotosíntesis: Foto = luz; Síntesis = hacer algo a partir de otros.
La fotosíntesis es un fenómeno natural de carácter revolucionario ya que supone el único
proceso de creación natural. Los organismos capaces de realizar esta función se llaman
productores, y pueden elaborar su propio alimento.
La clorofila es una molécula que tiene facilidad para captar dióxido de carbono (CO2). A
su vez las plantas toman sustancias abundantes en la tierra (agua y nutrientes), para formar
azucares. Un producto de desecho de este proceso es el oxigeno, elemento vital para el
resto de los seres vivos.
Figura 9. Esquema de la Fotosíntesis.
Obtenido de www.slideshare.net
De esta manera, según la capacidad de elaborar su propio alimento podemos clasificar a
los seres vivos en:
- Autótrofos: Organismo capaz de sintetizar o elaborar su propia materia orgánica
a partir de sustancias inorgánicas
- Heterótrofos: Organismo que elabora su propia sustancia orgánica alimentándose
de materia elaborada por otros seres vivos
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CLASIFICACION DE LOS SERES VIVOS
En la actualidad es muy común escuchar el término diversidad biológica o biodiversidad.
Pero ¿Qué es la diversidad? Existen muchas formas de conceptualizar este término aunque
al hablar de diversidad hacemos alusión a las distintas formas de vida que existen en la
tierra. En términos generales, el término biodiversidad hace referencia a la variedad de
especies, como así también de genes, o de ecosistemas.
Recientes estimaciones afirman que podrían existir cerca de 2.700.000 especies de seres
vivos conocidas, elevando ese número en hasta un 70% si se consideran las especies no
conocidas aún por la ciencia.
Esta gran complejidad hizo necesario crear sistemas de clasificación basados en
características y funciones (taxonomía), estableciendo un esquema de parentescos,
similitudes y relaciones evolutivas (sistemática) entre los diferentes organismos.
La utilidad principal de la clasificación es que haya un consenso general y casi universal
para establecer un orden esquemático sobre la enorme diversidad de los organismos.
La clasificación moderna de los seres vivos se basó en el trabajo de Lineo (1753), quien
propuso una forma jerárquica de clasificación a partir de caracteres compartidos.
Paralelamente propuso la formula binomial, en la cual se usan dos palabras para asignar
el nombre a una entidad biológica.
En esta clasificación se reconocen distintas categorías taxonómicas: especie, género,
familia, orden, clase, división, reino y dominio, agrupados según características compartidas.
La disciplina encargada de clasificar y nombrar organismos se llama Taxonomía, mientras
que el estudio de las relaciones evolutivas y de parentesco entre los organismos
corresponde a la Sistemática.
DOMINIOS Y REINOS
Lineo, además de dar nombres a numerosas especies también las agrupó en una jerarquía
de categorías cada vez más amplia. El primer agrupamiento está constituido dentro del
binomio de especie; las especies que parecen hallarse estrechamente emparentadas se
encuentran agrupadas en el mismo género. Por ejemplo, el yaguareté (Panthera onca)
pertenece al género que incluye también al leopardo (Panthera pardus) y al león (Panthera
leo). Por encima del género los sistemáticos emplean categorías de clasificación cada vez
más amplias.
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Agrupan los géneros emparentados en la misma familia, las familias en órdenes, los
órdenes en clases, las clases en divisiones o phyllum, los phyllum en reinos y estos en
dominios.
Los seres humanos, a pesar de la gran variación morfológica pertenecemos a una especie
biológica única (Homo sapiens), diferenciada por la capacidad de razonamiento.
Esta forma de agrupar a los seres vivos en diferentes categorías taxonómicas no es algo
reciente sino que fue evolucionando a lo largo de la historia, y estuvo fuertemente ligado al
desarrollo tecnológico que permitió profundizar progresivamente la escala de estudios.
Hasta mediados del siglo XVIII sólo se conocían dos reinos o ramas biológicas: Animal y
Vegetal; incluyendo los hongos, las algas y algunos animales inmóviles en este último grupo.
Se desconocía la existencia de bacterias y protozoos. A partir de la invención del
microscopio se descubren los organismos unicelulares, razón por la cual Haeckel propone un
tercer reino, al que denominó Protistas, donde se incluían microorganismos que no podían
agruparse con animales ni plantas. Paralelamente observó que algunos microorganismos
carecían de núcleo celular, y los denomino Moneras (bacterias), incluidos junto con los
protistas. Posteriormente, gracias a los avances en la tecnología óptica, las bacterias fueron
reconocidas, en 1956, por Herbert Copeland, como reino Monera, independiente de los
Protistas.
Hasta que en 1969, R. Whittaker, separó los hongos de las plantas, y propuso una
clasificación general de los seres vivos, constante de cinco reinos: Monera (bacterias),
Protista (algas y protozoos), Fungi (hongos y líquenes), Animalia (animales vertebrados e
invertebrados) y Plantae (vegetales –musgos, helechos, coníferas y plantas con flores-).
Estos reinos se agrupaban en dos imperios: Procariota (bacterias) y Eucariotas (los reinos
restantes).
Reino
Organismos
Moneras
Bacterias
Protista
Fungi
Animalia
Plantae
Protozoos
Hongos
Animales
Vegetales
Tabla 3. Esquema de los cinco reinos propuestos por Whittaker.
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Moneras
Protistas
Fungi
Animalia
Plantae
Tipo de células
Procariotas
Eucariotas
Unicelulares
Eucariotas
Unicelulares /
Pluricelulares
Eucariotas
Nº de células
Eucariotas
Unicelulares /
Pluricelulares
Pluricelulares
Pluricelulares
Nutrición
Autótrofos /
Heterótrofos
Autótrofos /
Heterótrofos
Heterótrofos
Heterótrofos
Autótrofos
Química /
Lumínica
Química /
Lumínica
Química
Química
Lumínica
Existe
Existe / No existe
Existe
No existe
Existe
Sí / No
Sí / No
No
Sí
No
Energía que
utilizan
Existencia de
pared celular
Movilidad
Tabla 4. Principales características de los organismos incluidos en los cinco reinos propuestos por Whittaker.
Esta teoría se mantuvo firme hasta 1977, donde el reino era considerado como la categoría
taxonómica más inclusiva. Sin embargo, el desarrollo del microscopio electrónico de barrido
y otros avances tecnológicos permitieron observar secuenciación de moléculas de ADN, lo
que permitió a C. Woese y su equipo la determinación de un árbol filogenético en el que se
diferencian claramente tres linajes evolutivos principales, a los que llamó: Dominios.
Woese, a partir de los estudios moleculares y de A.D.N dividió a las bacterias en dos
Dominios: Archaeobacteria y Eubacteria (con seis reinos incluidos) y al resto de los
organismos los agrupo en el dominio Eucarya.
Dominio
Archaeobacteria
Bacteria
Eucarya
Organismos
Arqueobacterias
Bacterias
Reinos Protista, Fungi,
Animalia y Plantae
Tabla 5. Esquema de los tres dominios propuesto por Woese
Carácter
Núcleo rodeado por
membrana
Organelas rodeadas por
membrana
Cromosomas circulares
Desarrollo a temperaturas
superiores a 100°C
Bacteria
Dominio
Archaea
Eucarya
no
no
si
no
no
si
Presente
Presente
Ausente
no
Algunas especies
no
Tabla 6. Cuadro comparativo de los tres dominios propuestos por Woese
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DOMINIO ARCHAEA
Las Archeobacterias son organismos unicelulares procariotas, que se diferencian de las
bacterias y organismos eucariotas por caracteres infracelulares (ARNr y composición de la
pared celular). Son organismos adaptados a ambientes extremos de la tierra. Comprende
múltiples reinos (e.g. Crenarchaeota, Euryarchaeota y Korarchaeota) y posee
aproximadamente 200 especies conocidas, agrupadas en tres grupos principales.
-
-
Halófilas: viven en ambientes extremadamente salinos.
Metanogénicas: son anaerobias obligadas que producen metano a partir del
dióxido de carbono e hidrógeno. Son comunes en el tracto digestivo de animales y
pueden vivir en ambientes pantanosos.
Termoacidófilas: crecen en ambientes ácidos, cálidos, como las fuentes sulfurosas
del Parque Yellowstone, con temperaturas de más de 60 ºC y pH 1 a 2.
Curiosamente, las arqueobacterias están más cercanas genéticamente a los eucariontes que
a las eubacterias, dado que hasta comparten ciertos genes. Se encuentran hoy restringidas
a hábitats marginales como manantiales calientes, lagos de alta salinidad o áreas de baja
concentración de oxígeno.
Figura 10. Arqueobacterias vistas en microscopio electrónico de barrido.
Fuente: www.fullciencia.com
DOMINIO BACTERIA
Las Bacterias comprenden los organismos más antiguos y abundantes. Son unicelulares de
tipo procariota. Generalmente poseen una pared celular, similar a la de plantas u hongos,
pero compuesta por peptidoglicanos. Carecen de núcleo y organelas limitadas por
membranas, sin embargo poseen un nucleoide en el centro de cada célula, en donde se
sitúa el cromosoma, compuesto de una sola molécula continua de A.D.N. La mayoría de las
bacterias se reproduce por fusión binaria, consistente en un proceso de reproducción
asexual, donde la célula se divide en dos partes iguales, formando una nueva. Según su
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alimentación, pueden ser autótrofas o heterótrofas, y según su respiración pueden ser
aeróbicas (utilizan oxigeno para respirar) o anaeróbicas (fermentadoras, que carecen de
aquel).
Actualmente se las divide en varios reinos, donde se incluyen a las cianobacterias (llamadas
también algas verde-azuladas) y al resto de las bacterias (eubacterias)
Las bacterias son organismos unicelulares que presentan diversidad de formas:
-
Cocos: con forma de esferas
Bacilos: como bastones con extremos redondeados, como Escherischia coli
Espirilos: células helicoidales
Vibriones: con forma de coma, ej.: Vibrio cholerae, causante del cólera
Las bacterias cumplen un rol ecológico fundamental, pues son descomponedores o
recicladores de la materia orgánica, pudiendo desdoblar las distintas sustancias rompiendo
sus moléculas, degradándolas y permitiendo que en un futuro puedan ser aprovechadas por
otras materias como por Seres Vivos. También interactúan en una gran cantidad de
procesos bioquímicos que inclusive se presentan en el cuerpo humano, como aquellas que
habitan en el sistema digestivo, teniendo muchas de ellas un rol protector del organismo
contribuyendo al Sistema Inmunológico, aunque otros tipos en cambio son causales de
Trastornos de la Salud, inclusive pudiendo causar Enfermedades Mortales de tipo
infecciosas. Se caracterizan por su rápida división celular, y por su capacidad para
sobrevivir en ambientes muy fríos, muy cálidos o formados por compuestos químicos muy
tóxicos para plantas y animales.
Figura 11. Escherischia coli, bacteria patógena vista en microscopio electrónico de barrido.
Obtenido de www.sociedad.elpais.com
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DOMINIO EUKARYA
El dominio Eukarya incluye a organismos unicelulares o pluricelulares con células eucariotas.
En este dominio se encuentran los 4 reinos restantes: Protista, Fungi Animalia y Plantae.
REINO PROTISTA
El reino Protista (Proto = primero; zoo = animal), considerado el primero de los reinos
eucariontes comprende organismos eucariotas, uni o pluricelulares, autótrofos o heterótrofos,
de vida libre o sésiles, acuáticos -la mayoría-, algunos parásitos. Poseen núcleo celular
verdadero y organelas. Es un grupo muy heterogéneo integrado por aquellos organismos
que no encajan en ninguno de los otros reinos. Habitan todos los ambientes (agua salada,
agua dulce, en el suelo, en la materia en descomposición, en plantas y animales)
Comprende a los protozoarios y las algas entre otros.
Es el reino que mayor variación morfológica presenta: desde individuos unicelulares
microscópicos (1 µm de diámetro, ej. Micromonas –alga-) hasta grandes algas marinas;
incluye organismos autótrofos fotosintéticos, heterótrofos, parásitos, saprófagos (ingieren
organismos muertos)
En este grupo se encuentran las algas, euglenoides, ciliados, protozoarios, y flagelados, por
ejemplo las amebas, los paramecios, entre otros.
Los protozoos pueden ser autótrofos o heterótrofos. Los autótrofos se diferencian según sus
pigmentos y características de la pared celular. En este grupo se encuentran:
-
las algas verdes (que habitan en aguas dulces)
las euglenoides, unicelulares sin pared celular
Las crisófitas, como las diatomeas, las algas pardo-doradas y las algas amarilloverdosas
Entre los heterótrofos se distinguen según sean uni o pluricelulares:
-
Los mohos mucilaginosos y los mohos acuáticos, heterótrofos multicelulares
Entre los protistas heterótrofos unicelulares se encuentran los organismos que en
clasificaciones antiguas eran los verdaderos protozoos, como las amebas, los
paramecios, ciliados y flagelados.
Su importancia estriba, entre otras, en ser el "grupo de origen" de los tres Reinos
restantes: Plantas, Animales, y Hongos. Son indicadores ecológicos y de contaminación
(constituyen el zooplancton). Tienen incidencia sanitaria ya que existen numerosos protozoos
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parásitos (Tripanosoma, Leishmania, Toxoplasma, Plasmodium, entre otros) que causan
graves perjuicios tanto en el hombre como en animales domésticos.
Figura 12. Ameba y Paramecium: Distintos tipos de Protistas
Fuente: www.foxitsoftware.com
REINO FUNGI
El reino Fungi está formado por los hongos. Son organismos eucariotas, heterótrofos
(incapaces de generar su propia materia orgánica, al carecer de clorofila), no
fotosintéticos, muchos de vida libre, saprófitos, algunos parásitos, células con pared celular
no celulósica, formadores de esporas y que carecen de movimiento en todas las fases de su
ciclo de vida; poseen paredes celulares y absorben su alimento por digestión enzimática
externa.
Se encuentran filogenéticamente más relacionados con los animales que con las plantas. La
forma y el tamaño son variables, tienen el cuerpo, llamado micelio, formado por estructuras
llamadas hifas. Se reproducen de manera sexual y asexual mediante diversos tipos de
esporas. Son generalmente descomponedores que absorben los nutrientes al degradar
organismos muertos y desechos orgánicos, como restos de hojas y las heces de animales.
Según su modo de reproducción y estructura, los hongos se clasifican en:
-
Zigomicetos: sin demasiada importancia, son hongos terrestres, saprofitos. Ej. Moho
negro del pan.
Ascomicetos: entre estos hongos se encuentran las levaduras, mohos negros y
verdinegros, trufas, etc. Algunas especies de ascomicetos se utilizan en la industria
alimenticia, y se conoce una gran cantidad de hongos patógenos de plantas y
animales
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-
-
Basidioicetos: en este grupo se encuentran muchos hongos venenosos, como los
hongos sombrero y los tizones. También existen algunos basidiomicetos comestibles,
como los champiñones.
Hongos imperfectos: aquellos en que no se sabe muy bien el modo de
reproducción, como por ejemplo Penicillium
Existe un grupo particular de organismos llamados líquenes, que algunos autores los ubican
junto con los hongos. En realidad se trata de una relación simbiótica entre hongos y algas,
aunque la fase dominante la constituye el hongo.
Desde el punto de vista ecológico resultan importantes ya que junto con las bacterias son los
principales descomponedores de materia y recicladores de nutrientes de los ecosistemas.
Desde el punto de vista económico los hongos proveen alimentos (intervienen, por ejemplo
en la fabricación del pan, del vino y de quesos), como antibióticos (el gran ejemplo es la
penicilina, se aisló de un hongo del género Penicillium). Sin embargo pueden ser nocivos ya
que muchos hongos viven sobre peces, insectos y otros animales llegando inclusive a
provocarles la muerte. Producen enfermedades en seres humanos, llamadas micosis.
Parasitan animales y pueden afectar sistemas agrícolas, lo que se traduce en pérdidas
millonarias.
Ilustración 13. Esquema de un hongo
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REINO ANIMALIA
En la actualidad se sabe que es probable que tanto las plantas como animales tengan sus
orígenes en el reino de los protistas. A pesar de este origen común, existen diversas
características que permiten separar uno de otros.
El reino Animalia comprende organismos eucariotas, multicelulares, heterótrofos. Tienen la
capacidad de locomoción. La mayor parte de los animales puede realizar esta función al
menos en alguna etapa de su ciclo vital. Sus células no poseen pared celular de ningún tipo,
solo poseen una membrana que la separa del medio exterior y que le permite el
intercambio de sustancias. Las células animales carecen además de cloroplastos, órganos
que poseen clorofila, donde se produce la fotosíntesis. Se alimentan por ingestión y
digestión de las sustancias ingeridas y almacenan sus reservas energéticas en forma de
glucógeno o grasa. La reproducción puede ser sexual o asexual.
El reino animal posee una gran diversidad de seres. En la actualidad la ciencia conoce más
de un millón de especies, y es probable que exista otro tanto de especies desconocidas. La
clasificación de los animales se basa en la estructura general del cuerpo, disposición de sus
extremidades, presencia de cavidades corporales, tejido embrionario, desarrollo del
individuo desde la fecundación, entre otros. Entre los animales se puede diferenciar dos
grupos esenciales: invertebrados y vertebrados
-
-
Invertebrados (no cordados): son los animales carentes de columna vertebral y
esqueleto interno. Agrupan al 90% de los animales. Dentro de este grupo se
encuentran los poríferos (esponjas), los cnidarios (medusas, anemonas, corales),
platelmintos (gusanos); los moluscos (ostras, mejillones, almejas, caracoles, babosas,
calamares y pulpos); los anélidos (lombrices de tierra y sanguijuelas); y los
artrópodos que constituye el grupo más grande del reino animal. En él se encuentran
los arácnidos (arañas, garrapatas, escorpiones); los crustáceos (cangrejos, langostas,
centollas); quilópodos (ciempiés); y la de los insectos (abejas, hormigas, avispas)
Vertebrados: agrupan a peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos.
Desde el punto de vista ecológico los integrantes del reino animal tienen gran importancia
ya que representan el grupo biológico de los consumidores. Pueden ser consumidores
primarios si se alimentan de vegetales; secundarios si se alimentan de herbívoros, o terciario
si ingieren alimentos provenientes de animales carnívoros. Los humanos al igual que otros
organismos, somos omnívoros (capaces de funcionar como herbívoros o carnívoros)
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Desde el punto de vista económico de los animales son de gran importancia por los bienes
que aportan. De ellos obtenemos carne, huevos, leche, fibras textiles, cuero, pieles,
transporte, animales domésticos, etc. Un grupo de animales de enorme interés en las
ciencias ambientales son los insectos, la clase de seres vivientes más diversos y numerosos
del planeta, puesto que son fundamentales en el reciclado de la materia, sirven de alimento
a otros organismos, polinizan las flores, producen miel, provén tintes, aportan en
investigaciones científicas, son controladores biológicos de plagas perjudiciales, etc.
También algunos insectos son nocivos para el ser humano ya que son vectores de transmisión
de enfermedades, o son plagas de animales y de cultivos agrícolas o forestales.
Figura 14 Reino Animalia: invertebrados y vertebrados
REINO PLANTAE
El reino Plantae lo integran las plantas (musgos, helechos, coníferas y plantas con flores).
Son organismos multicelulares, autótrofos (producen su alimento mediante la fotosíntesis) la
gran mayoría, con células con paredes celulósicas diferenciadas en tejidos, con órganos más
o menos complejos según los distintos grupos, y con reproducción asexual y sexual que
implica alternancia de generaciones.
La principal característica del reino es la presencia de clorofila, con la cual capturan la luz,
produciendo compuestos carbonados, por esta característica son autótrofos.
En una variedad que supera las 250.000 especies, siendo el segundo grupo de seres vivos
luego de los artrópodos.
Desde el punto de vista ecológico los integrantes de este reino son
considerados productores primarios, ya que captan energía solar para producir materia
orgánica, razón por la cual se encuentran en la base de la cadena alimenticia.
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Los principales grupos dentro de este reino son las briofitas (musgos), pteridofitas (helechos),
gimnospermas (coníferas) y angiospermas (plantas con flores).
Desde el punto de vista económico este reino está ligado fuertemente con la agricultura la
cual genera divisas a la economía de los países productores. De las plantas obtenemos:
combustible, alimentos, maderas, papel, medicinas, drogas, flores y frutos, comestibles o no.
Desde el punto de vista ecológico las plantas son una de las principales fuentes de oxigeno
en el planeta, vital para el resto de los organismos, sin el cual muchas especies no
sobrevivirían. También están ligados con la colonización y la formación de los ambientes,
desde los desiertos, tundras, bosques boreales, selvas tropicales, praderas y demás fueron
producidos y moldeados por las plantas.
Figura 15. Reino Plantae
www. plantae.galeon.com
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BIBLIOGRAFÍA BÁSICA
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Audesirk, T. & Audesirk G. 2004. Biología, ciencia y naturaleza. Ed. Pearson Prentice Hall.
México
Barderi, M., Cuniglio, F., Fernandez, E. Haut, G. Lopez, A. Lotersztain, I. y Schipani, F.
1998. Biología: Citología, Anatomía y Fisiología, Genética, Salud y Enfermedad. Ed.
Santillana. Argentina
Curtis, H.; Barnes, S. 2000. Biología. 6ª Edición. Ed. Médica Panamericana. México
Kimball, J. 1984. Biología. 4° Edición. Addison-Wesley Iberoamericana. México
Purves, W.K., Sadava, D., Orians, G.H., Heller, H.C. 2003. Vida. La Ciencia de la
Biología. 6ª Edición. Ed. Médica Panamericana.
Sitios Web
- http://web.educastur.princast.es/cp/ventanie/Webquest/webquest.htm
- http://www.aldeaeducativa.com/aldea/Tareas2.asp?which=7
- http://esg-www.mit.edu:8001/esgbio/chapters.html
- http://www.biologia.edu.ar/
Enciclopedia Encarta
- Biología
- Vida
- Reino (biología)
ACTIVIDADES
1. Contesta brevemente las siguientes preguntas.
a. ¿Cómo justificas que la Biología es una ciencia importante?
b. ¿Es importante para ti? Sí, No ¿Por qué?
c. Establezca las principales diferencias entre animales y vegetales
d. ¿Cuál es la importancia de efectuar una clasificación de los seres vivos?
2. Completa el siguiente cuadro, indicando en cada caso el objeto de estudio de las diferentes
ramas de la biología y su importancia en tu formación:
Rama
Botánica
Zoología
Citología
Morfología
Anatomía
Fisiología
Patología
Ecología
Objeto de Estudio
Importancia en la carrera
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3. Con el material bibliográfico proporcionado identifique los distintos grupos de seres vivos y
enumere, en la siguiente tabla, según su parecer qué importancia tiene cada uno de en su
formación
Grupo
Bacterias
Aspecto
Importancia
Salud
Agricultura
Ecología
Protistas
Salud
Agricultura
Ecología
Hongos
Salud
Agricultura
Ecología
Animales
Salud
invertebrados
Agricultura
Ecología
Animales
Salud
vertebrados
Agricultura
Ecología
Plantas
Salud
Agricultura
Ecología
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SEGUNDA PARTE: INTRODUCCIÓN A LA BOTANICA
Objetivos
Que el estudiante adquiera la habilidad para:
-
Familiarizarse con conceptos botánicos claves
Observar los vegetales y razone respecto a su sistemática
Plantear problemas y alternativas de solución respecto a la preservación de la
biodiversidad vegetal
¿QUÉ ES LA BOTANICA?
El hombre siempre se interesó por la naturaleza en la que vivía. La curiosidad por esa
naturaleza lo llevó a preocuparse por diferenciar plantas toxicas de las comestibles, y la
forma de aprovechar hojas, flores, raíces, tallos y frutos. Así nació la botánica, ciencia
milenaria que, a grandes rasgos puede describirse como:
BOTANICA (del griego botaun = hierba) es la rama de la biología que se encarga del
estudio integral de las plantas, su descripción, clasificación, distribución y relaciones
con otros seres vivos.
La botánica tiene varias ramas: la paleobotánica, que estudia los restos vegetales fósiles; la
geobotánica, que trata la distribución de la flora en las distintas áreas del planeta; la
botánica propiamente dicha, que ordena y clasifica las plantas y la botánica aplicada que
estudia las características de las plantas en su relación con su empleo por parte del hombre.
La botánica se relaciona directamente con otras ciencias ligadas como la citología (estudia
las células vegetales), la histología (los tejidos vegetales), embriología (desarrollo y
transformaciones del embrión), morfología (aspecto exterior de las plantas), anatomía
(aspecto interior), fisiología (nutrición y reproducción vegetal). Se relaciona además con
ciencias de otros campos como la geografía, la paleontología, la química, entre otras.
Pero ¿Que son las plantas? Los vegetales o plantas fueron los primeros seres vivos que
aparecieron en la tierra. Su actividad vital genero durante miles de años el oxígeno
indispensable para la vida animal y modificaron la atmósfera original de la tierra.
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Las principales características de las plantas son:
- Generan su propio alimento mediante la fotosíntesis.
- Están fijos en el suelo.
- Crecen en grosor y longitud durante toda su vida.
- Las células vegetales se caracterizan por presencia de pared celular (formada
básicamente de celulosa que le da rigidez a la célula), presencia de cloroplastos
(que realizan la fotosíntesis, presencia de una gran vacuola (que almacena agua y
sustancias de reserva y le da turgencia a la célula).
¿CÓMO ESTÁN FORMADAS LAS PLANTAS?
En líneas generales podemos aseverar que las plantas están constituidas por diferentes
órganos. Ellos son: raíces, tallos, hojas, flores, frutos, semillas. Todos ellos con una gran
diversidad de formas. La posición de estos órganos en las plantas, sus funciones y
transformaciones son analizadas por la anatomía y la morfología y se aplican en la
clasificación de los vegetales. Por lo tanto es importante conocer conceptual y
funcionalmente cada una de ellas.
Figura 16. Partes de una planta
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RAIZ
Para su supervivencia las plantas necesitan extraer sustancias del medio en que se
encuentran. Para ello utilizan las raíces. La raíz son es la parte subterránea de las plantas,
y el órgano encargado de absorber agua y sales minerales y sirve de fijación al suelo del
cuerpo de la planta.
Funciones:
- Anclar la planta al suelo
- Absorber agua y sales minerales del suelo.
- Transportar y conducir el agua y las sales hacia el tallo a través de tejidos llamados
xilema y el floema.
- acumular sustancias de reserva en sus células
Existen dos tipos principales de raíces1:
- Fasciculada; cuya raíz principal tiene ramificaciones, y un desarrollo igual a las
laterales
- Pivotante o Axonomorfa: cuya raíz principal generalmente adopta forma cónica
de mayor crecimiento que las laterales
Ilustración 17. Raíz pivotante y raíz fasciculada
1
Existen otros tipos y clasificaciones de raíces, pero su desarrollo conceptual escapa a los fines de este curso.
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TA L L O
Es el órgano que vincula a las raíces con las hojas. Sobre él se desarrollan las hojas y las
flores, suele ser aéreo, erguido y alargado, aunque en algunas plantas presenta una
estructura modificada.
Funciones:
- Conducir el agua y las sales minerales absorbidos por la raíz hacia las hojas (vía
xilema)
- Conducir los alimentos producidos por las hojas hacia el resto de de planta (vía
floema)
- Almacenar agua y sintetizar alimentos (e.g. cactus)
Existen diferentes tipos de tallo2:
- Herbáceo: blandos y verdes, no leñosos
- Tronco: duro y resistente, generalmente no es verde. También llamado tallo leñoso
- Caña: Tallo hueco y dividido en segmentos por nudos. Característico de las
gramíneas
- Estípite: tallo típico de las palmeras, formado por un tronco que remata en un
penacho de hojas y flores
Figura 18. Tipos de tallo: A: Herbáceo; B: Tronco; C: Caña; D:Estípite
2
Existen otros tipos de tallos, como por ejemplo los tallos subterráneos, pero su desarrollo conceptual escapa a los fines
de este curso.
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HOJAS
Las hojas son órganos laminares, de crecimiento definido, que por lo general se expanden
desde el tallo en sentido lateral. Su disposición y funcionamiento confieren una función
protagónica en distintos procesos bioquímicos de la planta (e.g. fotosíntesis e intercambio
gaseoso).
Partes de una hoja
La hoja típica (nomófilo) consta de diversas partes que son el limbo, el peciolo y la base
foliar.
Ilustración 19. Partes de una hoja
-
-
El limbo es la superficie laminar, con frecuencia verde y muy delgada, que tiene
una cara superior (haz) y una cara inferior (envés) y que está recorrida por nervios
(haces conductores por donde circula el agua y los nutrientes). Según el limbo,
podemos diferenciar las hojas en simples (un único limbo) o en compuestas (el limbo
está dividido en hojas separadas llamadas foliolos).
El peciolo es el pedúnculo que une el limbo con el tallo.
La base foliar o vaina es la parte por donde la hoja queda unida al nudo de un
tallo.
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Tipos de hojas:
-
-
Cotiledones: hojas embrionales que aparecen tras la germinación de la semilla
Catafilos: hojas normalmente incoloras de función protectora.
Nomófilos: hojas normales. Realizan la función de fotosíntesis (captan la luz y la
transforman en energía química) y facilitan el intercambio gaseoso. Tienen una
duración:
Hipsofilos o brácteas: hojas verdes que protegen o acompañan a las flores.
Antófilos: hojas que forman las flores.
Ilustración 20. Tipos de hojas
Según la división del limbo los nomófilos u hojas normales se clasifican en simples o
compuestas
Ilustración 21. Hojas simples y compuestas. Fuente: www.foxitsoftware.com
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Ilustración 22. Hoja simple y hoja compuesta (pinnada y bipinnada)
Las hojas pueden clasificarse por:
- la forma del limbo3: acintada, acicular, aovada, acorazonada, lanceolada, lineal,
ovalada, flabelada, lobulada, romboidal, sagitada
- la nerviación o nervaduras4: retinervadas, paralelinervadas
Forma del limbo
Existen infinitas formas que pueden presentar las hojas según el tipo de vegetales. Algunas
de ellas se presentan en la siguiente ilustración:
Ilustración 23. Clasificación de las hojas por forma del limbo.
A: acicular; B: acintada; C: lanceolada; D: aovada; E: acorazonada; F: romboidal; G: flabelada; H: sagitada; I: peltada;
J: cuneiforme
3
Existen otros tipos de limbos, pero su desarrollo conceptual escapa a los fines de este curso.
4
Existen otros tipos de nerviación pero su desarrollo conceptual escapa a los fines de este curso.
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Nervaduras:
La nervadura es la distribución de los nervios que forman parte del tejido vascular de la
hoja. A través de ellos circula la savia, nutriendo los órganos de la hoja. Existen tres tipos
generales de clasificación de las hojas según sus nervaduras
-
uninervadas: una sola nervadura
retinervadas: los nervios se disponen en forma de red
paralelinervadas (los nervios se disponen en forma paralela con los márgenes
laterales de la hoja)
Ilustración 24. Tipos de nervaduras. A: uninervadas; B: paralelinervadas; C: retinervadas
FLOR
La flor es el órgano sexual de la planta.
Partes de la flor:
- Sépalos: hojas de color verde en la parte más externa. El conjunto de sépalos forma
el cáliz.
- Pétalos: son hojas grandes, brillantes y coloridas que envuelven las estructuras
reproductoras. El conjunto de pétalos forma la corola.
- Androceo: órgano reproductor masculino. Está compuesto por los estambres, que
contienen en su interior los granos de polen (gametos masculinos).
- Gineceo: órgano reproductor femenino. Está formado por uno o más carpelos. Cada
carpelo consta del ovario (en su interior está el óvulo o primordio seminal), estilo y
estigma.
Ilustración 25. Partes de una flor de angiosperma. Fuente: www.foxitsoftware.com
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FRUTO
El fruto es el ovario fecundado y maduro que contiene la semilla que es el óvulo fecundado.
Su principal función es la protección y dispersión de las semillas.
Se pueden clasificar a los frutos de la siguiente manera:
-
-
Fruto simple: un ovario simple desarrollado a partir de una sola flor. Pueden ser
secos (roble, bellota, avellana) o carnosos (cereza, tomate, manzana).
Fruto complejo: se desarrollan a partir de ovarios de muchas flores formando una
estructura que parece un solo fruto y además tienen otras partes de la flor (frutilla,
granada).
Frutos compuestos: se desarrollan a partir de muchos ovarios de una inflorescencia
(higo, mora).
Carnosos
Frutos
simples
Secos
Frutos complejos
Frutos compuestos
Tabla 7. Distintos tipos de frutos
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SEMILLA
La semilla es el embrión de la planta que ha alcanzado la madurez y se encuentra en
estado de latencia. Cuando la semilla encuentra las condiciones ambientales adecuadas,
germinará.
La semilla está formada por tres elementos:
-
Embrión: planta diminuta con uno o dos cotiledones.
Endospermo: tejido de reserva alimentario de la semilla.
Tegumento: cubierta exterior que actúa de defensa y evita la pérdida de agua de
la semilla.
Ilustración 26. Esquema de una semilla. Tomado de www.biblioteca.org.ar
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CLASIFICACION DE LOS VEGETALES
El estudio del reino vegetal requiere del desarrollo de un método para clasificar las
distintas formas de vida. Por lo general se basan en rasgos observables a simple vista o con
ayuda de sencillos materiales de observación. Existen distintas formas de clasificar a los
vegetales conocidos. En este curso seguiremos tres criterios:
-
Presencia o ausencia de vasos conductores
Presencia o ausencia de flores
Presencia o ausencia de frutos verdaderos
Siguiendo estos lineamientos las plantas se agrupan de la siguiente manera:
Figura 27. Clasificación de los vegetales
BRIOFITAS
Las briofitas son un grupo de plantas primitivas que incluye a musgos y hepáticas. Las
briofitas constituyen un grupo intermedio entre las plantas acuáticas y los vegetales
superiores. Poseen aspecto de plantas verdaderas, pero no lo son ya que son organismos
simples que carecen de un sistema de conducción y transporte interno. Además carecen de
raíces, tallo y hojas verdaderas. Habitan en lugares húmedos. Al carecer de estructuras de
protección son buenos indicadores de contaminación ambiental, Su ciclo de vida se presenta
en dos fases: una generación dominante y una fase complementaria. La reproducción se
realiza a partir de germinación de esporas.
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Figura 28. Ciclo vial de una Briofita
Tomado de Achá et al
PTERIDOFITAS
Son las plantas inferiores más desarrolladas, ya que poseen raíz, tallo y vasos conductores.
Son organismos de transición entre las plantas no vasculares y las plantas vasculares. Se
reproducen por medio de esporas. Suelen ser plantas terrestres o que viven sobre troncos,
ramas de árboles, o bien sobre la tierra. Existen helechos arbóreos o herbáceos. La
morfología general consta de n eje central que se va ramificando y formando numerosas
foliaciones. Posee una fase dominante llamada esporofito que produce esporas que sirven
para la reproducción.
Figura 29. Ciclo biológico de una Pteridofita
Tomado de Achá et al
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GIMNOSPERMAS
Las Gimnospermas se caracterizan por poseer semillas descubiertas visibles en el “pseudofruto”. Un ejemplo de estos falsos frutos lo constituyen las piñas de los pinos. Poseen hojas
duras y superpuestas denominadas escamas, y hojas verdaderas por lo general en forma
de agujas. Se conocen en la actualidad alrededor de 700 especies de gimnospermas. Son
plantas leñosas, crecen como arboles o arbustos, y pueden alcanzar tamaños gigantescos.
Las hojas tienen nervaduras rudimentarias y se mantienen verdes durante todo el año. Los
vasos conductores son menos evolucionados que en las angiospermas y producen una
sustancia densa llamada resina. Sus flores son poco vistosas formadas por escamas que
luego se transforman en falsos frutos. Forman naturalmente bosques densos que tienen gran
importancia ecológica. Económicamente las coníferas poseen valor por su madera, utilizada
en la fabricación de celulosa y papel. También son cultivados como ornamentales.
Figura 30. Ciclo vital característico de una Gimnosperma
Tomado de Achá et al
ANGIOSPERMAS
Las angiospermas se diferencian de las gimnospermas porque sus semillas se encuentran
encerradas y protegidas dentro del fruto que se considera verdadero por generarse a
partir del ovario de la flor. Es la rama de plantas superiores más numerosa ya que posee
cerca de 250.000 especies conocidas. Pueden ser herbáceas o leñosas, incluyendo hierbas,
matas, arbustos y árboles. Las angiospermas se dividen en Monocotiledóneas y
Dicotiledóneas.
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Figura 31. Ciclo vital característico de una angiosperma.
Tomado de Achá et al
MONOCOTILEDONEAS
En este grupo las semillas poseen un embrión con una sola hoja llamada cotiledón. Las flores
tienen tres, seis o nueve pétalos y las hojas presentan nervaduras paralelas. Las raíces son
fasciculadas. Comprende unas 50.000 especies siendo la mayoría herbáceas, de gran valor
económico. Entre ellas encontramos las gramíneas, como el trigo, el arroz, el maíz, la
cebada, el centeno, etc., que sirven para alimentación del hombre, del ganado, entre otros
diversos usos.
DICOTILEDONEAS
Sus semillas poseen dos cotiledones, las nervaduras de las hojas son con dibujo de red, las
flores tienen de 2 a 5 pétalos y la raíz es de tipo pivotante. Agrupan a aproximadamente
200.000 especies. Las dicotiledóneas tienen numerosas aplicaciones ya que muchas de sus
plantas se utilizan en la industria alimenticia, en farmacología, ornamentación y construcción.
Dentro de este grupo se encuentran plantas como las hortalizas (papas, remolacha,
lechuga); ornamentales (rosas, margaritas, claveles); frutales (cítricos, manzanos, perales) y
arboles (sauces, quebrachos, algarrobos, robles)
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Bibliografía básica:
-
Achá, D., Fonturbel, F. Mondaca, D. Zambrana, I. 1999. Introducción a la
Botánica. Manual Universitario. Universidad Mayor de San Andrés. Bolivia
Audesirk, T. & Audesirk G. 2004. Biología, ciencia y naturaleza. Ed. Pearson
Prentice Hall. México
Font Quer, P. 1982. Diccionario de Botánica. Ed. Labor. España
Marzocca, A. 1985. Nociones básicas de taxonomía vegetal. Ed. IICA. Costa Rica.
Strasburger, E. 1988. Tratado de Botánica. Ed. Omega. España
Valla, J. 1979. Morfología de las Plantas Superiores. Ed. Hemisferio Sur. Argentina
Enciclopedia Microsoft Encarta
-
Plantas vasculares
Morfología vegetal
Actividades
1. Responda las siguientes preguntas
a) ¿Qué órganos son esenciales para clasificar a los vegetales?
b) Mencione los criterios utilizados para diferenciar las plantas vasculares
c) ¿Qué grupo considera de mayor relevancia para su carrera?
2. Elabore un cuadro comparativo entre los grupos de vegetales mencionados,
considerando aspectos generales.
3. Con el material proporcionado por el docente, identifique a qué grupo pertenece
cada muestra
4. En una recorrida por el Jardín Botánico de Santiago del Estero, identifique los
distintos grupos de vegetales.
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