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Biología
Para grado 8º y 9º
Programa de Bachillerato Semipresencial y a Distancia
Fundación Atenea y Centro Educativo Bolivariano
Biología para grado 8° y 9°
Núcleo 1
La Evolución Y Sistemas de Locomoción
La Evolución
Pocas ideas han cambiado tan profundamente nuestra visión de la naturaleza como la misma idea de
cambio que implica la evolución de los seres vivos. Los organismos biológicos se agrupan en unidades
naturales de reproducción que denominamos especies. Las especies que ahora pueblan la Tierra
proceden de otras especies distintas que existieron en el pasado, a través de un proceso de
descendencia con modificación. La evolución biológica es el proceso histórico de transformación de unas
especies en otras especies descendientes, e incluye la extinción de la gran mayoría de las especies que
han existido. Una de las ideas más románticas contenidas en la evolución de la vida es que dos
organismos vivos cualesquiera, por diferentes que sean, comparten un antecesor común en algún
momento del pasado. Nosotros y cualquier chimpancé actual compartimos un antepasado hace algo así
como 5 millones años. También tenemos un antecesor común con cualquiera de las bacterias hoy
existentes, aunque el tiempo a este antecesor se remonte en este caso a más de 3000 millones de años.
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La idea de evolución por modificación y derivación de nuevas especies implica la existencia de
antepasados comunes para cualquier par de especies. Hay un antepasado común del hombre y el
chimpancé, y del hombre y las bacterias. La evolución es el gran principio unificador de la Biología, sin
ella no es posible entender ni las propiedades distintivas de los organismos, sus adaptaciones; ni las
relaciones de mayor o menor proximidad que existen entre las distintas especies. La teoría evolutiva se
relaciona con el resto de la biología de forma análoga a como el estudio de la historia se relaciona con las
ciencias sociales. La famosa frase del genético evolucionista Theodosius Dobzhansky que abre este
tema, no es más que una aplicación particular del principio más general que afirma que nada puede
entenderse sin una perspectiva histórica.
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La revolución darwiniana
Aunque la idea de la evolución tenía precedentes, no fue hasta 1859, con la aparición de la obra El origen
de las especies del naturalista británico Charles Darwin, que la idea de la evolución se estableció
definitivamente. Darwin recopiló e interpretó un gran número de observaciones y experimentos de muy
diversas disciplinas de investigación y los presentó como un argumento irrefutable en favor del hecho de
la evolución. Pero Darwin suministró además un mecanismo para explicar las adaptaciones complejas y
características de los seres vivos: la selección natural. ¿Qué significó la teoría de la evolución y de la
selección natural en el contexto de la biología del siglo XIX? En 1802 el teólogo W. Paley publica la
obra Teología natural, en donde arguye que el diseño funcional de los organismos evidenciaba la
existencia de un creador omnisapiente. Según él, el ojo humano, con su delicado diseño, constituía una
prueba concluyente de la existencia de Dios. Para los naturalistas que querían explicar los fenómenos
biológicos por procesos naturales, explicar la adaptación, la maravillosa adecuación de los organismos a
su ambiente, constituía el problema fundamental.
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El gran reto de Darwin era explicar las complejas adaptaciones de los organismos vivos, como el diseño
funcional de un ojo, por mecanismos naturales. La solución de Darwin fue proponer el mecanismo de la
selección natural
El argumento del diseño de Paley tenía una gran influencia en los naturalistas del XIX, a pesar de que
esta visión intervencionista violaba flagrantemente el concepto de naturaleza que se había establecido
con el desarrollo de la física en los siglos XVI y XVII. Los fenómenos del Universo, según esta nueva
concepción, eran explicables por procesos naturales. La naturaleza, per se, era un objeto lícito para
preguntar y contestar científicamente. Con el Origen de Darwin se introduce esta revolución en la
Biología. Lo verdaderamente revolucionario en Darwin fue el proponer un mecanismo natural para
explicar la génesis, diversidad y adaptación de los organismos.
El naturalista británico Charles Darwin (1809-1882) introdujo en su libro El origen de las especies (1859)
dos ideas revolucionarias: la evolución biológica y la selección natural
Para imponer su teoría de la evolución y de la selección natural, Darwin tuvo que introducir una nueva
forma de entender la variación en la naturaleza, el pensamiento poblacional. En el tiempo de Darwin las
especies se consideraban entidades fijas e inmutables; representaban a un tipo platónico, la idea perfecta
de la mente de su creador. Las diferencias en la forma, en la conducta, o en la fisiología de los
organismos de una especie no eran más que imperfecciones, errores en la materialización de la idea de
la especie. En contraste con esta visión esencialista dominante, la variación individual, lejos de ser trivial,
es para Darwin la piedra angular de la evolución. La variación en el seno de las especies o poblaciones
es lo único real, es la materia prima de la evolución, a partir de la que se va a crear toda la diversidad
biológica. Son las diferencias existentes entre los organismos de una especie las que, al magnificarse en
el espacio y en el tiempo, producirán nuevas poblaciones, nuevas especies, y por extensión, toda la
diversidad biológica.
Bajo la visión darwiniana, la variación es la única realidad de las especies. No hay un color de piel en la
especie humana ideal o arquetípico. Cada individuo con su variación característica es un elemento
esencial de nuestra especie.
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El estudio de la evolución
Los estudios y afirmaciones acerca de la evolución generalmente se refieren a uno de dos aspectos
distintos: (1) las investigaciones acerca del hecho de la evolución y (2) las que se refieren al mecanismo
de la evolución. Las primeras abarcan las disciplinas biológicas, tales como la paleontología, la
clasificación, la biología comparada, la biología de poblaciones,... que muestran de manera inequívoca el
hecho de la evolución. Las segundas, las afirmaciones acerca del mecanismo de la evolución, son el
objeto principal de estudio de la genética de poblaciones, y nos informan de los factores, fuerzas o
procesos que producen el cambio evolutivo, es decir, los mecanismos naturales que causan la
descendencia con modificación. Una analogía cotidiana que ilustra esta distinción es la del tiempo
meteorológico. Las precipitaciones, los vientos, las gotas frías, los tifones, son las evidencias que
constituyen las afirmaciones de hecho del tiempo atmosférico. Ahora bien, si queremos explicar el porqué
se dan los diferentes fenómenos meteorológicos, entonces nos tenemos que introducir en el ámbito de
las afirmaciones del proceso o de los mecanismos meteorológicos. Debemos proponer los factores, tales
como las diferencias de temperatura entre distintas masas de aire, que producen los fenómenos
meteorológicos.
La evidencia de la evolución
La evolución que se da en una escala reducida, en el interior de una especie y en el intervalo de unas
pocas generaciones, se denomina microevolución. La macroevolución es la evolución a gran escala, y
abarca periodos considerables de tiempo, y grandes procesos de transformación; en el caso más extremo
comprendería toda la evolución de la vida. Se pueden efectuar experimentos y/o observaciones de
poblaciones de especies actuales a pequeña escala y obtener evidencia directa de evolución. Hay
muchos ejemplos en los que se detecta la evolución en acción, como el clásico caso del melanismo
industrial que se comentará más adelante. La selección artificial efectuada por el hombre en el perro o el
caballo son también claros ejemplos que muestran el potencial de modificación de una especie. Por su
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propia dimensión temporal, no podemos demostrar la macroevolución directamente, exceptuando los
casos de creación de nuevas especies de plantas mediante cruzamiento de especies distintas por el
hombre. Aunque la evidencia evolutiva que suministra el registro fósil, la biología comparada, y la biología
molecular es indirecta, no por ello es menos concluyente a la hora de demostrar la comunidad de origen
de todos los organismos.
El registro fósil
Los sedimentos que se han ido acumulando sobre la corteza de la tierra durante su historia geológica
dejan una huella inestimable, generalmente en forma de huesos o esqueletos duros petrificados, de
organismos muertos en el pasado: son los fósiles. El registro fósil es una ventana maravillosa a la historia
de la vida. Si no existiera no podríamos inventarlo. Sin él, el vacío acerca de la evolución de la vida sobre
la tierra sería insustituible. Podríamos especular, teorizar infinitamente, pero ¿quién podría haber
imaginado que la Tierra estuvo dominada durante 150 millones de años por unos reptiles inmensos y
fantásticos, los dinosaurios, que desaparecieron en un instante relativo de tiempo, si no hubieran existido
fósiles de dinosaurios que nos lo contasen? La desintegración de los elementos químicos radiactivos que
hay en las rocas ha permitido estimar que la Tierra se originó alrededor de hace 4600 millones de años.
La Tierra, que era una esfera caliente, se enfría gradualmente, iniciándose un periodo de evolución
química que culminará con la formación de las primeras células. En Australia y África se han encontrado
sedimentos retenidos y fijados por bacterias de hace 3600 millones de años, lo que hace que esta fecha
sea una estima mínima de la edad de inicio de la evolución biológica. La magnitud del tiempo en el que
ha transcurrido la evolución se escapa completamente a nuestra comprensión, no podemos siquiera
imaginar, limitados a la minúscula escala de nuestro tiempo vital, el potencial de transformación que
suponen 3600 millones de años de evolución.
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El tiempo geológico
El tiempo geológico se ha dividido en una serie de etapas jerárquicas, las eras, los períodos, y las
épocas, que no siguen una cronología lineal, sino que es una crónica de los momentos claves de la
historia de la vida. Las transiciones entre las cuatro eras, la Precámbrica, la Paleozoica, la Mesozoica y la
Cenozoica representan grandes cambios en las fauna y flora de toda la Tierra. En el primer período de la
era Paleozoica, el Cámbrico, hace 570 millones de años, aparecen de golpe en el registro fósil los
animales pluricelulares que tienen partes duras, como las conchas, y exoesqueletos,... El final del
Paleozoico coincide con la mayor extinción habida en la Tierra, en la que desaparecieron el 96% de las
especies. Al final del Mesozoico, en la transición entre el período Cretácico y Terciario, se da la conocida
extinción de los dinosaurios, junto a un 70% de las especies existentes.
Cronología de siete momentos estelares de la evolución
¿Qué nos enseña el registro fósil sobre la historia de la vida sobre la Tierra? Esta es una lista de los
acontecimientos más importantes

Origen de la célula procariota 3600 M (M=Millones de años)

Origen de la célula eucariota 1400 M

Origen de la fauna de animales pluricelulares 650 M

Fauna de la explosión cámbrica 570 M

Origen de los vertebrados terrestres 360 M

Extinción de los dinosaurios. La antorcha pasa de los dinosaurios a los mamíferos 65 M

Origen de Homo sapiens 0,1 M.
Si toda la historia de la Tierra la comprimiésemos en una hora, a los 20 minutos aparecerían las
bacterias, a los 55 los dinosaurios, los antropoides aparecen a 40 segundos antes del final, y los
humanos al cumplirse la hora.
Hay una coherencia entre el registro fósil y el origen evolutivo de las especies y sus grupos
correspondientes. Si la vida se debiera a la creación espontánea e independiente de especies, no
tendríamos porqué esperar que el hombre surgiera con los mamíferos, podríamos haber surgido en
cualquier momento, cuando aparecieron los peces, o los dinosaurios, o antes de que surgieran los
primates.
La evolución no tiene dirección definida
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La historia de la vida es una historia de extinciones y muerte,... con unos pocos supervivientes. El 99,9%
de las especies que han existido alguna vez están hoy extintas. Grupos enteros de organismos, como los
dinosaurios, los trilobites, los ammonoideos, se han extinguido para siempre sin dejar descendiente
alguno.
Como señala el reconocido paleontólogo S. Gould, el registro fósil no es un relato convencional que
conduce a los diferentes linajes a más excelencia, más complejidad, más diversidad. La historia de la vida
no muestra un rumbo definido, no tiene dirección ni sentido. La evolución es una narración de eliminación
masiva seguida de diferenciación en el interior de unos cuantos supervivientes. Es a priori imposible
determinar la dirección de la evolución porque la importancia de los acontecimientos concretos,
contingentes, como la extinción o no de un grupo de organismos en el caso de una extinción en masa, o
la posesión o no de una variante adaptativa adecuada cuando ésta es requerida, son los verdaderos
agentes de la historia.
Las extinciones en masa
Hay dos regímenes de extinciones: la extinción normal, que afecta a las especies que dejan de seguir a
su ambiente en su lucha diaria por adaptarse, y la extinción en masa, que son más rápidas y
devastadoras en cuanto a su magnitud. Al menos han ocurrido cinco extinciones en masa, y han dejado
muchos huecos ecológicos que han permitido que sean ocupados por los descendientes de las especies
supervivientes. Esta ocupación del bioespacio disponible suele ir acompañada de una rápida y extensa
diversificación morfológica que se denomina radiación adaptativa. No se sabe con certeza la causa de las
extinciones masivas, aunque las causas físicas como el impacto de asteroides o el cambio climático
parecen más probables que las biológicas. Según una hipótesis reciente, hay ciclos de extinción masiva
aproximadamente cada 26 millones de años, y el impacto periódico de lluvias de cometas sobre la Tierra
podría explicar dicho ciclo.
La fauna de Burguess Shale
Si tuviéramos la oportunidad de volver a un momento del pasado, el período previo al Cámbrico sería sin
duda uno de los más atractivos. En el Cámbrico, hace 570 M, se produce la gran explosión en el registro
fósil de los primeros animales pluricelulares con partes duras. Darwin se preguntaba por qué estos
primeros animales eran ya anatómicamente complejos y sin precursores aparentes. La respuesta está en
el yacimiento de Burguess Shale, situado en las montañas rocosas canadienses. Debido a condiciones
muy especiales de conservación, aquí se encuentra la única fauna de cuerpo blando (sin estructuras
duras) que existe de un tiempo inmediatamente anterior a la explosión cámbrica.
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La gran sorpresa de Burguess Shale es que las pocas especies analizadas contienen una disparidad de
diseños anatómicos que exceden, con mucho, la gama moderna que hay en todo el mundo. En ninguna
fauna posterior se repite la riqueza anatómica de este yacimiento. De los 120 géneros analizados, 20 son
diseños de artrópodos únicos, y además de estar representados los 4 grupos de animales que hoy
existen, hay 8 diseños que no encajan en ningún grupo animal conocido. La época de Burguess Shale
parece ser que fue un tiempo asombroso de experimentación, una era de gran flexibilidad evolutiva, que
fue seguido de una gran extinción.
Opabinia: una vida extraña de un remoto pasado Opabinia fue el fósil de Burguess Shale que reveló la
caja de sorpresas que había en este yacimiento. Su diseño singular no pertenece a ningún grupo animal
conocido. ¡Tiene 5 ojos!, trompa flexible formada por un tubo cilíndrico estriado, un tubo digestivo en
forma de U, un tronco de 15 segmentos, con lóbulos delgados laterales. Los 3 segmentos últimos forman
una cola con tres pares de hojas delgadas y lobuladas dirigidas hacia afuera.
Opabinia fue el primer fósil del yacimiento de Burguess Shale que demostró la singularidad morfológica de las
primeras formas pluricelulares. Tiene 5 ojos, trompa flexible, tubo digestivo en forma de U, un tronco de 15
segmentos, los 3 últimos forman una cola.
Los dinosaurios
Durante el periodo Triásico surgen los dinosaurios de una línea de los reptiles e inician una dinastía sobre
el medio terrestre que habría de durar 150 M. Se han identificado más de 350 especies de dinosaurios, y
se cree que esta es una estima muy inferior a la de las especies que realmente existieron. Entre los
dinosaurios están los animales más grandes que alguna vez hayan vivido sobre la Tierra. El
Seismosaurus, el mayor herbívoro conocido, tenía unas 40 metros de longitud. El Tyrannosaurus rex, uno
de los mayores carnívoros, tenía 12 m de longitud. Los dinosaurios se dividen en dos grandes órdenes,
los de pelvis de lagarto (Saurisquios), que comprenden tanto especies carnívoras como herbívoras, y los
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de pelvis de ave (Ornistiquios), cuyas especies eran todas herbívoras. Los dinosaurios se extinguieron
hace 65 M junto a otras muchas especies. Se ha propuesto que el impacto de un asteroide sobre la
superficie terrestre podría ser la causa de la extinción en masa.
¿Quien podría haber imaginado que la Tierra estuvo dominada durante 150 millones de años por unos
reptiles inmensos y fantásticos, los dinosaurios, que desaparecieron en un instante relativo de tiempo, si
no hubieran existido fósiles de dinosaurios que nos lo contasen?
Biología comparada: homología y analogía
Cuando uno observa similitudes entre especies, se pueden distinguir entre dos tipos de semejanzas, la
analogía y la homología. El ala de un ave y el de una mosca forman una extensión plana y tienen un
movimiento de aleteo similar; los peces, los delfines, o los pingüinos tienen una sección transversal
aplanada que les permite desplazarse por el agua. Estas semejanzas, llamadas analogías, son más bien
superficiales y se deben a que estos organismos están sometidos a las mismas restricciones funcionales
o adaptativas, y no son debidas a que posean un antepasado común reciente.
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En contraste con la analogía, una homología es la similitud que hay entre caracteres de distintas
especies debido a que tienen un origen común, y no a la acción directa de una presión funcional. Por
ejemplo, todos los tetrápodos (animales vertebrados terrestres con cuatro extremidades) tienen una la
extremidad de cinco dedos, y esta se encuentra tanto en las alas de la aves y de murciélagos como en la
mano del ser humano, a pesar que estas extremidades representan unos papeles funcionales muy
distintos. La razón de esta estructura común es que todos los tetrápodos conservamos la misma
estructura básica de la especie ancestral original.
Homología: todos los tetrápodos tienen una extremidad con cinco dedos, aunque tengan diferentes
funciones.
La homología es la base de la clasificación
La clasificación se basa en la comparación de los caracteres de las especies, y los caracteres homólogos
son los elementos claves para establecer una clasificación evolutiva. Si las especies proceden de otras
especies por evolución, y además no varían tan rápidamente como para perder toda su herencia
histórica, se esperaría que los distintos seres vivos compartieran una serie de caracteres homólogos. El
análisis de los diferentes caracteres fenotípicos, como la morfología, la conducta, los cromosomas, la
anatomía externa e interna, el desarrollo embrionario, el metabolismo, la variación genética y proteica
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muestran que las especies presentan semejanzas homólogas en todos los niveles del fenotipo. Cuanto
más próxima sean la especies, mayor será el grado de semejanza, y lo contrario también es cierto,
cuanto más alejada estén menos semejanzas encontraremos. Así, las diferencias que hoy vemos entre
las especies se deben a las nuevas variaciones que han adquirido desde su separación del antepasado
común. Las similitudes que atribuimos a las homologías no podrían explicarse si las especies se
originasen independientemente unas de otras.
Órganos vestigiales
Un caso especialmente significativo de homología es la de los órganos vestigiales o residuales. La pelvis
de los tetrápodos es una estructura ósea cuya función es articular las extremidades posteriores. Las
ballenas son tetrápodos cuyos antepasados mamíferos abandonaron la tierra para habitar en el mar. En
este nuevo medio las ballenas perdieron sus extremidades inferiores, pero aún conservan como huella
acusatoria de su pasado tetrápodo, la serie completa de los huesos de la pelvis. De forma similar, las
serpientes presentan vestigios de la extremidad posterior que portaban sus antepasados.
La reducida pelvis de los cetáceos es un órgano vestigial que prueba su origen tetrápodo.
Biología molecular y homología
La biología molecular ha suministrado la evidencia más universal de homología. Todos los organismos
vivos compartimos el mismo material hereditario, el DNA, una molécula helicoidal cuya información se
encuentra codificada en 4 letras o nucleótidos distintos. Igualmente, el código genético es prácticamente
Universal, todos los organismos comparten el mismo diccionario que da el significado a la secuencia de
DNA. Ambos ejemplos son pruebas muy robustas de la relación íntima que existe entre lo viviente.
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El DNA es una molécula helicoidal que tiene información genética codificada a partir de cuatro letras o nucleótidos distintos.
El árbol de la vida: filogenia
Si la historia de la vida es cambio y ramificación por descendencia, entonces su representación sería la
de un árbol o filogenia, en la que el tronco y las ramas internas se corresponderían a los antepasados de
las especies actuales y los extremos de las ramas externas serían las especies actuales. ¿Cómo se
establece una filogenia? Ordenando las especies actuales atendiendo a la similaridad morfológica y/o
genética de sus caracteres homólogos.
El sistema linneano
El botánico sueco Carolus Linnaeus (1707-78) ideó el sistema de clasificación que se utiliza, con algunas
modificaciones, hoy en día. Hay siete niveles inclusivos de clasificación, que son, de menor a mayor, la
especie, el género, la familia, el orden, la clase, el tipo o Phylum y el reino. El nombre científico de cada
especie tiene dos partes, el león, por ejemplo, se denomina Panthera leo. La primera parte se refiere al
género y la segunda a la especie. Consideremos un ejemplo de como se agrupan las especies actuales
en las distintas categorías linneanas. El león, la pantera, el tigre, pertenecen al género Panthera, que
junto al género Felix (el gato doméstico) y otros se agrupan en la familia de los felinos. Los felinos, con
los cánidos y úrsidos, constituyen el orden de los carnívoros. Primates, roedores, carnívoros, ... se reúnen
en la clase mamíferos. Estos organismos comparten características como el amamantar a sus crías con
leche, gestarlas en el útero mediante un órgano complejo, la placenta. Su piel está protegida por pelaje o
pelos. Mamíferos, aves, reptiles, anfibios, y peces se reúnen en un solo tipo o phylum, porque todos
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tienen columna vertebral, un máximo de cuatro miembros, y sangre roja con hemoglobina, son los
cordados. Los insectos, las arañas, los crustáceos, y los ciempiés, se clasifican en otro tipo, los
artrópodos. Las almejas, caracoles y calamares se agrupan en los moluscos, y así sucesivamente. El tipo
cordado, artrópodo, molusco y otros forman el reino Animal. El árbol de la vida se ordena siguiendo
divisiones que van de características generales a aspectos más específicos.
El botánico sueco Carolus Linnaeus (1707-78) creó el sistema de clasificación que se utiliza hoy en día.
Significado de los niveles jerárquicos de clasificación
¿Por qué se ordena la diversidad biológica en diferentes niveles jerárquicos? Los rasgos de las divisiones
más generales corresponderían a adaptaciones básicas o principales que surgieron en los momentos
iniciales de la evolución de los especies progenitoras de estos grupos. Por ejemplo, hay cinco grandes
reinos, las moneras, los protistas, los hongos, las plantas y los animales, que se corresponden con las
cinco diferenciaciones principales de la vida sobre la Tierra. El Phylum o tipo es la siguiente unidad
básica de diferenciación entre reinos, y podrían entenderse como proyectos básicos fundamentales de
anatomía. En el reino Animal estos planos fundamentales serían las esponjas, los anélidos (gusanos), los
artrópodos (insectos, crustáceos,...), los cordados,.... A partir de estas adaptaciones principales surgen
posteriormente nuevas variaciones o sub adaptaciones diversas, que por tener un menor tiempo de
evolución, tienen un rango clasificatorio menor.
La clasificación de la diversidad biológica es una prueba de la evolución
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El hecho que la diversidad de la vida esté jerarquizada es un fuerte argumento en favor de la evolución.
El que las especies compartan estructuras anatómicas y adaptaciones básicas puede explicarse
fácilmente si suponemos que las especies actuales compartieron antepasados, pero no esperaríamos
dicho patrón si las especies hubieran sido creadas independientemente.
Filogenia molecular
La universalidad de la molécula portadora de la información genética hace que el DNA sea un carácter
muy apropiado para el estudio comparativo y filogenético de las especies. Morfológicamente no es
posible comparar una bacteria con un hombre, sin embargo si que es posible establecer una
comparación con moléculas de DNA de ambos organismos, ya que están formadas por el mismo
lenguaje de bases. Con datos de secuencias podemos comparar cualesquier grupo de organismos, por
distantes que sean. Los datos moleculares tienen otras propiedades adicionales que todas juntas los
convierten en el carácter ideal de estudios filogenéticos. Muchos trabajos obtienen y analizan las
secuencias de genes y proteínas de diferentes especies para resolver cuestiones todavía dudosas de
relaciones entre organismos. Los datos moleculares han demostrado que nuestra especie está mucho
más cerca del chimpancé y el gorila de lo que creíamos.
Árbol filogenético Universal
El análisis molecular de secuencias también nos ha enseñado que hay una división en la raíz misma del
árbol de la vida que es más fundamental que la división de 5 reinos que se enseña normalmente. En
lugar de los dos tipos celulares canónicos, los procariotas y eucariotas, hay tres tipos principales de
células, las arqueobacterias, las eubacterias y los eucariotas. Este nuevo árbol recibe el nombre de árbol
filogenético universal.
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Árbol filogenético universal
La sexta extinción en masa
El destino natural de cada especie es su extinción. Pero la vida continúa porque muchas especies dejan
especies descendientes antes de morir. La diversidad biológica es un proceso dinámico que resulta del
equilibrio entre la extinción y la producción de especies. Ninguna de los dos puede predominar por mucho
tiempo. Una extinción que fuese superior a la producción de especies durante muchas generaciones
conduciría a la pérdida de la vida sobre la Tierra, mientras que una situación inversa llevaría al
agotamiento de los recursos y por tanto a la extinción. Actualmente desaparece una especie cada 15
minutos. El crecimiento desmesurado de la especie humana ha aumentado en mil veces la tasa normal
de extinción, creando una situación que es análoga a la de una gran catástrofe. Estamos frente a la
sexta, y quizá definitiva, gran extinción de la Tierra.
El movimiento creacionista
A pesar de la resistencia inicial a la visión darwinista, a principios del siglo XX la idea de la evolución de
la vida era ya aceptada por la mayoría de las confesiones cristianas. Sin embargo, en el sur y el medio
oeste de los EE.UU., numerosos grupos de cristianos evangélicos muy activos han intentado
repetidamente prohibir la enseñanza de la evolución en las escuelas o compartirla en tiempo y
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reconocimiento científico con el relato bíblico del Génesis. En tiempos recientes, los creacionistas se han
renovado y organizado a través del movimiento del diseño inteligente, ganando adeptos de otras
confesiones. Los fundamentalistas dan un valor supremo a un texto escrito hace más de 2500 años en un
contexto histórico y cultural que nada tiene que ver con el actual, y que aún así lo consideran más creíble
que todo el cuerpo de conocimientos, datos empíricos y estructuras teóricas que millares de mentes
dotadas de nuestra especie han desarrollado trabajando en colaboración durante los últimos 150 años.
La universalización de la práctica de la ciencia no se ha traducido en la adopción de una cosmovisión
común del Universo y la vida. La persistencia, un siglo y medio después del Origen de las especies, de
creencias abiertamente anticientíficas es una gran paradoja de nuestro tiempo. La consecución de un
credo universal de base darwiniana conduciría a un plano superior de conciencia de la especie humana y
sería, sin duda, el mayor legado de Darwin.
Evolución humana
Las semejanzas morfológicas, bioquímicas, y genéticas sitúan al ser humano en el orden de los primates
de la clase mamíferos. Dentro de los primates, son el chimpancé, el gorila y el orangután, sus parientes
más próximos. Los datos de comparación de secuencias muestran que hay una similitud del 98,5% entre
el DNA humano y el del chimpancé. Esta semejanza es mayor que la que existe entre el chimpancé y el
gorila o el gorila y nosotros, por lo que el chimpancé y los humanos compartimos un antecesor común
más reciente que ambos con los gorilas. Esta cercanía, que se ha estimado en 5M de años, es mucho
mayor de lo que se había inferido sólo con datos morfológicos, y muestra la capacidad de los datos de
DNA para desvelar relaciones de parentesco. En la evolución humana existen dos grandes adquisiciones,
la marcha bípeda, y el desarrollo extraordinario del cerebro. El registro fósil nos muestra que la postura
erguida precedió al desarrollo cerebral y que África es la cuna de la humanidad. El Australopithecus, de
una antigüedad de 1,5-5M de años es el primer mono antropoide de marcha bípeda. Su capacidad
craneal era similar a la del chimpancé y gorila actual. El Homo habilis y el Homo erectus son las líneas
que siguen cronológicamente hasta la llegada de nuestra especie, Homo sapiens, hace 100.000 años.
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Filogenia actual de humanos y antropomorfos modernos que integra los datos moleculares y
morfológicos. H: hombre, C: Chimpancé, G: Gorila, O: Orangután y G: Gibón.
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DNA del hombre de Neandertal
En 1997 se publica la secuencia de un trozo del DNA del primer fósil que se encontró del hombre de
Neandertal, una subespecie extinta de la especie humana. Es la primera vez que se obtiene la secuencia
molecular de un fósil humano. Cuando la secuencia se comparó con secuencias homólogas de DNA
humano actual se dedujo que el antepasado común de nosotros y el hombre de Neandertal vivieron hace
500.000 años, de lo que se concluye que el hombre de Neandertal se extinguió sin mezclarse con el
hombre actual.
on la aparición del cerebro humano se produce el hecho singular del surgimiento de la conciencia objetiva
en la biosfera. Somos chispas de conciencia en un Universo que hasta nuestra irrupción era ciego y
sordo a su devenir. Por primera vez, y en un sentido recursivo, el universo se piensa a si mismo cuando
descubrimos su existencia de igual forma que nosotros nos pensamos y descubrimos con nuestro
cerebro. Esto constituye el momento más trascendental de toda la evolución. El pensamiento científico
que resulta de la actividad de mentes que trabajan en colaboración para entender la realidad física,
biológica y mental de nuestro universo nos conduce a niveles de conciencia superiores. Como señala
Mosterín (2005), nos dirigimos hacia a una conciencia cósmica, donde se alcanzarán planos superiores
de empatía, alegría y lucidez.
La evolución científica y cultural no se limita a las leyes de la selección natural y la herencia genética.
Sigue un proceso de transmisión horizontal (entre individuos de una generación) y vertical (entre
generaciones) que es mucho más veloz que los procesos de evolución biológica típicos. El ser humano
está en el umbral de poder dirigir la evolución en la dirección que el crea conveniente. Podrá limitar
enormemente los azares de la mutación y de la segregación genética y unión de gametos. Genes
mutados que causan graves enfermedades a la especie humana podrán ser sustituidos por sus
contrapartidas no deletéreas,... Pero paradójicamente la humanidad se enfrenta hoy a los retos de su
propio éxito evolutivo. El crecimiento explosivo de su población, con las necesidades de espacio y
recursos que genera, provoca la eliminación o reducción hasta tamaños insoportables de los hábitats de
las especies. La tasa de extinción actual no es sostenible. Es posible que el ser humano pueda mantener
la diversidad biológica en forma de semillas o células congeladas, e incluso que pueda compensar la
pérdida de especies con la creación de nuevas mediante ingeniería genética. Pero la reducción drástica
de espacios naturales limitará inevitablemente la diversidad. Los grandes retos de la humanidad son el
control del crecimiento de la población, la eliminación de las desigualdades socioeconómicas, el
mantenimiento de un desarrollo sostenido y viable y la conservación de hábitats naturales y de especies.
El éxito frente a tales desafíos precisa del desarrollo de una conciencia ética universal basada en el
respeto a la diversidad de pueblos y culturas de nuestra especie. Dicha conciencia debe extenderse
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hasta abarcar a la totalidad de la vida, al conjunto precioso de formas orgánicas que nos han
acompañado, desde la primera célula antecesora común, en este fascinante periplo singular e irrepetible
que es nuestra historia biológica.
Fertilización In Vitro
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Sistemas de Locomoción
El sistema óseo y el esqueleto:
El sistema óseo está formado por un conjunto de estructuras sólidas compuestas básicamente por tejido
óseo, que se denominan huesos.
Un esqueleto interno consiste en estructuras rígidas o semirrígidas dentro del cuerpo, que se mueven
gracias al sistema muscular. Si tales estructuras están mineralizadas u osificadas, como en los humanos
y otros mamíferos, se les llama huesos. Otro componente del sistema esquelético son los cartílagos, que
complementan su estructura. En los seres humanos, por ejemplo, la nariz y orejas están sustentadas por
cartílago. Algunos organismos tienen un esqueleto interno compuesto enteramente de cartílago, sin
huesos calcificados, como en el caso de los tiburones. Los huesos y otras estructuras rígidas están
conectadas por ligamentos y unidas al sistema muscular a través de tendones.
El esqueleto humano es una forma de poder sumamente criticable ya que las diferencias entre las partes
las llevan al enfrentamiento de los huesos coquitlicos. A excepción del hueso hioides —que se halla
separado del esqueleto—, todos los huesos están articulados entre sí formando un continuum,
soportados por estructuras conectivas complementarias como ligamentos, tendones, y cartílagos.
El esqueleto de un ser humano adulto tiene, aproximadamente, 206 huesos, sin contar las piezas
dentarias, los huesos sutúrales o wormianos (supernumerarios del cráneo) y los huesos sesamoideos.
El conjunto organizado de huesos —u órganos esqueléticos— conforma el sistema esquelético, el cual
concurre con otros sistemas orgánicos (sistema nervioso, sistema articular y sistema muscular) para
formar el aparato locomotor.
El esqueleto óseo es una estructura propia de los vertebrados. En Biología, un esqueleto es toda
estructura rígida o semirrígida que da sostén y proporciona la morfología básica del cuerpo, así, algunos
cartílagos faciales (nasal, auricular, etc.) debieran ser considerados también formando parte del
esqueleto.
Funciones básicas del esqueleto:
Los huesos desempeñan funciones importantes entre las cuales se pueden mencionar las siguientes.
1) Función de sostén. El esqueleto constituye un armazón donde se apoyan y fijan las demás partes del
cuerpo, pero especialmente los ligamentos, tendones y músculos, que a su vez mantienen en posición
los demás músculos del cuerpo.
2) Locomoción. Los huesos son elementos pasivos del movimiento, pero en combinación con los
músculos permiten el desplazamiento, ya que les sirven de punto de apoyo y fijación.
3) Protección. En muchos casos los huesos protegen los órganos delicados como en el caso de los
huesos del cráneo, que constituyen una excelente protección para el encéfalo; la columna vertebral y las
costillas protegen al corazón y los pulmones; las cavidades orbitarias protegen a los ojos; el hueso
temporal aloja al oído, y la columna vertebral protege la médula espinal.
4) Hematopoyesis. En la médula roja de los huesos largos se producen los glóbulos rojos y en menor
cantidad linfocitos y monocitos.
22
1.
Hueso.
2.
El hueso es un órgano firme, duro y resistente que forma parte del endoesqueleto de los
vertebrados. Está compuesto principalmente por tejido óseo, un tipo especializado de tejido
conectivo constituido por células, y componentes extracelulares calcificados. Loshuesos también
poseen cubiertas de tejido conectivo (periostio) y cartílago (carilla articular), vasos, nervios, y
algunos contienen tejido hematopoyético y adiposo (médula ósea).
Los huesos poseen formas muy variadas y cumplen varias funciones. Con una estructurainterna
compleja pero muy funcional que determina su morfología, los huesos sonplásticos y livianos
aunque muy resistentes y duros.
El conjunto total y organizado de las piezas óseas (huesos) conforma el esqueleto
o sistema esquelético. Cada pieza cumple una función en particular y de conjunto en relación con
las piezas próximas a las que está articulada.
La superficie de los huesos presenta prolongaciones, protuberancias y tuberosidades, en las que se
insertan los ligamentos de las articulaciones y los tendones de los músculos, y una gran variedad
de irregularidades como surcos, poros y depresiones por las que discurren y penetran los vasos
sanguíneos y los nervios.
3.
Composición y estructura de los huesos:
Los
huesos
son estructuras resistentes
sustancias minerales y orgánicas.
de color blando
amarillento
compuestos
de
Las sales minerales le dan dureza y resistencia a los huesos y son:
Fosfato de calcio 85 por 100.
Carbonato de calcio 9 por 100
Fluoruro de calcio 4 por 100
Fosfato de magnesio 2 por 100
La oseína es la sustancia orgánica y constituye más de 1/3 del material que forma los huesos y ella
confiere a los huesos elasticidad y resistencia.
Los minerales de los huesos no son componentes inertes ni permanecen fijos sino que son
constantemente intercambiados y reemplazados junto con los componentes orgánicos en un proceso que
se conoce como remodelación ósea.
Su formación y mantenimiento está regulada por las hormonas y
aportan vitaminas de vital importancia para su correcto funcionamiento.
los alimentos ingeridos,
que
Estructura de los huesos:
Si se hace un corte longitudinal en el hueso largo podemos observar las siguientes estructuras:




El periostio o membrana fina conjuntiva que recubre todo el hueso.
El tejido compacto, que parte desde los extremos o epífisis y se engruesa en el centro o diáfisis,
El tejido esponjoso, que se ubica en la epífisis y constituye la médula ósea
El canal medular, que se encuentra ocupado por la médula ósea. En la médula ósea roja se
encuentran los eritoblastos, de los cuales se originan los eritrocitos o glóbulos rojos, por tanto esta
estructura constituye el principal órgano hematopoyético.
23
En cuanto a su estructura microscópica el tejido óseo está constituido por células óseas u osteoblastos y
sustancia fundamental. En un corte transversal se observan los canales de Havers, alrededor de los
cuales se disponen en capas concéntricas las laminillas.
1.
2.
Tipos de huesos:
Según su tamaño y forma, se pueden diferenciar tres tipos de huesos: huesos largos, planos y cortos.
a.
b.
Los huesos largos, como los de las extremidades, son cilíndricos y alargados. Disponen de un
cuerpo central ó diáfisis y de dedos extremos o epífisis, que forman parte de las articulaciones.
La zona en la que se une la diáfisis con los extremos óseos se conoce como metáfisis. Constan de
una corteza, que es una capa externa de tejido óseo compacto de varios milímetros de espesor, y
es la que brinda solidez al hueso, y de una zona interna denominada cavidad medular. La corteza
está revestida por fuera por una lámina de tejido conjuntivo y óseo denominada endostio. La
cavidad medular de los extremos óseos está rellena de un tejido óseo esponjoso, poco denso. En
las zonas centrales de los huesos, la cavidad alberga un tejido distinto: la médula ósea.
c.
Los huesos planos, como los del cráneo, el esternón, las costillas o los huesos ilíacos, son
delgados, planos y anchos. Cuentan con una capa externa de tejido óseo compacto, y están
rellenos de tejido óseo esponjoso.
d.
Los huesos cortos, como las vertebras, los huesos del carpo de las manos y los del tarso de los
pies, son pequeños y tienen forma cúbica o cilíndrica. Al igual que los huesos planos, cuentan con
una capa externa de tejido óseo compacto, rellena de tejido óseo esponjoso.
El hueso no es totalmente sólido sino que tiene pequeños espacios entre sus componentes, formando
pequeños canales por donde circulan los vasos sanguíneos encargados del intercambio de nutrientes.
En función del tamaño de estos espacios, el hueso se clasifica en compacto o esponjoso.
a.
El conjunto de un canal central, las láminas concéntricas que lo rodean y las lacunae, canalículos
y osteocitos en ellas incluidos recibe el nombre de osteón o sistema de Havers. Las restantes
láminas entre osteones se llaman láminas intersticiales.
b.
Hueso Compacto: constituye la mayor parte de la diáfisis de los huesos largos así como de la
parte externa de todos los huesos del cuerpo. El hueso compacto constituye una protección y un
soporte. Tiene una estructura de láminas o anillos concéntricos alrededor de canales centrales
llamados canales de Havers que se extienden longitudinalmente. Los canales de Havers están
conectados con otros canales llamados canales de Volkmann que perforan el periostio. Ambos
canales son utilizados por los vasos sanguíneos, linfáticos y nervios para extenderse por el hueso.
Entre las láminas concéntricas de matriz mineralizada hay pequeños orificios o lacunae donde se
encuentran los osteocitos. Para que estas células puedan intercambiar nutrientes con el líquido
intersticial, cada lacuna dispone de una serie de canalículos por donde se extienden
prolongaciones de los osteocitos. Los canalículos están conectados entre sí y, eventualmente a los
canales de Havers.
Hueso esponjoso: a diferencia del hueso compacto, el hueso esponjoso no contiene osteones,
sino que las láminas intersticiales están dispuestas de forma irregular formando unos tabiques
o placas llamadas trabéculas. Estos tabiques forman una estructura esponjosa dejando huecos que
están llenos de la médula ósea roja. Dentro de las trabéculas están los osteocitos que yacen en sus
lacunae con canalículos que irradian desde las mismas. En este caso, los vasos sanguíneos
penetran directamente en el hueso esponjoso y permiten el intercambio de nutrientes con los
osteocitos.
c.
24
El hueso esponjoso es el principal constituyente de las epífisis de los huesos largos y del interior de la
mayor parte de los huesos.
1.
Es un tejido muy consistente, resistente a los golpes, presiones y tracciones pero también
elástico, protege órganos vitales como el corazón, pulmones, cerebro, etc., asimismo permite
el movimiento en partes del cuerpo para la realización de trabajo o actividades estableciendo el
desplazamiento del individuo. Forma el aparato locomotor originando la estructura ósea o esqueleto
y está revestido por músculos dependiendo de su ubicación. Es también un depósito de calcio
movilizable, órgano hematopoyético (alberga a la médula: formador de los componentes formes de
la sangre). Almacenamiento como reserva de calcio y fosforo del cuerpo.
2.
Principales funciones de los huesos:
3.
Articulaciones
Se denomina articulación a la unión de dos o más huesos entre sí. La función de las articulaciones es
brindar movilidad y estabilidad a los segmentos óseos que se relacionan en ellas.
Tipos de articulación:
Según la amplitud de movimiento que permiten, existen tres tipos de articulación.
a.
b.
Las articulaciones fijas o sinartrosis, no permiten prácticamente ningún movimiento a los
segmentos óseos involucrados, que contactan unos con otros directamente. Así ocurre en las
articulaciones entre los huesos del cráneo, cuya principal función es proteger los órganos que se
encuentran en su interior.
c.
Las articulaciones semimóviles o anfiartrosis, pueden articularse ligeramente, y los segmentos
óseos que la conforman están rodeados de una fina capa de tejido cartilaginoso o fibrocartílago. Tal
es el caso de las articulaciones de los cuerpos vertebrales, los cuales solo permiten pequeños
movimientos. Pese a ello, cuando se suman los movimientos del conjunto de articulaciones de la
columna vertebral, ésta puede describir amplios movimientos de flexión, extensión o rotación.
d.
Finalmente las articulaciones móviles o diartrosis, son las que brindan una mayor amplitud de
movimiento; en ellas, los extremos óseos que se vinculan entre sí disponen de diversas estructuras
que facilitan el deslizamiento de uno sobre el otro y garantizan al mismo tiempo la estabilidad de la
articulación. La mayor parte de las articulaciones de las extremidades son de este tipo.
El cuerpo humano tiene diversos tipos de articulaciones móviles. La cadera y el hombro son
articulaciones del tipo esfera-cavidad, que permiten movimientos libres en todas las direcciones. Los
codos, las rodillas y los dedos tienen articulaciones en bisagra, de modo que sólo es posible la movilidad
en un plano. Las articulaciones en pivote, que permiten sólo la rotación, son características de las dos
primeras vértebras; es además la articulación que hace posible el giro de la cabeza de un lado a otro. Las
articulaciones deslizantes, donde las superficies óseas se mueven separadas por distancias muy cortas,
se observan entre diferentes huesos de la muñeca y del tobillo
El cartílago articular
El cartílago articular es una capa de tejido cartilaginoso y de grosor variables, que reviste la superficie de
los extremos óseos que se encuentran dentro de las articulaciones. Su función es evitar el desgaste y la
fricción de los extremos óseos, permitir que éstos encajen mejor y amortiguar, transmitir y distribuir las
fuerzas de gravedad y de tracción muscular que convergen en las articulaciones.
25
El tamaño y la forma del cartílago articular varía considerablemente. Los cartílagos articulares mas
voluminosos son los de las rodillas y caderas, que deben soportar una mayor fuerza de gravedad: su
espesor, en estas articulaciones, puede llegar a 4mm.
La propiedad más importante del cartílago articular es la elasticidad, es decir, la capacidad de volver a su
situación inicial tras ser sometido a una fuertepresión. Esta elasticidad es debida a que, al ser
presionado, el cartílago articular expulsa agua de su propio tejido hacia la cavidad articular y cuando
dicha presión cesa, absorbe el agua nuevamente.
La capsula articular y el líquido articular
La cápsula articular o sinovial es una cubierta doble que envuelve las articulaciones móviles y que sirve
para darles estabilidad. Las cápsulas articulares más voluminosas son las de las rodillas, que proyectan
hacia el interior de la articulación unas muescas laterales o meniscos.
La capa externa de la cápsula articular, o membrana fibrosa, es un manto rugoso y extensible que está
fuertemente unido a los huesos, justo en el límite de la articulación. La capa interna, o membrana
sinovial, más delgada y elástica, reviste la articulación por dentro y está unida, por sus extremos, al
cartílago articular. Su principal función es elaborar y secretar hacia la cavidad articular el líquido articular;
además, cuenta con numerosas células defensivas.
El líquido articular o sinovial es un líquido viscoso y amarillento que ocupa el interior de la cavidad
articular. Su función es lubrificar y reducir las fricciones entre los extremos óseos y nutrir al cartílago
articular. También posee células defensivas.
1.
El esqueleto humano.
Para el estudio del esqueleto humano se consideran tres regiones: cabeza, tronco y extremidades.
a.
Huesos de la cabeza
Para estudiar los huesos, que son 22, se pueden considerar dos partes: el cráneo y la cara.

Huesos del cráneo.
Los huesos del cráneo desempeñan funciones de protección para el encéfalo son los siguientes: un
frontal que forma la frente y contribuye a formar las órbitas de los ojos; un occipital situado en la región
post-inferior del cráneo; dos temporales localizados uno a cada lado del cráneo a nivel de los oídos; dos
parietales que se encuentran a cada lado de la cabeza hacia la parte superior por encima de los
temporales; un esfenoides que se encuentra formando la base anterior del cráneo y un etmoides situado
entre el frontal y el esfenoides.

Huesos de la cara:
La región de la cara comprende 14 huesos que contribuyen a formar cavidades. Todos los huesos de la
cara están soldados al cráneo, excepto el maxilar inferior que se articula al cráneo por una articulación
móvil. Estos huesos son:
Dos nasales que forman la base de la nariz.
Dos malares que forman los pómulos de la cara.
Dos lagrimales o unguis que están situados en las órbitas de los ojos y presentan un canal lagrimal por
donde corren las lagrimas.
Dos cornetes inferiores que se encuentran en las fosas nasales.
26
Dos palatinos que forman el paladar óseo junto con los maxilares superiores y ayudan a formar la
cavidad nasal, la bosa y las órbitas.
Dos maxilares superiores contribuyen a formar las órbitas, las fosas nasales y la bóveda de la boca. En
su borde inferior presentan alvéolos donde se alojan los dientes.
El maxilar inferior que forma la mandíbula inferior. Posee alvéolos donde se alojan los dientes y
movimiento.
Finalmente el vómer que forma parte del tabique nasal.
a.
Huesos del tronco
El tronco está constituido por 58 huesos y para su estudio se consideran las partes siguientes: la columna
vertebral, las costillas y el esternón.

La columna vertebral:
La columna vertebral constituye el eje del cuerpo y está situada en la línea media posterior del cuerpo. Se
extiende desde la base del cráneo hasta la región coxígea. Está constituida por 33 vertebras que se unen
por discos cartilaginosos invertebrales.la columna vertebral está constituida por las vertebras cervicales,
dorsales, lumbares, sacras y coxígeas.

Las costillas
Son huesos largos arqueados y planos que se articulan por detrás con la columna vertebral y por delante
con el esternón. Son doce pares de los cuales los siete primeros forman las costillas verdaderas, pues se
unen directamente al esternón. Los tres siguientes constituyen las costillas falsas, ya que no se unen al
esternón sino a los cartílagos de las costillas verdaderas. Los dos últimos pares reciben el nombre de
costillas flotantes porque su extremidad anterior queda libre.

El esternón
Es un hueso plano situado por delante en la línea media del cuerpo. En el esternón se apoyan las dos
clavículas y los diez primeros pares de costillas.
a.
Huesos de las extremidades superiores:
Las extremidades superiores tienen como función tomar los objetos y servir como defensa. Para estudiar
los huesos de las extremidades superiores se pueden distinguir: el hombro, el brazo, el antebrazo y la
mano.

Huesos del hombro
El hombro está formado por la clavícula y el omóplato. Al conjunto de huesos que forman los hombres se
le conoce con el nombre de cintura escapular.
La clavícula es un hueso en forma de S que está situado en la región antero superior del tórax se articula
con el esternón y el omóplato.
El omóplato es un hueso aplanado situado por detrás de la caja torácica

Hueso del brazo.
27
Esta formado por un solo hueso, el húmero.
El húmero es un hueso largo que se articula con el omóplato y con la cabeza del radio.

Huesos del antebrazo
Consta de dos huesos: el cubito situado hacia adentro y el radio hacia afuera.
El cubito es más largo que el radio y forma el socoEl radio es más corto que el cúbito y algo curvado. El radio puede girar sobre el cúbito, lo cual permite los
movimientos de la mano, es decir, voltearla hacia abajo y adentro y hacia arriba y afuera.

Huesos de la mano:
La mano consta de 27 huesos y está dotada de gran movilidad y agilidad. En la mano podemos
diferenciar 3 regiones:
1) El carpo: está formado por ocho huesos pequeños dispuestos en dos filas. La primera se articula con
el antebrazo y esta formada por: escafoides, semilunar, piramidal, pisiforme. La segunda se articula con
los huesos de la palma y esta formado por: trapecio, trapezoide, mayor y ganchudo.
2) El metacarpo corresponde a la palma de la mano y esta formado por cinco huesos metacarpianos, uno
para cada dedo.
3) Los dedos que están formados por tres huesos cada uno: falange, falangina y falangeta, excepto el
pulgar que solo tiene falange y falangeta.
a.
Huesos de las extremidades inferiores.
Para estudiar los huesos de las extremidades inferiores se dividen en cuatro regiones: cadera o cintura
pélvica, muslo, pierna y pie.

Huesos de la cadera o cintura pélvica.
La cadera sirve de fijación a las extremidades inferiores y está formada por dos huesos grandes, los
ilíacos o coxales que provienen de la soldadura de tres huesos: el ileón, el pubis y el esquión.

Hueso del muslo
Está constituido por un solo hueso, el fémur que va desde la cadera hasta la rodilla, se articula con la
cavidad cotiloidea del ilíaco.

Huesos de la pierna
Está constituida por dos huesos largos: la tibia, hacia el lado interno, y el peroné, hacia el lado externo; la
rotula, que forma parte de la articulación de la rodilla, se halla por tanto entre el muslo y la pierna e
impide que la pierna flexione hacia adelante.

Huesos del pie.
Los huesos del pie se distribuyen en tres grupos: tarso, metatarso y dedos.
El tarso constituye el empeine del pie y comprende siete huesos: el astrágalo, que se articula con la tibia
y el peroné; el calcáneo que forma el talón; el cuboides, el escafoides y los tres cuneiformes.
28
El metatarso o planta del pie está formado por cinco huesos metatarsianos.
Los dedos están formados por tres falanges cada uno, como en los dedos de la mano.
1.
2.

Enfermedades y accidentes del sistema óseo
Osteoporosis
Enfermedad sistémica del esqueleto, caracterizada por una masa ósea baja y un deterioro de la
microarquitectura del tejido óseo, con el consiguiente incremento en la fragilidad ósea y susceptibilidad a
su fractura, por encima de los cincuenta años se considera que una de cada cuatro mujeres y uno de
cada ocho hombres tienen osteoporosis en algún grado.
La influencia más importante del deterioro del sistema óseo en las mujeres pos menopáusicas podría
estar relacionada con una deficiencia severa de progesterona segregada por los ovarios.
Como otras causas se señalan: deficiencias minerales y vitamínicas, medicinas corticosteroides, pobres
hábitos alimentarios, falta de ejercicio, demasiado cortisol y muy poca testosterona. Los estrógenos, por
otro lado, difícilmente protegerán contra la osteoporosis cuando la progesterona este ausente. (Le
magazine Marzo 99).

Artrosis
Enfermedad que afecta cualquier articulación del cuerpo. Puede ser primaria; es decir, que no tiene
causa desencadenante conocida; o secundaria, en cuyo caso se debe especificar su origen.
Entre las múltiples causas que pueden desencadenar una Artrosis, se encuentran los traumatismos, las
infecciones, las enfermedades sistémicas o reumatológicas, etcétera.
En general, cualquier factor que dañe el cartílago de una articulación desencadenará su progresivo
desgaste y destrucción, lo que finalmente pasará a ser una Artrosis de esa articulación. Toda artrosis
tiene tratamiento, el cual dependerá del grado de destrucción de la o las articulaciones.
En una primera etapa se tratan sus síntomas. Posteriormente y a medida que avanza la destrucción
articular se puede llegar, en los casos más avanzados, al reemplazo de la articulación dañada por una
Prótesis.

Osteoartritis
No sólo la osteoporosis es un reto para la tercera edad, también y seguramente un dolor más frecuente,
silencioso y extendido es el derivado de la osteoartritis, con el incremento absoluto y relativo de
la población de la tercera edad, se estima que del 1,5 millón de personas de mas de 65 años de
nuestro país, el 80% tienen o pasan por algún tipo de osteoartritis de modo permanente o esporádico e
intermitente en su frecuencia. Por lo general, ya a partir de los cincuenta años este tipo de trastornos
coexisten con algún otro de tipo crónico.
Los trastornos dolorosos más frecuentes se presentan en la región pectoral de la espalda, pelvis, caderas
y hombros, articulaciones, rodillas especialmente, espasmos en ligamentos, tendones y músculos,
tobillos, muñecas con dolor hacia las manos, conviviendo con otros síntomas como picor, sed, sudor y
debilidad local general.

Escoliosis
29
Es una desviación lateral de la columna con rotación de las vértebras sobre las inmediatas superior e
inferior sin causa identificable. Esta desviación de la columna afecta aparentemente a estructuras tales
como los hombros, la espalda y la pelvis.
No duele ni afecta inicialmente a la vida de relación del paciente. Sin embargo, con el paso del tiempo
uno "columna desviada" se "desgasta" más y aparece una "escoliosis dolorosa del adulto".
Si entendemos que la columna la podemos dividir en cervical, torácica (costillas) y lumbar, existirán
desviaciones para cada segmento. La curva torácica es la más común, seguida por la curva doble
torácica y lumbar, y la lumbar. Por la edad, una escoliosis puede ser congénita, infantil, del adolescente
y juvenil.
La escoliosis afecta a un escaso porcentaje de la población, aproximadamente un 2%. Suele tener un
origen familiar y hereditario (20%).

Lordosis
Es la desviación de la columna vertebral de modo que se ve una "joroba" o Giba.
Accidentes del sistema óseo
Los accidentes más frecuentes que ocurren en el sistema óseo son:



Fractura: cuando se produce una ruptura total o parcial de un hueso; se manifiesta por un intenso
dolor, pérdida del movimiento e inflamación de la parte afectada. Requiere atención médica para
evitar mayores complicaciones. Existen gran variedad de fracturas: sencilla, compuesta, abierta,
doble, etc.
Luxación: consiste en la dislocación de una articulación, lo cual ocurre cuando se sale de su
posición normal. La luxación va acompañada de intenso dolor por la lesión de ligamentos y tendones.
Esguince: es una lesión producida en los ligamentos y tendones a causa de un movimiento
brusco o de un golpe fuerte.
30
Núcleo 2
Sistema Muscular y Sistema Nervioso
La información aquí encontrada se complementa con las Interactividades a las que se
puede acceder desde la página de descargas de estos textos.
Sistema Muscular
Es el conjunto de músculos que recubren a nuestro cuerpo. Éste se divide en siete grandes regiones
musculares: Cabeza, Región anterior del cuello, Región posterior del tronco y del cuello, Tórax,
Abdomen, Extremidades superiores y Extremidades inferiores.
Los músculos están constituidos por haces de células de forma alargada llamadas fibras musculares, las
cuales son contráctiles, es decir, pueden encogerse cuando reciben un estímulo y, además, son
elásticas, lo cual significa que cuando cesa el estímulo se alargan de nuevo hasta adquirir su posición
original.
Existen músculos largos (en las extremidades), anchos (tórax) y cortos (cabeza).
La función que tienen depende del tipo de fibra que contengan mayoritariamente:
1. Fibras musculares estriadas, éstas hacen que la contracción sea sumamente rápida y puede ser
controlada a voluntad por la persona. Estos músculos se encuentran unidos a huesos y al contraerse
hace que el conjunto se desplace, así se logra el movimiento de las extremidades.
2. Fibras musculares lisas, la contracción de éstas es lenta y el movimiento que producen es
involuntario. Estos músculos intervienen en la actividad motora del estómago, intestino, y otros órganos
internos, con excepción del corazón., el cual está constituido por un tipo especial de fibras musculares
que le permiten un movimiento espontáneo, rítmico e independiente de la voluntad, aunque la frecuencia
de su ritmo se puede ver alterada por factores externos como la temperatura o un reacciones cerebrales.
Enfermedades musculares
Las enfermedades musculares más comunes son:
1.- Enfermedades neurógenas son atrofias por denervación: Son enfermedades discapacitantes que
se produce una lesión en el cuerpo a nivel de neuronas (células que conducen los impulsos nerviosos).
Pueden ser atrofias a nivel espinal o a nivel de todo el cuerpo, en las que se incluyen las fallas nerviosas
a nivel hereditario. Pueden producirse por un accidente o por una falla hereditaria.
2.- Distrofias musculares: enfermedad incapacitante caracterizada por una degeneración creciente del
músculo esquelético. Con el paso del tiempo aumenta la debilidad, y disminuyen la funcionalidad y la
masa muscular hasta que el paciente necesita una silla de ruedas para desplazarse. Hay varias formas
clínicas, que se diferencian unas de otras por el patrón de transmisión hereditaria, por la edad de inicio de
la enfermedad y por la distribución de los grupos musculares afectados. En todas las formas de la
enfermedad se detectan fallas a nivel de células motoras o neuronales.
3.- Miopatías ya sean congénitas (heredadas por los genes paternos), inflamatorias (se hinche el
músculo del ojo), metabólicas (producidas por la alteración a nivel metabólico del organismo), etc. Las
miopías se producen por la incapacidad de los músculos oculares para cambiar la forma de las lentes y
enfocar de forma adecuada la imagen en la retina o por una falla congénita que lleva a una deformación
del globo ocular.
31
Sistema nervioso
Definición: Conjunto de los tejidos y órganos formados por las neuronas y sus prolongaciones, y por la
neuroglia.
Neuroglia
Las neuronas del sistema nervioso central están sostenidas por ciertas células no excitables que en
conjunto se denominan neuroglia ( neuro = nervio; glia = pegamento). Estas células en general son más
pequeñas que las neuronas y las superan en 5 a 10 veces en número (50 por ciento del volumen del
encéfalo y la médula espinal).
Hay cuatro tipos principales de células neurogliales, los astrocitos, los oligodendrocitos, la microglia y
el epéndimo.
Clasificación anatómica del sistema nervioso
Sistema Nervioso Central (SNC)
Sistema Nervioso Periférico (SNP)
Clasificación funcional
Funcionalmente, el Sistema Nervioso Periférico se divide en:
32
Sistema Nervioso Somático
Sistema nervioso vegetativo o autónomo, dividido en Sistema Nervioso Simpático y Sistema Nervioso
Parasimpático.
Sistema nervioso
En el hombre se distinguen el Sistema Nervioso Central, o de la vida de relación, que con el Sistema
Nervioso Periférico rige las funciones de relación del organismo con el exterior, y el Sistema Nervioso
Somático junto al Sistema Nervioso Neurovegetativo o Autónomo que preside las funciones de la vida
vegetativa.
Sistema Nervioso Central o de la vida de relación: se divide a su vez en Sistema Nervioso
Central propiamente tal y Sistema Nervioso Periférico. Este último está constituido o se encuentra
relacionado con el Sistema Nervioso Somático y con el Sistema Nervioso Autónomo por medio
de fibras nerviosas o ramas comunicantes.
Todo el eje encefaloespinal se halla envuelto y defendido por tejido conectivo fibroso que forma las
meninges: duramadre, piamadre y aracnoides.
La duramadre es una cubierta gruesa y resistente que, a nivel del cráneo, está adherida a la tabla interna
de la calota y a nivel medular está rodeada por el espacio epidural. Debajo de la duramadre se encuentra
la aracnoides, estructurada por un tejido conectivo dispuesto en forma de una tela de araña. El conectivo
se halla tapizado por el epitelio plano, que por el lado encefálico se ancla sobre la piamadre, la cual sólo
se halla separada del tejido encefálico por una delgada membrana basal, que apoya sobre
prolongaciones gliales.
En la aracnoides circula el líquido cefalorraquídeo y se disponen los vasos sanguíneos encefálicos.
El Sistema Nervioso Central, está formado por el encéfalo que comprende el cerebro, cerebelo, bulbo
raquídeo y tubérculos cuadrigéminos.
Tubérculos Cuadrigéminos, constituyen un centro de reflejos visuales. Los tubérculos son cuatro y se
dividen en dos superiores y dos inferiores. En la región interior de dichos tubérculos se encuentra la
glándula hipófisis, alojada en la "silla turca" del hueso esfenoides y que controla la actividad del
organismo.
El Sistema Nervioso Periférico: son los 31 pares de nervios raquídeos que parten de la médula
espinal; además de 12 pares de nervios craneanos que parten del encéfalo y se dirigen a distintos
órganos de la cabeza (sólo uno de ellos, el peumogástrico (X), va al corazón y tubo digestivo).
El sistema nervioso somático está compuesto por:
Nervios espinales, que son los que envían información sensorial (tacto, dolor) del tronco y las extremidades hacia el
Sistema Nervioso Central a través de la médula espinal. También envían información de la posición y el estado de la
musculatura y las articulaciones del tronco y las articulaciones para el control de la musculatura esquelética.
Tejido nervioso
Los órganos que integran el Sistema Nervioso están formados fundamentalmente por el tejido
nervioso cuyos elementos constitutivos son las neuronas y células gliales que dan origen a la
sustancia gris formada por los cuerpos neuronales y el neuropilo y la sustancia blanca, formada por las
fibras nerviosas o axones y sus vainas.
Desde un punto de vista funcional, la sustancia gris forma centros de procesamiento de la información y
en la sustancia blanca se agrupan las vías de conducción aferentes y eferentes y las vías de
comunicación de dichos centros entre sí.
33
La información llega a los centros superiores desde la periferia, pasando por una serie de centros
intermedios, y lo mismo sucede con las respuestas que desde los centros superiores llegan a la periferia
atravesando un número variable de centros de procesamiento.
Neurona
La unidad anatómica y funcional del tejido nervioso es la neurona, célula altamente especializada cuyas
propiedades de excitabilidad y conducción son la base de las funciones del sistema.
Puede distinguirse en ella un soma o cuerpo celular en el que se hallan los diversos orgánulos
citoplasmáticos: neurosomas (mitocondrias), aparato de Golgi, grumos de Nissi (ergatoplasma),
neurofibrillas, etc. y un núcleo voluminoso.
Del cuerpo celular arrancan dos tipos de prolongaciones, las dendritas y un axón.
Las dendritas se ramifican en ramas de segundo y tercer orden, cuyo calibre disminuye a medida que se
alejan del cuerpo neuronal.
El axón es único y su calibre generalmente uniforme en toda su longitud, se ramifica sólo en la
proximidad de su terminación.
Existe una gran variabilidad en cuanto al tamaño de las células nerviosas: los granos del cerebelo miden
unas 5 u de diámetro, mientras que las grandes pirámides de la corteza cerebral miden unas 130 u.
Nervios
Sus elementos constitutivos fundamentales son los axones, que se hallan rodeados de tejido conectivo.
Los axones conducen impulsos nerviosos desde o hacia el Sistema Nervioso Central. En el SNC pueden
distinguirse neuronas motoras, cuyos axones lo abandonan para incorporarse a los nervios y alcanzar a
los efectores (glándulas, músculos, otras neuronas) y neuronas sensitivas, ubicadas en los ganglios
espinales, a las que llegan los impulsos de la periferia, que luego continúan para ingresar en el SNC.
Según esta distinción, se denomina a los axones: motores y sensitivos. La mayoría de los nervios son
mixtos, ya que poseen ambos tipos de axones.
Células gliales
Son células de soporte del tejido nervioso. De forma estrellada y con numerosas prolongaciones
ramificadas, envuelven al resto de las estructuras del tejido (neuronas, dendritas, axones, capilares)
mediante delgadas lengüetas que se interdigitan entre ellas, formando una cerrada trama (la neuroglia).
Ganglio
Se denomina ganglio al conjunto de células nerviosas que se encuentran en el curso de los nervios, es
por lo tanto, masa de sustancia gris. Los ganglios del sistema neurovegetativo se dividen en cervicales,
que son tres; dorsales, que son generalmente doce; lumbares o abdominales, que son cuatro pero
pueden ser tres o cinco; simpático sacro, que son cuatro y a veces cinco.
Nervios craneales, que envían información sensorial procedente del cuello y la cabeza hacia el Sistema
Nervioso Central. Reciben órdenes motoras para el control de la musculatura esquelética del cuello y la
cabeza.
Sistema Nervioso Autónomo: se compone de centros bulbares y medulares, así como de dos cadenas
de 23 ganglios situados a ambos lados de la médula espinal, y preside las funciones de respiración,
circulación, secreciones y en general todas las propias de la vida de nutrición. Los órganos inervados
funcionan con entera independencia de nuestra voluntad; por esto se les llama sistema autónomo.
Atendiendo al origen y función de las fibras nerviosas el Sistema nervioso Autónomo se divide en dos
grandes grupos:
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Sistema Nervioso Simpático: sus fibras se originan en la médula dorsolumbar y su función es descargar
energía para satisfacer objetivos vitales.
Sistema Nervioso Parasimpático: sus fibras nacen en los centros bulbares y sacro e interviene en los
procesos de recuperación, se encarga del almacenamiento y administración de la energía.
Ambos sistemas tienen funciones antagónicas y complementarias.
El nervio más importante del sistema parasimpático se llama neumogástrico y sale del bulbo raquídeo.
Acto reflejo y acto voluntario
Se denomina acto reflejo a toda impresión transformada en acción, sin la intervención de la voluntad ni
de la conciencia. En él intervienen dos corrientes nerviosas: una sensitiva, que va del sentido que recibe
la impresión al centro nervioso (médula espinal) y otra motora, que es respuesta a la primera, que va del
centro nervioso a la glándula o músculo.
Ejemplo: al recibir un pinchazo, la impresión dolorosa es recogida por los corpúsculos sensoriales de la
piel y transmitida por los nervios táctiles al centro nervioso (médula espinal) en donde, sin darnos cuenta,
se produce una corriente motora (respuesta) que va a los músculos de la piel y mueve la parte herida
para apartarla del instrumento punzante. Todo esto se hace sin intervención de la voluntad.
Los actos reflejos se producen con mucha frecuencia en nuestra vida diaria.
El acto voluntario es idéntico al anterior, pero añade unas corrientes intermedias, o sea que, cuando la
corriente sensitiva llega a la médula, en vez de producirse la corriente motora, prosigue la sensitiva hasta
llegar al cerebro; allí nos damos cuenta de la sensación dolorosa y su causa. Es entonces cuando la
voluntad establece una corriente motora (movimiento voluntario) y el miembro herido se aparta de la
causa de la sensación dolorosa, o queda en suspenso dicha corriente y se siguen sufriendo los efectos
dolorosos: todo depende de nosotros, de nuestro libre querer.
Pero hay otra modalidad de acto voluntario cuando la corriente motora parte directamente del cerebro sin
que haya llegado a él una corriente sensitiva, sino por una idea que allí mismo se ha formado y que
induce a la voluntad a establecer la corriente motora necesaria para verificar el acto que se ha pensado.
ALTERACIONES DEL SISTEMA NERVIOSO
La neurología se encarga del estudio y el tratamiento de las alteraciones del sistema nervioso y la
psiquiatría de las perturbaciones de la conducta de naturaleza funcional. La división entre estas dos
especialidades médicas no está definida con claridad debido a que las alteraciones neurológicas
muestran con frecuencia síntomas orgánicos y mentales. Para la discusión de enfermedad mental
funcional.
Las alteraciones del sistema nervioso comprenden malformaciones genéticas, intoxicaciones, defectos
metabólicos, alteraciones vasculares, inflamaciones, degeneración y tumores, y están relacionadas con
las células nerviosas o sus elementos de sostén. Entre las causas más comunes de la parálisis y de otras
complicaciones neurológicas se encuentran las alteraciones vasculares, tales como la hemorragia
cerebral y otras formas de apoplejía. Algunas enfermedades manifiestan una distribución por edad y
geográfica peculiar; por ejemplo, la esclerosis múltiple degenerativa del sistema nervioso es común en las
zonas templadas, pero rara en los trópicos.
El sistema nervioso es susceptible a las infecciones provocadas por una gran variedad de bacterias,
parásitos y virus. Por ejemplo, la meningitis o la inflamación de las meninges (las membranas que
recubren el cerebro y la médula espinal) puede originarse por numerosos agentes; sin embargo, la
infección por un virus específico causa la rabia. Algunos virus que provocan dolencias neurológicas
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afectan sólo a ciertas partes del sistema nervioso; es el caso del virus que origina la poliomielitis que
suele atacar a la médula espinal; el que causa la encefalitis afecta al cerebro.
Las inflamaciones del sistema nervioso se denominan en función de la parte a la que afectan. Así, la
mielitis es la inflamación de la médula espinal y la neuritis la de un nervio. Estas alteraciones pueden
producirse no sólo por infecciones, sino también por intoxicación, alcoholismo o lesiones. Los tumores
que se originan en el sistema nervioso suelen componerse de tejido meníngeo o de células de la
neuroglia (tejido de sostén), dependiendo de la parte específica que esté afectada. Sin embargo, otros
tipos de tumores pueden sufrir metástasis (propagarse) o invadir el sistema nervioso. Véase Cáncer
(medicina). En ciertas alteraciones, como la neuralgia, la migraña y la epilepsia puede no existir ninguna
evidencia de daño orgánico. Otra alteración, la parálisis cerebral, está asociada con una lesión cerebral
producida antes, durante o después del nacimiento.
36
Núcleo 3
Sistema Endocrino
Tu cuerpo produce sus propias sustancias químicas y las sutiliza para controlar determinadas funciones,
y el principal sistema que coordina esas sustancias se denomina sistema endocrino.
Aunque muy pocas veces pensamos en el sistema endocrino, este influye sobre casi todas las células,
órganos y funciones del organismo. El sistema endocrino es fundamental para regular el estado de
ánimo, el crecimiento y el desarrollo, el funcionamiento de los distintos tejidos y el metabolismo, así como
la función sexual y los procesos reproductores.
Generalmente el sistema endocrino se encarga de procesos corporales que ocurren lentamente, como el
crecimiento celular. Los procesos más rápidos, como la respiración y el movimiento corporal, están
controlados por el sistema nervioso. Pero, a pesar de que el nervioso y el endocrino son sistemas
distintos, a menudo colaboran para ayudar al organismo a funcionar adecuadamente.
¿Qué es el sistema endocrino?
Las piezas fundamentales de sistema endocrino son las hormonas y las glándulas. En calidad de
mensajeros químicos del cuerpo, las hormonas transmiten información e instrucciones entre conjuntos de
37
células. Aunque por el torrente sanguíneo circulan muchas hormonas diferentes, cada tipo de hormona
está diseñado para repercutir solamente sobre determinadas células.
Una glándula es un conjunto de células que fabrican y secretan (o segregan) sustancias. Las glándulas
seleccionan y extraen materiales de la sangre, los procesan y secretan el producto químico resultante
para que sea utilizado en otra parte del cuerpo. Algunos tipos de glándulas liberan los productos que
sintetizan en áreas específicas del cuerpo. Por ejemplo, lasglándulas exocrinas, como las sudoríparas y
las salivares, liberan secreciones sobre la piel o en el interior de la boca. Sin embargo, las glándulas
endocrinas liberan más de 20 tipos de hormonas diferentes directamente en el torrente sanguíneo,
desde donde son transportadas a otras células y partes del cuerpo.
Las principales glándulas que componen el sistema endocrino humano incluyen:

el hipotálamo

la hipófisis

la glándula tiroidea

las glándulas paratiroideas

las glándulas suprarrenales

la glándula pineal

las glándulas reproductoras (que incluyen los ovarios y los testículos).
El hipotálamo
El hipotálamo, un conjunto de células especializadas ubicado en la parte central inferior del cerebro, es
el principal nexo de unión entre los sistemas endocrino y nervioso. Las células nerviosas del hipotálamo
controlan el funcionamiento de la hipófisis, segregando sustancias químicas que bien estimulan o bien
inhiben las secreciones hormonales de esta última glándula.
La hipófisis
A pesar de no ser mayor que un guisante, la hipófisis, ubicada en la base del cerebro, justo debajo del
hipotálamo, se considera la parte más importante del sistema endocrino. Se suele denominar la "glándula
maestra" porque fabrica hormonas que regulan el funcionamiento de otras glándulas endocrinas. La
fabricación y secreción de hormonas hipofisarias puede verse influida por factores como las emociones y
los cambios estacionales. A tal efecto, el hipotálamo envía información procesada por el cerebro (como la
temperatura medioambiental, los patrones de exposición solar y los sentimientos) a la hipófisis.
La diminuta hipófisis se divide en dos partes: el lóbulo anterior y el lóbulo posterior El lóbulo anterior
regula la actividad de las glándulas tiroidea, suprarrenales y reproductoras, y produce diversas hormonas,
entre las que cabe destacar:
38

la hormona del crecimiento, que estimula el crecimiento óseo y de otros tejidos corporales y
desempeña un papel importante en la utilización de los nutrientes y minerales

la prolactina, que activa la producción de leche en las mujeres que dan el pecho

la tirotropina, que estimula a la glándula tiroidea a producir hormonas tiroideas

la corticotropina, que estimula a las glándulas suprarrenales a producir determinadas hormonas.
La hipófisis también segrega endorfinas, unas sustancias químicas que actúan sobre el sistema nervioso
reduciendo la sensación de dolor. Además, la hipófisis segrega hormonas que estimulan a los órganos
reproductores a fabricar hormonas sexuales. La hipófisis también controla la ovulación y el ciclo
menstrual en las mujeres.
El lóbulo posterior de la hipófisis libera la hormona antidiurética, también denominada vasopresina,
que ayuda a controlar el equilibrio entre agua y sales minerales en el organismo. El lóbulo posterior de la
hipófisis también produce oxitocina, que desencadena las contracciones uterinas necesarias para dar a
luz.
La glándula tiroidea
La glándula tiroidea, ubicada en la parte anterior e inferior del cuello, tiene forma de pajarita o mariposa
y produce las hormonas tiroideas tiroxina y triiodotironina. Estas hormonas controlan la velocidad a la
cual las células queman el combustible de los alimentos para producir energía. La producción y liberación
de hormonas tiroideas está controlada por la tirotropina, secretada por la hipófisis. Cuantas más
hormonas tiroideas haya en el torrente sanguíneos de una persona, más rápidamente ocurrirán las
reacciones químicas que tienen lugar en su organismo.
¿Por qué son tan importantes las hormonas tiroideas? Por diversos motivos; por ejemplo, ayudan a
crecer y desarrollarse a los huesos de los niños y jóvenes y desempeñan un papel fundamental en el
desarrollo del cerebro y del sistema nervioso en los niños.
Las glándulas paratiroideas
Pegadas a la glándula tiroidea, hay cuatro glándulas diminutas que funcionan conjuntamente
denominadas glándulas paratiroideas. Liberan la hormona paratiroidea, que regula la concentración
de calcio en sangre con la ayuda de la calcitonina, fabricada por la glándula tiroidea.
Los glándulas suprarrenales
En el cuerpo humano también hay dos glándulas suprarrenales, de forma triangular, una encima de
cada riñón. Las glándulas suprarrenales constan de dos partes, cada una de las cuales fabrica distintas
hormonas y desempeña distintas funciones. La parte más externa, la corteza suprarrenal, produce unas
hormonas denominadas corticoesteroides, que contribuyen a regular el equilibrio entre sales minerales
y agua, la respuesta al estrés, el metabolismo, el sistema inmunitario y el desarrollo y la función sexuales.
La parte más interna, la médula suprarrenal, produce catecolaminas, como la adrenalina. También
denominada epinefrina, esta hormona eleva la tensión arterial y la frecuencia cardiaca en situaciones de
estrés.
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La glándula pineal
La glándula pineal se encuentra justo en centro del cerebro. Secreta melatonina, una hormona que
probablemente influye en que tengas sueño por las noches y te despiertes por las mañanas.
Las gónadas
Las gónadas son la principal fuente de hormonas sexuales. La mayoría de la gente no piensa en ello,
pero tanto los hombres como las mujeres tienen gónadas. En los hombres, las gónadas masculinas,
o testículos, se encuentran en el escroto. Segregan unas hormonas denominadas andrógenos, la más
importante de las cuales es la testosterona. Estas hormonas indican a los chicos cuándo ha llegado el
momento de iniciar los cambios corporales asociados a la pubertad, incluyendo el crecimiento del pene,
el estirón, el cambio de voz y el crecimiento de la barba y del vello púbico. En colaboración con otras
hormonas secretadas por la hipófisis, la testosterona también indica a los chicos cuándo ha llegado el
momento de producir esperma en los testículos.
Las gónadas femeninas, los ovarios, se encuentran dentro de la pelvis. Producen ovocitos y secretan las
hormonas femeninas: elestrógeno y la progesterona. El estrógeno indica a las chicas cuándo tienen
que iniciar los cambios corporales asociados a la pubertad. Durante esta etapa del desarrollo, a las
chicas les crecen los senos, empiezan a acumular grasa en caderas y muslos y experimentan un estirón.
Tanto el estrógeno como la progesterona participan también en la regulación del ciclo menstrual y
desempeñan un papel importante en el embarazo.
A pesar de que las glándulas endocrinas son las principales productoras de hormonas, algunos órganos
que no forman parte del sistema endocrino -como el cerebro, el corazón, los pulmones, los riñones, el
hígado y la piel- también producen y segregan hormonas. El páncreas forma parte tanto del sistema de
secreción hormonal como del digestivo porque también produce y secreta enzimas digestivas. Este
órgano produce dos hormonas importantes: la insulina y el glucagón. Ambas colaboran para mantener
una concentración estable de glucosa, o azúcar, en sangre y para abastecer al cuerpo de suficiente
combustible para que produzca la energía que necesita y mantenga sus reservas de energía.
¿Qué función desempeña el sistema endocrino?
Las hormonas, una vez secretadas, circulan por el torrente sanguíneo desde la glándula endocrina hasta
las células diseñadas para recibir el mensaje de que aquellas son portadoras. Estas células se
denominan células diana. A lo largo de este recorrido por el torrente sanguíneo, unas proteínas
especiales se unen a diversas hormonas. Estas proteínas actúan como portadoras, controlando la
cantidad de hormona disponible que debe interactuar con las células diana. Las células diana tienen
receptores en los que solo encajan hormonas específicas, de modo que cada tipo de hormona se
comunica solamente con un tipo específico de células diana que posee receptores para esa hormona.
Cuando una hormona llega a su célula diana, se adhiere a los receptores específicos de esa célula y la
combinación de hormona-receptor transmite instrucciones químicas sobre el funcionamiento interno de la
célula.
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Cuando las concentraciones hormonales alcanzan el nivel normal, el sistema endocrino ayuda al cuerpo
a mantener esa concentración hormonal en sangre. Por ejemplo, si la glándula tiroidea ha segregado una
cantidad adecuada de hormonas tiroideas, la hipófisis capta una concentración normal de esa hormona
en el torrente sanguíneo y ajusta en consonancia su liberación de tirotropina, la hormona hipofisiaria que
estimula a la glándula tiroidea a producir hormonas tiroideas.
Otro ejemplo de este proceso lo encontramos en las glándulas paratiroideas. La hormona paratiroidea
incrementa la concentración de calcio en sangre. Cuando esta concentración aumenta, las glándulas
paratiroideas captan el cambio y, consecuentemente, reducen la secreción de hormona paratiroidea. Este
proceso de ajuste se denomina sistema de retroalimentación negativa.
Problemas que pueden afectar al sistema endocrino
Un exceso o un defecto de cualquier hormona pueden ser nocivos para el organismo. Por ejemplo, si la
hipófisis produce demasiada hormona del crecimiento, un adolescente puede crecer demasiado. Pero, si
produce demasiado poca, puede crecer de forma insuficiente. Para tratar muchos trastornos endocrinos,
generalmente lo que hacen los médicos es controlar la producción de determinadas hormonas o bien
aportar, de forma suplementaria, las hormonas deficitarias mediante medicación. Entre los principales
trastornos hormonales, se encuentran los siguientes:
Insuficiencia suprarrenal. Este trastorno ocurre cuando la corteza suprarrenal no produce suficientes
corticoesteroides. Entre los síntomas de la insuficiencia suprarrenal se incluyen la debilidad, la fatiga, el
41
dolor abdominal, las náuseas, la deshidratación y los cambios en la piel. Los médicos tratan la
insuficiencia suprarrenal administrando medicamentos que contienen hormonas corticoesteroides.
Diabetes tipo 1. Cuando el páncreas no produce suficiente insulina, se desarrolla una diabetes tipo I,
antes conocida como diabetes juvenil. En los niños y jóvenes, esta enfermedad suele estar provocada
por un trastorno autoinmunitario en el cual determinadas células del sistema inmunitario atacan y
destruyen las células del páncreas que producen insulina. Para controlar los niveles de azúcar en sangre
y reducir el riesgo de desarrollar complicaciones, los niños y jóvenes con este trastorno necesitan
inyectarse insulina regularmente.
Diabetes tipo 2. A diferencia de la diabetes tipo 1, en la cual el organismo no puede producir cantidades
normales de insulina, en la diabetes tipo 2 el organismo no responde a la insulina con normalidad. Los
niños y jóvenes que padecen este trastorno son proclives al sobrepeso. Algunos niños y jóvenes pueden
controlar la concentración de azúcar en sangre mediante cambios dietéticos, ejercicio y medicación por
vía oral, pero muchos necesitan inyectarse insulina, como en la diabetes tipo 1.
Problemas relacionados con la hormona del crecimiento. Un exceso de hormona del crecimiento en
niños y adolescentes que todavía están en proceso de crecimiento determinará que sus huesos y otras
partes del cuerpo crezcan excesivamente. Este trastorno poco frecuente (a veces denominado
"gigantismo") suele estar causado por un tumor hipofisario y se puede tratar extirpando el tumor.
Contrariamente, cuando la hipófisis produce una cantidad insuficiente de hormona del crecimiento, el niño
o adolescente crecerá menos de lo normal. Los médicos pueden tratar este problema con medicación.
Hipertiroidismo. El hipertiroidismo es un trastorno en el cual la concentración de hormonas tiroideas en
sangre es excesivamente alta. En los niños y jóvenes este trastorno suele estar provocado por la
enfermedad de Graves, un trastorno autoinmunitario en el cual la glándula tiroidea está demasiado activa.
Los médicos suelen tratar el hipertiroidismo mediante medicación, cirugía o radioterapia.
Hipotiroidismo. El hipotiroidismo es un trastorno en el cual la concentración de hormonas tiroideas en
sangre es anormalmente baja. Esta deficiencia de hormonas tiroideas enlentece los procesos corporales
y puede provocar fatiga, frecuencia cardiaca anormalmente baja, piel seca, sobrepeso y estreñimiento.
Los niños y jóvenes con este trastorno también presentan retraso del crecimiento y alcanzan la pubertad
más tarde de lo normal. La tiroidtis de Hashimoto es un trastorno del sistema inmunitario que suele
provocar problemas en la glándula tiroidea, limitando o impidiendo la producción de hormonas tiroideas.
Los médicos suelen tratar este problema con medicación.
Pubertad precoz. Cuando las hipófisis libera demasiado pronto las hormonas que estimulan a las
gónadas a producir hormonas sexuales, algunos niños presentan los cambios corporales asociados a la
pubertad a una edad anormalmente temprana. Esto recibe el nombre de pubertad precoz. Los niños y
adolescentes afectados por este trastorno se pueden tratar con una medicación que les permitirá
desarrollarse a un ritmo normal.
METABOLISMO HORMONAL
Las hormonas conocidas pertenecen a tres grupos químicos: proteínas, esteroides y aminas. Aquellas
que pertenecen al grupo de las proteínas o polipéptidos incluyen las hormonas producidas por la hipófisis
anterior, paratiroides, placenta y páncreas. En el grupo de esteroides se encuentran las hormonas de la
42
corteza suprarrenal y las gónadas. Las aminas son producidas por la médula suprarrenal y el tiroides. La
síntesis de hormonas tiene lugar en el interior de las células y, en la mayoría de los casos, el producto se
almacena en su interior hasta que es liberado en la sangre. Sin embargo, el tiroides y los ovarios
contienen zonas especiales para el almacenamiento de hormonas.
La liberación de las hormonas depende de los niveles en sangre de otras hormonas y de ciertos
productos metabólicos bajo influencia hormonal, así como de la estimulación nerviosa. La producción de
las hormonas de la hipófisis anterior se inhibe cuando las producidas por la glándula diana particular, la
corteza suprarrenal, el tiroides o las gónadas circulan en la sangre. Por ejemplo, cuando hay una cierta
cantidad de hormona tiroidea en el torrente sanguíneo la hipófisis interrumpe la producción de hormona
estimulante del tiroides hasta que el nivel de hormona tiroidea descienda. Por lo tanto, los niveles de
hormonas circulantes se mantienen en un equilibrio constante. Este mecanismo, que se conoce como
homeostasis o realimentación negativa , es similar al sistema de activación de un termostato por la
temperatura de una habitación para encender o apagar una caldera.
La administración prolongada procedente del exterior de hormonas adrenocorticales, tiroideas o sexuales
interrumpe casi por completo la producción de las correspondientes hormonas estimulantes de la
hipófisis, y provoca la atrofia temporal de las glándulas diana. Por el contrario, si la producción de las
glándulas diana es muy inferior al nivel normal, la producción continua de hormona estimulante por la
hipófisis produce una hipertrofia de la glándula, como en el bocio por déficit de yodo.
La liberación de hormonas está regulada también por la cantidad de sustancias circulantes en sangre,
cuya presencia o utilización queda bajo control hormonal. Los altos niveles de glucosa en la sangre
estimulan la producción y liberación de insulina, mientras que los niveles reducidos estimulan a las
glándulas suprarrenales para producir adrenalina y glucagón; así se mantiene el equilibrio en el
metabolismo de los hidratos de carbono. De igual manera, un déficit de calcio en la sangre estimula la
secreción de hormona paratiroidea, mientras que los niveles elevados estimulan la liberación de
calcitonina por el tiroides.
La función endocrina está regulada también por el sistema nervioso, como demuestra la respuesta
suprarrenal al estrés. Los distintos órganos endocrinos están sometidos a diversas formas de control
nervioso. La médula suprarrenal y la hipófisis posterior son glándulas con rica inervación y controladas de
modo directo por el sistema nervioso. Sin embargo, la corteza suprarrenal, el tiroides y las gónadas,
aunque responden a varios estímulos nerviosos, carecen de inervación específica y mantienen su función
cuando se trasplantan a otras partes del organismo. La hipófisis anterior tiene inervación escasa, pero no
puede funcionar si se trasplanta.
Se desconoce la forma en que las hormonas ejercen muchos de sus efectos metabólicos y morfológicos.
Sin embargo, se piensa que los efectos sobre la función de las células se deben a su acción sobre las
membranas celulares o enzimas, mediante la regulación de la expresión de los genes o mediante el
control de la liberación de iones u otras moléculas pequeñas. Aunque en apariencia no se consumen o se
modifican en el proceso metabólico, las hormonas pueden ser destruidas en gran parte por degradación
química. Los productos hormonales finales se excretan con rapidez y se encuentran en la orina en
grandes cantidades, y también en las heces y el sudor.
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Núcleo 4
Genética y Herencia
¿Te ha dicho alguien alguna vez “lo llevas en los genes”? Probablemente estaba pensando en un rasgo
físico o de personalidad o en una aptitud que compartes con otros miembros de tu familia. Sabemos que
los genes desempeñan un papel importante en nuestro aspecto, la forma en que nos comportamos e
incluso de qué enfermamos. Ahora los científicos están intentando utilizar estos conocimientos de formas
nuevas y apasionantes, por ejemplo, para prevenir y tratar determinados problemas de salud.
¿Qué es un gen?
Para entender cómo funcionan los genes, repasaremos algunos conceptos fundamentales de biología.
La mayoría de seres vivos están compuestos por células que contienen una sustancia denominada ácido
desoxirribonucleico (ADN). El ADN está retorcido sobre sí mismo, formando unas estructuras
denominadas cromosomas.
La mayoría de las células del cuerpo humano tienen 23 pares de cromosomas, sumando un total de 46.
Sin embargo, las células reproductoras: los espermatozoides y los ovocitos, contienen solamente 23
cromosomas. Tú recibiste la mitad de los cromosomas del ovocito de tu madre y la otra mitad del
espermatozoide de tu padre. Los niños reciben un cromosoma X de su madre y un cromosoma Y de su
padre, mientras que las niñas reciben un cromosoma X de cada uno de sus progenitores.
¿Y qué pintan los genes en todo esto? Los genes son pequeños fragmentos de ADN contenidos en los
cromosomas que determinan características o rasgos humanos específicos, como la estatura o el color
del pelo. Puesto que has heredado un cromosoma de cada par de cada uno de tus progenitores, tienes
dos versiones de cada gen (exceptuando algunos genes contenidos en los cromosomas X e Y en los
niños, que solo tienen uno de cada). Algunos rasgos dependen solo de un gen, mientras que otros
dependen de combinaciones de genes. Puesto que cada persona tiene entre 25.000 y 35.000 genes
diferentes, ¡hay una cantidad casi infinita de combinaciones posibles!
Genes y herencia
La herencia es la transmisión de genes de una generación a la siguiente. Tú has heredado los genes de
tus padres. La herencia te ayuda a ser quien eres: alto o bajo, rubio o moreno, de ojos verdes o azules.
¿Pueden tus genes determinar si vas a convertirte en un alumno de sobresalientes o en un gran atleta?
La herencia desempeña un papel importante, pero el ambiente en que vives (que incluye factores como
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los alimentos que comes y las personas con quienes te relacionas) también influye en tus habilidades e
intereses.
¿Cómo funcionan los genes?
El ADN contiene cuatro sustancias químicas (adenina, timina, citosina y guanina -abreviadas con las
letras A, T, C y G) que están insertadas en pares dentro de hebras enrolladas y extremadamente finas.
¿Cómo de finas? Las células son diminutas -invisibles al ojo humano- y cada célula del cuerpo contiene
entre metro y medio y dos metros de filamento de ADN, de modo que, si desenrolláramos todas las
hebras de ADN contenidas en todas las células de tu cuerpo, ¡sumarían en total entre cuatro y cinco mil
millones de kilómetros! Los patrones de ADN son códigos para fabricar proteínas, las sustancias
químicas que permiten que nuestros cuerpos funcionen y crezcan.
Los genes contienen las instrucciones necesarias para fabricar las distintas proteínas de nuestros
cuerpos (como las enzimas que nos permiten digerir los alimentos o el pigmento que nos da color a los
ojos). Cuando tus células se duplican, transmiten esa información genética a las nuevas células. Los
genes pueden ser dominantes o recesivos. Los genes dominantes manifiestan su efecto aunque
solamente haya una copia de ese gen / esa variante genética en el par. Pero, para que se manifieste un
rasgo o una enfermedad recesiva, la persona deberá tener el mismo gen / la misma variante genética en
los dos cromosomas del par.
¿Qué son las enfermedades genéticas?
A veces las células contienen cambios o defectos en la información que contienen sus genes. Esto se
denomina mutación genética, y suele ocurrir cuando las células están envejecidas o se han expuesto a
determinadas sustancias químicas o radiaciones. Afortunadamente, las células suelen reconocer las
mutaciones y las reparan. Sin embargo, otras veces las mutaciones pueden provocar enfermedades,
como algunos tipos de cáncer. Y, si las mutaciones genéticas afectan a las células reproductoras de los
padres, sus hijos heredarán el gen mutado.
Los investigadores han identificado más de 4.000 enfermedades provocadas por mutaciones genéticas.
Pero el hecho de que una persona tenga una mutación genética que puede provocar una enfermedad no
implica necesariamente que vaya a desarrollar la enfermedad. Puesto que heredamos un gen de cada
padre, el hecho de tener un gen defectuoso no suele suponer ningún problema porque el gen normal
permite que el cuerpo fabrique la proteína normal que necesitamos.
Como promedio, probablemente todo el mundo es portador de cinco a diez genes mutados o
defectuosos. Los problemas surgen cuando el gen defectuoso o mutado es dominante o cuando están
presentes dos genes defectuosos recesivos en los dos cromosomas del par. También puede haber
problemas cuando varios genes mutados interactúan entre
Si una persona tiene el gen dominante para una enfermedad, por lo general padecerá la enfermedad y
cada uno de sus hijos tendrá un 50% de probabilidades (1 entre 2) de heredar el gen y padecer la
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enfermedad. Las enfermedades provocadas por un gen dominante incluyen la acondroplasia (una forma
de enanismo), el síndrome de Marfan (una enfermedad del tejido conjuntivo), y la corea de Huntington
(una enfermedad degenerativa del sistema nervioso).
Las personas que tienen un gen recesivo para una enfermedad se denominan “portadoras” y
generalmente no padecen la enfermedad porque tienen un gen normal dentro del par que puede
desempeñar correctamente su función. Pero, cuando dos portadores tienen descendencia, sus hijos
tienen un 25% de probabilidades (1 entre 4) de heredar un gen defectuoso de cada padre y, por lo tanto,
padecer la enfermedad. La fibrosis quística (una enfermedad que afecta a los pulmones), la anemia
falciforme (una enfermedad de la sangre) y la enfermedad de Tay-Sachs (que cursa con problemas
neurológicos) están provocadas por la herencia de dos genes defectuosos recesivos, uno procedente de
cada padre. Algunas mutaciones genéticas recesivas solo pueden estar presentes en el cromosoma X, lo
que significa que, por lo general, solamente los hombres desarrollan la enfermedad porque solamente
heredan un cromosoma X de su madre. Las mujeres tienen dos cromosomas X, por lo que necesitarían
heredar dos copias defectuosas del gen recesivo para desarrollar la enfermedad. Las enfermedades
ligadas al cromosoma X incluyen un trastorno de la coagulación denominado hemofilia y la ceguera a los
colores o daltonismo.
A veces, cuando se unen un ovocito y un espermatozoide, la nueva célula recibe demasiados
cromosomas o demasiado pocos. La mayoría de los niños nacidos con síndrome de Down, que se asocia
a deficiencia mental, tienen un cromosoma 21 de más. Algunas personas a quienes les preocupa la
posibilidad de ser portadoras de genes mutados o defectuosos pueden hacerse pruebas genéticas para
conocer su riesgo de tener hijos afectados por determinadas enfermedades. Las mujeres
embarazadas también se pueden hacer pruebas para ver si el feto presenta ciertas enfermedades
genéticas. Las pruebas genéticas suelen implicar extraer una muestra de sangre, piel o líquido amniótico
para evaluar la presencia de enfermedades o trastornos genéticos.
Modificar genes
A veces los científicos alteran determinados genes a propósito. Durante muchos años, los investigadores
han alterado genes de microbios y plantas para producir descendencia con rasgos especiales, como una
mayor resistencia a determinadas enfermedades o plagas o la capacidad de crecer en ambientes
difíciles. Esto recibe el nombre de ingeniería genética.
La terapia génica es un campo de investigación médica novedoso y muy prometedor. En la terapia
génica, los investigadores intentan sustituir genes mutados, defectuosos o ausentes por copias de genes
sanos en determinadas células para que los genes "buenos" desempeñen correctamente su función. A
menudo se utilizan virus para transportar genes sanos e introducirlos en las células afectadas por la
mutación porque muchos virus son capaces de insertar su propio ADN en las células.
Pero la terapia génica también entraña problemas. Los científicos todavía no han identificado todos los
genes presentes en el cuerpo humano ni qué es lo que hace cada uno. El enorme esfuerzo de muchos
46
científicos, como los que trabajan en elProyecto Genoma Humano y en otros proyectos relacionados, ha
permitido realizar un mapa del genoma humano completo (todo el material genético presente en los
cromosomas de un ser vivo), pero se tardarán muchos más años en averiguar qué hace cada gen y cómo
interactúan los distintos genes entre sí. En la mayoría de enfermedades, los científicos todavía no saben
si los genes desempeñan algún papel ni cómo lo desempeñan. Además, hay grandes dificultades a la
hora de insertar los genes normales en las células adecuadas sin provocar problemas en las demás
células. También preocupa la posibilidad de que la gente pueda intentar modificar genes por razones
éticamente cuestionables, como tener hijos más listos o más atléticos. Nadie sabe cuáles serían los
efectos a largo plazo de este tipo de manipulaciones.
De todos modos, para muchas personas que padecen enfermedades genéticas, la terapia génica sigue
siendo una esperanza para que ellos -o sus hijos- puedan gozar de una vida mejor y más sana.
Célucla, Núcleo y Cromosomas en su interior
Los cromosomas son bioquímicamente moléculas de ADN (ácido desoxirribonucleico) unidas a proteínas
llamadas histonas. Durante la división celular la cromatina (ADN disperso en el núcleo celular) se
concentra y se enrolla apretadamente alrededor de una trama proteica (histonas) formando cuerpos
compactos llamados cromosomas.
Cariotipo Humano (Cromosomas humanos)
47
Comúnmente están constituidas por dos brazos denominadas cromátidas, que se unen a través de una
zona de menor densidad, y un centro llamado centrómero. Los elementos separados por el centrómero
reciben el nombre de brazos (corresponden a la mitad de una cromátida).
El tamaño de los cromosomas puede oscilar entre los 0,2 y 5 µm (micrómetros) de longitud con un
diámetro entre 0,2 y 2 µm. La longitud normal de los cromosomas de los mamíferos varía entre los 4 a 6
µm.
Un micrómetro equivale a la milésima parte de un milímetro. (Un milímetro dividido en mil partes)
En los cromosomas de la metafase las cromátidas están duplicadas (cromátidas hermanas) y unidas a
nivel del centrómero. Durante la anafase sólo presenta un juego de cromátidas.
Normalmente existen 46 cromosomas en cada célula humana.
Los cromosomas se parecen a un conjunto de libros de cocina. Cada cromosoma o libro de cocina
contiene miles de recetas las cuales son pedazos de información o instrucciones.
Estas instrucciones o recetas son llamadas "genes". Por lo tanto, los cromosomas son paquetes de
genes los cuales dirigen el desarrollo del cuerpo.
Por ejemplo, existen genes que dicen si una persona va a tener ojos azules o cafés, cabello café o rubio.
Un gen también codifica o lleva la información de un producto específico, como por ejemplo, una
proteína. Dicha proteína estará involucrada en algún proceso específico que determinará un rasgo o
característica particular.
Toda la información que el cuerpo necesita para trabajar proviene de los cromosomas. Los cromosomas
contienen los planos para el crecimiento y el desarrollo.
Dispersas entre los 23 pares de cromosomas existen cerca de 30.000 genes. Incluso una parte muy
pequeña de un cromosoma puede contener diferentes genes.
La ubicación exacta o aun el número exacto de todos los genes es todavía desconocida. (Ver: Mapa
genético Genóma humano). Los estudios de cromosomas no incluyen una evaluación detallada de cada
gene.
Los cromosomas vienen en pares. Un miembro de cada par proviene de la célula del esperma del padre
y el otro miembro del par, proviene de la célula del huevo de la madre.
En otras palabras, el bebé recibe mitad de material genético de la madre y la otra mitad del padre.
Los cromosomas del sexo normalmente están colocados junto a otros cromosomas. Usualmente los
niños tienen un cromosoma X y uno Y, y las niñas tienen dos cromosomas X. Esta fotografía se llama un
“cariotipo.”
Cromosomas
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Enfermedades de trasmisión genética
Fallas o anomalías en la secuencia genética son causa de varios trastornos o enfermedades de
trasmisión genética, entre otras, están:
Glaucoma
Se presenta en los individuos que tienen un gen (partícula de cromosoma) dominante de esta
característica. Esta enfermedad del ojo se caracteriza por un exceso de presión intraocular que produce
pérdida progresiva del campo visual y de la vista.
Anemia facilgorme
Afecta a gran cantidad de personas de raza negra. En esta enfermedad la hemoglobina (transportador de
oxígeno en la sangre) de los glóbulos rojos es enteramente reemplazada por otra anormal llamada
hemoglobina S. Por lo tanto, los glóbulos rojos que la contienen adoptan una forma de S en vez de la de
disco y con ella son menos capaces de trasportar oxígeno y además pueden bloquear los vasos
sanguíneos de algunos órganos. Como consecuencia, los individuos que la poseen sufren una anemia
severa y, por lo general, fatal.
Hemofilia
Se trasmite por un gen recesivo ligado al cromosoma X. Los individuos hemofílicos tienden a sangrar en
forma anormal, ya sea espontáneamente o como consecuencia de heridas mínimas. El hombre
hemofílico no puede trasmitir la dolencia a sus hijos varones, pero todas sus hijas son portadoras sanas.
Cada hijo varón de una mujer portadora tiene un riesgo de 50% de nacer hemofílico.
Síndrome de Down
Presentan 47 cromosomas (el cromosoma 21 es el que se repite), el individuo presenta un conjunto de
defectos, incluso retraso mental agudo, debilidad muscular y gran susceptibilidad a la Leucemia.
Síndrome de Turner
Se presenta cuando la mujer tiene solo 45 cromosomas (normalmente los seres humanos tienen 46
cromosomas), esto determina que sea de estatura muy baja y no desarrolle características sexuales
secundarias propias del sexo femenino. Además, los órganos sexuales nunca alcanzan madurez sexual.
Síndrome de Klinefelder
Se presenta en uno de cada mil varones, en los que aparecen 47 cromosomas (poseen un cromosoma
del sexo adicional). Los pacientes tienen esterilidad debido a que los testículos son incapaces de producir
espermatozoides. A menudo también sufren de retardo mental.
Número de Cromosomas en las diferentes especies
Perro
Cada célula —del perro o de cualquier otro animal— contiene un núcleo en que se encuentran unas
"cintas" llamadas cromosomas. El número de éstos es constante en cada especie, y los perros tienen 78,
distribuidos en 39 pares.
Hombre
En el hombre existen 23 pares es decir, tiene 46 cromosomas
Gato
En el gato existen 19 pares de cromosomas, por lo tanto tiene 38 cromosomas.
Mosca de la fruta
Tiene 4 pares, o sea tiene 8 cromosomas
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Rana
Tiene 13 pares, 26 cromosomas
Caballo
Tiene 33 pares, o sea tiene 66 cromosomas
Paloma
Tiene 40 pares, tiene 80 cromosomas
Gallo
Tiene 39 pares de cromosomas, o sea, 78 cromosomas
Ratón
Tiene 20 pares de cromosomas, 40 cromosomas en total
Rata
Tiene 21 pares de cromosomas, 42 cromosomas
Hamster
Tiene 22 pares de cromosomas, o sea tiene 44 cromosomas
Conejo
Tiene 22 pares, o sea 44 cromosomas
Gametogénesis
La gameto génesis es un proceso meiótico que tiene la finalidad de producir células sexuales o gametos,
los cuales, como ya sabemos, son haploides y participan en el proceso de reproducción. Este proceso se
efectúa en el interior de las gónadas y se inicia en células sexuales no diferenciadas y diploides, que en
los animales se llaman espermatogonias y ovogonias.
La gametogénesis humana se inicia en la etapa de pubertad, que en el hombre se alcanza
aproximadamente entre los 10 y 14 años de edad y se le denomina espermatogénesis. En la mujer,
la producción de gametos u ovogénesis se inicia al tercer mes del desarrollo fetal y se suspende en
profase I de leptoteno, esta meiosis se reinicia entre los 10 y 12 años de edad, que es cuando presentan
primer ciclo menstrual.
2. Espermatogénesis Humana
Los espermatozoides se forman en el interior de los testículos, específicamente dentro de los túbulos
seminíferos. Las paredes de estos túbulos se encuentran tapizados de espermatogonias, las cuales, por
meiosis, se transforman en espermatozoides. La espermatogénesis, tiene una duración de
aproximadamente 74 días y se efectúa en tres etapas:


crecimiento de la espermatogonia
meiosis y
50
51

metamorfosis de las células resultantes
Descripción de la Espermatogénesis




La espermatogonia entra en un período de crecimiento que dura aproximadamente 26 días y se
transforma en un espermatocito de primer orden.
El espermatocito de primer orden entra a la primera división meiótica originando dos
espermatocitos de segundo orden.
Los espermatocitos de segundo orden entran a la segunda división meiótica y originan cuatro
células haploides llamadas espermatidas.
Cada espermátida entra a un proceso de metamorfosis o diferenciación llamado espermiogénesis
y se convierten en espermatozoides. El paso de espermatocito primario hasta espermatozoide maduro
requiere de 48 días.
El espermatozoide
El espermatozoide está compuesto esencialmente por la cabeza, donde se aloja la información
genética que será transmitida a los hijos, el cuerpo, que sirve de ensamble entre la cola y la cabeza, la
cola, que le otorga movilidad y le permite trasladarse por el aparato reproductor femenino en busca del
óvulo y la pieza terminal.
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Ovogénesis Humana
Los óvulos se forman en el interior de los ovarios, a partir de células sexuales no diferenciadas llamadas
ovogonias; el proceso empieza desde el tercer mes del desarrollo fetal e incluye dos etapas: crecimiento
de la ovogonia y meiosis
Descripción de la Ovogénesis



La ovogonia entra en un período de crecimiento que dura aproximadamente 7 días y se
transforma en un ovocito de primer orden.
El ovocito de primer orden entra a la primera división meiótica originando dos células, una grande
llamada ovocito de segundo orden y una pequeña que denomina primer glóbulo polar.
Tanto el ovocito de segundo orden como el primer glóbulo polar, entran a la segunda división
meiótica y originan lo siguiente:
* El ovocito de segundo orden forma dos células llamadas: ovotidia u óvulo y segundo glóbulo polar .
* El primer glóbulo polar se divide en dos células llamadas: segundos glóbulos polares.
La ovotidia u óvulo es un gameto funcional y es más grande que los glóbulos polares porque en ella se
concentra la mayor parte del material de reservao vitelo, comúnmente conocido como yema. Este
material de reserva es importante para los organismos ovíparos ya que su desarrollo embrionario
depende de ello; para el humano no lo es tanto, ya que los nutrientes necesarios para su desarrollo los
obtiene directamente de la madre. Los glóbulos polares, a pesar de que tienen la
misma información genética que la ovotidia, no funcionan como gametos y son reabsorbidos por el
organismo.
4. Diferencias entre espermatogénesis y ovogénesis



Se acumula mayor cantidad de material nutritivo durante la ovogénesis que en la
espermatogénesis.
Las células resultantes de la ovogénesis presentan tamaños diferentes debido a que el material
nutritivo no se distribuye equitativamente.
En la ovogénesis se produce un gameto funcional, mientras que en la espermatogénesis se
producen cuatro gametos funcionales.
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

Durante la formación de los espermatozoides, se requiere un proceso de diferenciación para
obtener gametos funcionales, lo cual no sucede durante la ovogénesis.
La ovogénesis se inicia al tercer mes del desarrollo intrauterino; la espermatogénesis hasta que
el hombre llega a la pubertad.
54
Núcleo 5
Introducción a las Ondas y a la Química
Ondas
Movimiento ondulatorio, proceso por el que se propaga energía de un lugar a otro sin transferencia de
materia, mediante ondas mecánicas o electromagnéticas. En cualquier punto de la trayectoria de
propagación se produce un desplazamiento periódico, u oscilación, alrededor de una posición de
equilibrio. Puede ser una oscilación de moléculas de aire, como en el caso del sonido que viaja por la
atmósfera, de moléculas de agua (como en las olas que se forman en la superficie del mar) o de
porciones de una cuerda o un resorte. En todos estos casos, las partículas oscilan en torno a su posición
de equilibrio y sólo la energía avanza de forma continua. Estas ondas se denominan mecánicas porque la
energía se transmite a través de un medio material, sin ningún movimiento global del propio medio. Las
únicas ondas que no requieren un medio material para su propagación son las ondas electromagnéticas;
en ese caso las oscilaciones corresponden a variaciones en la intensidad de campos magnéticos y
eléctricos
Comportamiento de las ondas
La velocidad de una onda en la materia depende de la elasticidad y densidad del medio. En una onda
transversal a lo largo de una cuerda tensa, por ejemplo, la velocidad depende de la tensión de la cuerda y
de su densidad lineal o masa por unidad de longitud. La velocidad puede duplicarse cuadruplicando la
tensión, o reducirse a la mitad cuadruplicando la densidad lineal. La velocidad de las ondas
electromagnéticas en el vacío (entre ellas la luz) es constante y su valor es de aproximadamente 300.000
km/s. Al atravesar un medio material esta velocidad varía sin superar nunca su valor en el vacío.
Cuando dos ondas se encuentran en un punto, el desplazamiento resultante en ese punto es la suma de
los desplazamientos individuales producidos por cada una de las ondas. Si los desplazamientos van en el
mismo sentido, ambas ondas se refuerzan; si van en sentido opuesto, se debilitan mutuamente. Este
fenómeno se conoce como interferencia.
Cuando dos ondas de igual amplitud, longitud de onda y velocidad avanzan en sentido opuesto a través
de un medio se forman ondas estacionarias. Por ejemplo, si se ata a una pared el extremo de una cuerda
y se agita el otro extremo hacia arriba y hacia abajo, las ondas se reflejan en la pared y vuelven en
sentido inverso. Si suponemos que la reflexión es perfectamente eficiente, la onda reflejada estará media
longitud de onda retrasada con respecto a la onda inicial. Se producirá interferencia entre ambas ondas y
el desplazamiento resultante en cualquier punto y momento será la suma de los desplazamientos
correspondientes a la onda incidente y la onda reflejada. En los puntos en los que una cresta de la onda
incidente coincide con un valle de la reflejada, no existe movimiento; estos puntos se denominan nodos.
A mitad de camino entre dos nodos, las dos ondas están en fase, es decir, las crestas coinciden con
crestas y los valles con valles; en esos puntos, la amplitud de la onda resultante es dos veces mayor que
la de la onda incidente; por tanto, la cuerda queda dividida por los nodos en secciones de una longitud de
onda. Entre los nodos (que no avanzan a través de la cuerda), la cuerda vibra transversalmente.
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Las ondas estacionarias aparecen también en las cuerdas de los instrumentos musicales. Por ejemplo,
una cuerda de violín vibra como un todo (con nodos en los extremos), por mitades (con un nodo adicional
en el centro), por tercios... Todas estas vibraciones se producen de forma simultánea; la vibración de la
cuerda como un todo produce el tono fundamental y las restantes vibraciones generan los diferentes
armónicos.
En mecánica cuántica, la estructura del átomo se explica por analogía con un sistema de ondas
estacionarias. Gran parte de los avances de la física moderna se basan en elaboraciones de la teoría de
las ondas y el movimiento ondulatorio.
Enlaces químicos
Enlace químico, fuerza entre los átomos que los mantiene unidos en las moléculas. Cuando dos o más
átomos se acercan lo suficiente, se puede producir una fuerza de atracción entre los electrones de los
átomos individuales y el núcleo de otro u otros átomos. Si esta fuerza es lo suficientemente grande para
mantener unidos los átomos, se dice que se ha formado un enlace químico. Todos los enlaces químicos
resultan de la atracción simultánea de uno o más electrones por más de un núcleo.
2. TIPOS DE ENLACE
Enlace metálico
La plata, un metal típico, consiste en una formación regular de átomos de plata que han perdido cada uno
un electrón para formar un ion plata. Los electrones negativos se distribuyen por todo el metal formando
enlaces no direccionales o des localizados con los iones plata positivos. Esta estructura, conocida como
enlace metálico, explica las propiedades características de los metales: son buenos conductores de la
electricidad al estar los electrones libres para moverse de un sitio a otro, y resultan maleables
Si los átomos enlazados son elementos metálicos, el enlace se llama metálico. Los electrones son
compartidos por los átomos, pero se pueden mover a través del sólido proporcionando conductividad
térmica y eléctrica, brillo, maleabilidad y ductilidad. Véase Metales.
Enlace covalente
En un enlace covalente, los dos átomos enlazados comparten electrones. Si los átomos del enlace
covalente son de elementos diferentes, uno de ellos tiende a atraer a los electrones compartidos con más
fuerza, y los electrones pasan más tiempo cerca de ese átomo; a este enlace se le conoce como
covalente polar. Cuando los átomos unidos por un enlace covalente son iguales, ninguno de los átomos
atrae a los electrones compartidos con más fuerza que el otro; este fenómeno recibe el nombre de enlace
covalente no polar o apolar.
Si los átomos enlazados son no metales e idénticos (como en N2 o en O2), los electrones son
compartidos por igual por los dos átomos, y el enlace se llama covalente apolar. Si los átomos son no
metales pero distintos (como en el óxido nítrico, NO), los electrones son compartidos en forma desigual y
el enlace se llama covalente polar —polar porque la molécula tiene un polo eléctrico positivo y otro
negativo, y covalente porque los átomos comparten los electrones, aunque sea en forma desigual. Estas
sustancias no conducen la electricidad, ni tienen brillo, ductilidad o maleabilidad.
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Enlace iónico: sal
El enlace entre los átomos en la sal común (cloruro de sodio) es un típico enlace iónico. En el enlace que
se forma, el sodio se transforma en catión (ion de carga positiva) entregando su electrón de valencia al
cloro, que se convierte en anión (ion de carga negativa). Este intercambio de electrones se refleja en la
diferencia de tamaño entre los átomos antes y después del enlace (izquierda). Atraídos por fuerzas
electrostáticas (derecha), los iones se organizan formando una red cristalina en la que cada uno es
fuertemente atraído hacia un grupo de ‘vecinos próximos’ de carga opuesta y, en menor medida, hacia
todos los demás iones de carga opuesta a través de todo el cristal.
Cuando una molécula de una sustancia contiene átomos de metales y no metales, los electrones son
atraídos con más fuerza por los no metales, que se transforman en iones con carga negativa; los
metales, a su vez, se convierten en iones con carga positiva. Entonces, los iones de diferente signo se
atraen electrostáticamente, formando enlaces iónicos. Las sustancias iónicas conducen la electricidad
cuando están en estado líquido o en disolución acuosa, pero no en estado cristalino porque los iones
individuales son demasiado grandes para moverse libremente a través del cristal.
Tipos de enlace y propiedades
El comportamiento químico de los sólidos, líquidos y gases que nos rodean está determinado por las
formas en que los átomos se unen entre sí, lo que a su vez depende de las interacciones entre sus
electrones más externos. Los electrones pueden transferirse de un átomo a otro (enlace iónico),
compartirse entre átomos vecinos (enlace covalente) o moverse libremente de átomo en átomo (enlace
metálico). El moderno conocimiento de la estructura y comportamiento de la materia a escala atómica
explica con éxito las propiedades de la materia a gran escala.
Cuando los electrones son compartidos simétricamente, el enlace puede ser metálico o covalente apolar;
si son compartidos asimétricamente, el enlace es covalente polar; la transferencia de electrones
proporciona enlace iónico. Generalmente, la tendencia a una distribución desigual de los electrones entre
un par de átomos aumenta cuanto más separados están en la tabla periódica.
Para la formación de iones estables y enlace covalente, la norma más común es que cada átomo consiga
tener el mismo número de electrones que el elemento de los gases nobles —grupo 18— más cercano a
él en la tabla periódica. Los metales de los grupos 1 (o IA) y 11 (o IB) de la tabla periódica tienden a
perder un electrón para formar iones con una carga positiva; los de los grupos 2 (o IIA) y 12 (o IIB)
tienden a perder dos electrones para formar iones con dos cargas positivas, y de la misma forma los de
los grupos 3 (o IIIB) y 13 (o IIIA) tienden a formar iones con tres cargas positivas. Por la misma razón, los
halógenos, grupo 17 (o VIIA), tienden a ganar un electrón para formar iones con una carga negativa, y los
elementos del grupo 16 (o VIA) a formar iones con dos cargas negativas. Sin embargo, conforme
aumenta la carga neta de un ion, éste tiene menos estabilidad, así que las cargas aparentemente
mayores serían minimizadas compartiendo los electrones en enlaces covalentes.
El enlace covalente se forma cuando ambos átomos carecen del número de electrones del gas noble
más cercano. El átomo de cloro, por ejemplo, tiene un electrón menos que el átomo de argón (17 frente a
18). Cuando dos átomos de cloro forman un enlace covalente compartiendo dos electrones, uno de cada
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átomo (Cl:Cl), ambos consiguen el número 18 del argón. Es común representar un par de electrones
compartido por medio de un guión entre los átomos individuales: Cl:Cl se escribe Cl8Cl.
De forma similar, el nitrógeno atómico tiene tres electrones menos que el neón (diez), pero cada
nitrógeno puede conseguir el número de electrones del gas noble si comparten seis electrones: N#N o
N:N. Esto se denomina enlace triple. Análogamente, el azufre puede conseguir el número del argón
compartiendo cuatro electrones en un enlace doble, S::S o S9S. En el dióxido de carbono, tanto el
carbono (con sus seis electrones) como el oxígeno (con ocho) consiguen el número de electrones del
neón (diez) compartiéndolos en enlaces dobles: O9C9O. En todas estas fórmulas, sólo se representan
los electrones compartidos.
3. VALENCIA
Valencias de algunos elementos químicos
En la mayoría de los átomos, muchos de los electrones son atraídos con tal fuerza por sus propios
núcleos que no pueden interaccionar de forma apreciable con otros núcleos. Sólo los electrones del
“exterior” de un átomo pueden interaccionar con dos o más núcleos. A éstos se les llama electrones de
valencia.
El número de electrones de valencia de un átomo es igual al número de su familia (o grupo) en la tabla
periódica, usando sólo la antigua numeración romana. Así, tenemos un electrón de valencia para los
elementos de los grupos 1 (o IA) y 11 (o IB); dos electrones de valencia para los elementos de los grupos
2 (o IIA) y 12 (o IIB), y cuatro para los elementos de los grupos 4 (o IVB) y 14 (o IVA). Todos los átomos
de los gases nobles excepto el helio (o sea: neón, argón, criptón, xenón y radón) tienen ocho electrones
de valencia. Los elementos de las familias (grupos) cercanas a los gases nobles tienden a reaccionar
para adquirir la configuración de ocho electrones de valencia de los gases nobles. Esto se conoce como
la regla del octeto de Lewis, que fue enunciada por el químico estadounidense Gilbert N. Lewis.
El helio es el único que tiene una configuración de dos electrones de valencia. Los elementos cercanos al
helio tienden a adquirir una configuración de valencia de dos: el hidrógeno ganando un electrón, el litio
perdiéndolo, y el berilio perdiendo dos electrones. El hidrógeno suele compartir su único electrón con un
electrón de otro átomo formando un enlace simple, como en el cloruro de hidrógeno, H8Cl. El cloro, que
originalmente tiene siete electrones de valencia, pasa a tener ocho. Esos electrones de valencia pueden
representarse como: o . Las estructuras de N2 y CO2 se pueden expresar ahora como o y o . Estas
estructuras de Lewis muestran la configuración de ocho electrones de valencia de los gases nobles para
cada átomo. Probablemente el 80% de los compuestos covalentes pueden ser representados
razonablemente por las estructuras electrónicas de Lewis. El resto, en especial aquellos que contienen
elementos de la parte central de la tabla periódica, no puede ser descrito normalmente en términos de
estructuras de gases nobles.
Configuración Electrónica
La configuración electrónica se hace para determinar en que niveles y subniveles de energía se
encuentran los electrónes de un átomo dado.
Existen 7 Niveles; del 1 al 7 también se suele usar unas letras del abecedario para determinar los
niveles y son las letras
K L M N O P Q , la K corresponde al nivel 1, la L al nivel 2 y así sucesivamente hasta la Q que
corresponde al nivel 7.
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Los subniveles de energía son s, p, d, f y se debe tener en cuenta que cada subnivel tiene un número
máximo de electrones
que puede alojar y son los siguientes:
s 2, p 6, d 10, f 14.
la configuración electrónica se realiza con el número atómico.
Un ejemplo de esto es:
Para N nitrógeno que tiene número atómico de 7 entonces se realiza así:
1s2 2s2 2p3
Note que los subniveles no pueden pasar el número máximo pero si pueden ser colocados menos
electrones del tope máximo.
hay que tener en cuenta el siguiente esquema, pero el orden de la configuración se hace de arriba hacia
abajo, en diagonal de derecha a izquierda:
1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
5s 5p 5d 5f
6s 6p 6d 6f
7s 7p 7d 7f
La configuración electrónica de un elemento con número atómico 17 sería así:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p5
Compare esta configuración y la del nitrógeno con el esquema presentado y lo entenderá bien.
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