Diversidad animal y sistemas

Es un grupo de tejidos cuya funciones son el soporte y la unión.

Se compone de células relativamente escasas, una gran cantidad de fibras extracelulares y un fluido (matriz o sustancia fundamental).

Los dos principales tejidos de este tipo son:

• Tejido conjuntivo laxo: fibras, células y matriz gelatinosa. Se infiltra en los órganos dando consistencia
• Tejido conjuntivo denso: como en tendones y ligamentos, son fibras estrechamente agrupadas. Suele presentar abundante colágeno. Aparece en la sustancia dura de los huesos y en la dentina

Luego, también se incluyen otros tipos de tejido conjuntivo, ya que poseen el mismo origen embriológico:

• Sangre
• Linfa
• Cartílago: forma semirígida, con fibras agrupadas estrechamente sumergidas en una matriz gelatinosa.
• Hueso: forma rígida. Es un tejido conjuntivo calcificado formado por sales de calcio organizadas alrededor de fibras de colágeno.

Células y tejidos

Reptiles

(Saurópsidos)

Arbusto de la Vida

Mamíferos

Sinápsidos

Reptiles

Amniotas

(Saurópsidos)

Los animales que consideramos son multicelulares.

Al recorrer el arbusto evolutivo vemos el surgimiento de asociaciones de células, conjuntos organizados con una estructura determinada, que cumplen funciones específicas. Estas células poseen un origen embriológico común, están organizadas regularmente y coordinadas fisiológicamente. A éstas asociaciones las denominan tejidos.

Los animales tenemos distintos tipos de tejidos:

• muscular
• nervioso
• epitelial
• sanguíneo
• óseo
• conjuntivo

Lisanfibios

Arbusto de la Vida

Tejido Muscular

Liso

Fibras en forma de huso.

Ubicado en sistema excretor, reproductor, vasos sanguíneos, piel y órganos internos.

Algunos de estos músculos pueden contraerse con rapidez mientras que otros necesitan una estimulación del sistema nervioso

Estriado o esquelético

Fibras conformando sarcómeros con abundantes filamentos.

Son de color rojo oscuro, Se mueven de forma rápida y voluntaria.

Están unidos a huesos o piel.

Cardíaco

Tejido muscular del corazón. Está altamente vascularizado y posee movimientos involuntarios.

Tetrápodos

Mamíferos

Parte animal

Tejido Nervioso

Está conformado por una enorme cantidad de células muy especializadas en la recepción de estímulos y conducción de impulsos, las neuronas, y todas sus interconexiones.

Neuronas

Son células especializadas en originar y transmitir impulsos eléctricos. Están conformadas por el soma o cuerpo celular y sus extensiones, unas finas llamadas dendritas y una gruesa llamada axón.

Las neuronas tienen receptores especializados en percibir diferentes tipos de estímulos (mecánicos, químicos, térmicos, etc.) y traducirlos en impulsos nerviosos que e llevarán a a los centros nerviosos. Estos impulsos se propagan sucesivamente a otras neuronas para el procesamiento y la transmisión a los centros más altos y así percibir sensaciones o iniciar reacciones motoras.

Neuroglia

Son células menos especializadas y auxiliares a las neuronas. No poseen funciones nerviosas. Su función es la de nutrir y proteger a las neuronas.

Sinápsidos

Dipnoos Celacantos y otros

Tejido Epitelial

Epitelio

Capa celular que tapiza una superficie, externa o interna.

Sobre la superficie del cuerpo, el epitelio forma una cubierta protectora. El el interior, tapia todos los órganos, los canales y conductos. En ciertas ocasiones, estas células se modifican y originan glándulas (productoras de mucosidad, hormonas, enzimas).

Como no se encuentran irrigados (no poseen vasos sanguíneos) dependen de los tejidos adyacentes para recibir oxígeno y nutrientes.

Simple o Estratifiado

Los epitelios se clasifican según la forma y el orden de capas de sus células. La forma simple se encuentra en todos los animales. La estratificada casi es exclusiva del grupo de los vertebrados.

Sarcopterigios

Amniotas

Lisanfibios

Tejido Conjuntivo

Osteictios

Estos tejidos están compuestos por células especializadas inmersas en una matriz acuosa, el plasma.

Tetrápodos

Ostracodermos, Lampreas, Mixines y Conodontóforos

Actinopterigios

Gnatostomados

Parte animal

Dipnoos Celacantos y otros

Mandíbulas

Condrictios

Sarcopterigios

Branquias

Osteictios

Cráneo

Respiración

Cefalocordados, Tunicados y Calcicordados

Craneados

Gnatostomados

Ostracodermos, Lampreas, Mixines y Conodontóforos

Actinopterigios

De lo más simple

hematosis es el intercambio de CO2 y O2 en función de sus diferencias de presión entre la sangre y la cavidad alveolar,

SC cerrado, igmentos respiratorios, <3 pulsátil ventral

Tanto el agua como el aire contienen oxígeno (O2).

El oxígeno entra a las células y a los tejidos corporales por difusión simple, moviéndose desde regiones donde su presión parcial es alta a regiones donde su presión parcial es baja. Sin embargo, el movimiento de oxígeno por difusión es eficiente sólo cuando hay un área superficial relativamente grande expuesta a la fuente de oxígeno y cuando la distancia por la cual el oxígeno debe difundir es corta.

Moluscos

Condrictios

• son cavidades o superficies invaginadas (internas)
• Pueden ser muy simples o complejos (sacos pulmonares, pulmones laminados, o de difusión [sin alvéolos]).

Un poco más complejo: Branquias y Pulmones

• son superficies evaginadas
• frecuentemente cubiertas por un exoesqueleto o por una cubierta lobulada
• superficie respiratoria unicelular

Nematodos

SN epineuro (cordón nervioso hueco y tubular, dorsal al tubo digestivo)

Cada tejido posee sus órganos característicos y juntos conforman los SISTEMAS

Artrópodos

Cordados

Las branquias (internas o externas) y los pulmones surgieron como resultado de presiones selectivas que permitieron incrementar la eficiencia de los medios de intercambio gaseoso. Ambos órganos presentan grandes superficies para el intercambio de gases y tienen también una rica provisión de sangre que transporta estos gases hacia otras partes del cuerpo del animal.

La respiración en los animales grandes implica tanto la difusión como el flujo global. El flujo global lleva agua o aire a los pulmones o a las branquias y hace circular el oxígeno y el dióxido de carbono en el torrente sanguíneo. Los gases se intercambian por difusión entre la sangre y el aire de los pulmones o el agua que rodea a las branquias, y entre la sangre y los tejidos.

Braquiópodos, Nemertinos, Briozoos y otros

El oxígeno debe ser transportado a través de la sangre a todas las células del cuerpo. Los pigmentos respiratorios incrementan la capacidad transportadora de oxígeno de la sangre. En los vertebrados, el pigmento respiratorio es la hemoglobina que transporta el oxígeno.

Esqueleto interno vivo

SC abierto, <3 tricameral

Respiración por manto, branquias o pulmones

Craneados

Tantos intermedios

Cefalocordados, Tunicados y Calcicordados

Equinodermos

Esqueleto externo

SC abierto

Una estrategia intermedia entre la difusión y los órganos respiratorios es la respiración cutánea.

Otra estrategia existente es la respiración traqueal. Consiste en una red de tubos traqueales, por la que entra el aire a través de orificios (estigmas o espiráculos) localizados en la superficie corporal.

Estos conductos o tráqueas se expanden por todo el cuerpo. Adicionalmente los insectos voladores tienen sacos aéreos que se contraen y expanden facilitando la ventilación.

Metamería

Simetría radial pentamérica

Equinodermos

Anélidos

Ecdisozoos

Sistema Nervioso

Esqueleto externo

SN cicloneuro, 3 anillos nerviosos

Nutrición y digestión

Sin cefalización

SC cerrado

Esqueleto interno de oscículos

Metamería

Su función principal es la de captar y procesar rápidamente las señales ejerciendo control y coordinación sobre los demás órganos para lograr una oportuna y eficaz interacción con el medio ambiente cambiante

Invertebrados

Nematodos

SN en escalera

Artrópodos

Circulación

Lofoforados

Cordados

Células sensitivas

Lo más simple son las células sensitivas aisladas que son capaces de percibir los estímulos del ambiente.

Digestión:

proceso por el cual el alimento es desintegrado en moléculas que pueden ser incorporadas por las células.

El caso más simple es la invaginación de la partícula alimenticia en una vacuola para su degradación y asimilación o alguna célula especializada en esta función (coanocitos de los cnidarios).

Luego en la mayoría de los grupos se observa el surgimiento de estructuras digestivas que pueden ser:

• incompletas. Si tienen una sola abertura digestiva. Quiere decir que los alimentos entran por el mismo orificio (boca) por el que salen los residuos de la digestión.
• completas: Si tienen dos aberturas digestivas. Boca y ano de manera independientes.

ADemás, existen 3 distintas formas de digestión:

• INTRACELULAR: común en grupos sin SD desarrollado. Se realiza dentro de la célula. Consiste en atrapar partículas alimenticias y encerrarlas en vacuolas, donde se vierten las enzimas digestivas. Los nutrientes que se absorben pasan al citoplasma y los materiales no digeridos pasan al exterior de la célula.
• EXTRACELULAR: Se realiza fuera de la célula. Los alimentos entran en contacto con las enzimas dentro de la cavidad digestiva. Los nutrientes obtenidos se absorben y transportan a todas las células.
• MIXTA: omienzan digiriendo parcialmente los alimentos en la cavidad digestiva. Luego, la digestión de los alimentos continúa por medio de las vacuolas digestivas que están en las células de revestimiento de las cavidades. Finalmente, las sustancias nutritivas del alimento digerido se difunden a través de todo el animal.

Vertebrados

La siguiente innovación evolutiva son las

células nerviosas simples interconectadas que forman un plexo nervioso difuso.

Sistema difuso

Todos presentan la misma estructura:

SISTEMA NERVIOSO CENTRAL y

SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO

En general está formado por

• sistema cardiovascular: conduce y hace circular un líquido (hemolinfa en los invertebrados; sangre en los vertebrados) por una red de conductos y una o varias bombas (corazones) que generan el trabajo necesario para la circulación
• sistema linfático: conduce la linfa unidireccionalmente hacia el corazón

LA función principal es la de pasar nutrientes (tales como aminoácidos, electrolitos y linfa), gases, hormonas, células sanguíneas, etc., a las células del cuerpo, recoger los desechos metabólicos que se han de eliminar después por los riñones, en la orina, y por el aire exhalado en los pulmones, rico en dióxido de carbono (CO2). Además, defiende el cuerpo de infecciones y ayuda a estabilizar la temperatura y el pH para poder mantener la homeostasis.

SNC

Formado por el encéfalo (dentro del cráneo) y la médula espinal (dentro de la columna vertebral)

A su vez contiene al cerebro, cerebelo y bulbo raquídeo.

Su forma y tamaño varía con cada grupo

Los mamíferos poseen CIRCUNVOLUCIONES, que son repliegues en el cerebro.

SR desarrollado

Rotiferos,

Platelmintos

y otros

Esta red se va complejizando formando cordones nerviosos. En algunas zonas, hay ganglios que dan el inicio a la encefalización.

SNP

Formado por nervios y ganglios que están por todo el cuerpo.

Reproducción

Rotiferos,

Platelmintos

y otros

Esqueleto

Sistema Hiponeuro

Deuterostomados

Los cordones nerviosos van a tener distintas ubicaciones según el taxa, pueden ser longitudinales y transversales o dorsales y ventrales. Comienzan siendo cordones simples y en el transcurso de la evolución se comienza a complejizar la comunicación (cordones dobles, en escalera, anillos nerviosos),

Sistema formado por ganglios cerebrales y cordones nerviosos ventrales.

Protostomados

Sin sistema

Sistema Cerrado

Moluscos

Sistema inmunológico

En lugar de existir estructuras encargadas, el alimento digerido, los gases, los productos de excreción y demás, se transporta por simple difusión.

Excreción

A la vez, los ganglios van incrementando el tamaño, su cantidad y distribución.

SD completo

Es el sistema biológico que proporciona soporte y apoyo a los tejidos blandos y músculos en los organismos vivos.

Posee 3 funciones fundamentales: (1) sostén, (2) protección y (3) locomoción.

Puede clasificarse por su ubicación en externo, si recubre al cuerpo, o interno. Existen diferentes tipos, según su conformación. Según esto tenemos:

• Esqueleto óseo
• Esqueleto quitinoso
• Esqueleto de sales y minerales (carbonatos, por ejemplo)
• Esqueleto fluido o hidroesqueleto

Ecdisozoos

Sistema abierto

Otra manera de estudiarlo, abarcando la mayoría de animales, es siguiendo la estructura funcional de los reflejos estableciéndose la división entre sistema nervioso sensitivo o aferente (SNA) encargado de incorporar la información desde los receptores, en sistema de asociación (SA), encargado de almacenar e integrar la información, y en sistema motor o eferente (SM), que lleva la información de salida hacia los efectores

El fluido que circula, nunca sale del conducto.

El circuito puede pasar una única vez por el corazón (simple), o dos veces (complejo, con circuito menor y circuito mayor).

Además, al pasar por el corazón puede suceder que la sangre arterial (oxigenada) se mezcle con la sangre venosa (con CO2), entones se dice que la circulación es incompleta. Si las sangres no se mezclan, se dice que el circuito es completo

Defensa natural del cuerpo contra las infecciones, como las bacterias y los virus. A través de una reacción bien organizada, su cuerpo ataca y destruye los organismos infecciosos que lo invaden.

Estos cuerpos extraños se llaman antígenos.

SD gastrovascular incompleto

En algún momento del recorrido por el cuerpo, los fluidos salen de su conducto hacia grandes sistemas lagunares (hemocele) para bañar los órganos. Luego el líquido es recolectado e ingresa nuevamente al conducto.

Proceso mediante el cual los seres vivos expulsan los productos de desecho procedentes del metabolismo.

• Sin órganos excretores: expulsión por difusión simple.
• Con órganos excretores:
• Protonefridios: células especializadas en la excresión (platelmintos)
• Metanefridios; túbulos largos y contorneados que desembocan en uno o varios orificios del cuerpo del animal (moluscos y anélidos)
• Glándulas antenales o verdes: son glándulas ubicadas en la base de las antenas de los crustáceos que se especializan en la excresión
• Túbulos de Malpighi: tubos con un extremo cerrado y comunicados con los intestinos, que reciben a la hemolinfa (artrópodos insectos, arácnidos y miriápodos)
• Glándulas coxales: en la base de las patas de algunos arácnidos
• Riñones: están conformados por nefrones. Surgen en los vertebrados. Estos también pueden excretar productos por células especializadas de la piel, las branquias o las fosas nasales.

Braquiópodos, Nemertinos, Briozoos y otros

Función que garantiza la supervivencia de la especie. Es un proceso biológico que permite la creación de nuevos individuos.

La reproducción está relacionada a una de las características de los seres vivos, la autoperpetuación.

Las estrategias y estructuras que emplean los seres vivos para cumplir con la función de reproducción son diversas.

Existen dos modalidades, una que implica o no el intercambio de gametas (reproducción gamética y agamética) y la otra tiene que ver con la intervención de dos individuos o un único individuo (reproducción sexual y asexual).

A) REPRODUCCIÓN AGAMÉTICA y ASEXUAL

Está relacionada con el mecanismo de división mitótica. Se caracteriza por la presencia de un único progenitor, el que en parte o en su totalidad se divide y origina uno o más individuos con idéntica información genética (clones).

ESCISIÓN, BIPARTICIÓN O DIVISIÓN SIMPLE: el progenitor se divide longitudinalmente originando dos descendientes iguales.

GEMACIÓN: de la célula madre salen "brotes" de menor tamaño, que luego se desprenden formando células semejantes a ella.

ESPORULACIÓN: división del núcleo en varios fragmentos, una parte del citoplasma rodea cada nuevo núcleo formándose así esporas. Puede producirse un numero variable de células y a partir de cada una de ellas se desarrollará un nuevo individuo.

B) REPRODUCCIÓN AGAMÉTICA Y SEXUAL

La información genética de los descendientes está conformada por el aporte genético de dos progenitores. La mezcla de esta información hace que los descendientes no sean idénticos a los progenitores.

CONJUGACIÓN: Es la forma más simple de reproducción sexual. Se produce cuando se intercambia un micronócleo que contiene la información genética a través de un puente de conjugación.

C) REPRODUCCION GAMÉTICA Y SEXUAL

La información genética de los descendientes está conformada por el aporte genético de dos progenitores mediante la fusión de las células sexuales o gametos. Esta mezcla incorpora variaciones genética, los descendientes no son idénticos a los progenitores sino que poseen rasgos combinados. Es la más frecuente en los organismos complejos.

POR MEDIO DE GAMETOS (SINGAMIA): Se realiza por células reproductivas llamadas gametos. Al femenino se le denomina óvulo y al masculino espermio. En general, cada gameta aporta la mitad del material genético necesario para formar un individuo completo. LA unión de las gametas se llama FECUNDACIÓN. El referido material genético puede ser producido por un mismo individuo (hermafrodita) o por individuos diferentes de la misma especie. A este grupo de reproducción pertenecen la mayoría de animales.

D) REPRODUCCIÓN GAMÉTICA Y ASEXUAL

PARTENOGÉNESIS: Se produce cuando un óvulo no fecundado origina un animal adulto. Estos animales adultos de ambos sexos se reproducen sexualmente.

POLIEMBRONÍA : Se origina cuando a partir de un huevo o cigoto, éste se divide en descendientes independientes pero genéticamente iguales. Es el caso del Armadillo (mamífero) y en la especie humana los gemelos, que tienen el mismo sexo y son idénticos genéticamente.

METAGÉNESIS: Proceso donde se da una durante el proceso una fase con reproducción asexual y otra sexual.

OVOTESTIS: En la mayoría de animales los óvulos y espermios son producidos por órganos diferentes. En la ovotestis, el mismo órgano produce en un momento óvulos y en otro espermios. Es el caso del caracol. (molusco).

Son múltiples mecanismos que reconocen y neutralizan patógenos en todos los animales. En los eucariontes más antiguos se desarrollaron péptidos antimicrobianos llamados defensinas, luego surgieron la fagocitosis y el sistema del complemento.

Niveles del SI: Barreras

Cefalización

SN Hiponeuro

Cnidarios

Ctenophora

Simetría bilateral

Corazón

Otros casos

Deuterostomados

Anélidos

Anélidos (cinco porciones de músculos contráctiles)

Moluscos (Dos aurículas y un ventrículo)

Artrópodos (corazón con una sola cavidad)

"Peces": 1 aurícula y 1 ventrículo

Anfibios": 2 aurículas y 1 ventrículo

Reptiles: 2 aurículas y 1 ventrículo. Cocodrilos y Aves 2a urículas y 2 ventrículos.

Mamíferos: 2 aurículas y 2 ventrículos

Órgano contráctil. Posee un número variable de cavidades internas.

Lofoforados

Poríferos

Varias barreras protegen los organismos de las infecciones:

• las primeras son las barreras mecánicas, químicas y biológicas: el exoesqueleto de los insectos, las cáscaras y membranas de los huevos puestos en el exterior, y la piel son ejemplos de las barreras mecánicas que forman la primera línea defensiva contra las infecciones. También en este nivel se incluyen la tos, los estornudos, las lágrimas, orina y todas las mucosidades y secreciones (principalmente aquellas que poseen enzimas compuestos especiales).

Una vez que el antígeno ha ingresado al organismo, surge un segundo nivel de barrera:

• las células y los mecanismos del sistema inmunitario innato: aquí hay un reconocimiento de los antígenos por medio de receptores de reconocimiento o cuando las células dañadas envían las señales químicas de alerta. Esta respuesta no es específica ni duradera ni posee memoria. Sí es inmediata.
• Barreras química y humoral:
• Fiebre: surge por una infección o lesión. Es causada por monocitos pirógenos. Es parte del SI y lo beneficia ya que le permite combatir de forma más eficiente a los "invasores" (animales endotérmicos)
• Inflamación: primera respuesta a una infección
• Sistema del complemento: cascada bioquímica que ataca las superficies de las células extraña. Es el mayor componente humoral de la respuesta inmunitaria innata (mamíferos, peces y algunos invertebrados).
• Péptidos antimicrobianos

El tercer nivel de barrera surgió en los primeros vertebrados:

• sistema inmunitario adaptativo o adquirido: permite una respuesta inmunitaria mayor, posee "memoria inmunitaria" (cada patógeno es "recordado" por un antígeno característico), la respuesta es específica. Es más lento que el innato. Sus células especificas son: células T asesinas, Linfocitos, Linfocitos T colaboradores, células T, anticuerpos, linfocitos B

Protostomados

Esqueleto hidrostático

Esqueleto de espículas

Cavidad gastrovascular

Dscam,

una molécula descubierta

en las moscas de frutas puede presentarse en 38.000 variantes. Cada una de ellas es capaz de unirse a diversas estructuras específicas presentes en la superficie el patógeno.

Ctenophora

Se pensaba que esta capacidad de reconocer patógenos específicos estaba limitada a los vertebrados.

SN difuso, órganos sensoriales

Simetría radial

Poríferos

Arqueplástidos

Cnidarios

Hongos

ANIMALES

Hongos

Arqueplástidos

Cromalveolados

Unikontes

ANIMALES

Excavados

(cc) photo by theaucitron on Flickr

Simetría

Cromalveolados

Unikontes

Excavados

Eucariontes

(cc) photo by theaucitron on Flickr

Es la distribución equilibrada en el cuerpo de los organismos de aquellas partes que aparecen duplicadas. Son muy pocos los organismos que no presentan ningún tipo de organización simétrica.

Existen diferentes tipos de simetría:

Plantas, Hongos y Animales...

Eucariontes

Células con membranas internas que compartimentalizan el citoplasma, distribuyendo las funciones celulares.

• Radial: queda definida por un eje de dos extremos (por ejemplo: oral y aboral)

• Bilateral: permite la definición de un eje corporal en la dirección del movimiento.