Reproducción, Adaptación, Nutrición, Circulación, Respiración y Excreción en Plantas y Animales

Reproducción en Angiospermas

Polinización

La polinización es el proceso por el cual los granos de polen llegan al estigma del carpelo. Las anteras se abren mediante dehiscencia, liberando el grano de polen, que es dispersado por:

• Vectores abióticos, como el aire (polinización anemófila) y el agua (polinización hidrófila).
• Vectores bióticos (ciertos animales).

Según la procedencia del polen, existen dos formas de polinización:

• Autopolinización: el polen de una planta fecunda su propio carpelo.
• Polinización cruzada: el polen de una planta fecunda a otra.

Fecundación

Cuando el grano de polen está sobre el estigma, la exina se rompe y, a partir de la intina, se desarrolla un tubo polínico. El grano de polen, formado por meiosis a partir de una célula madre, contiene un núcleo vegetativo y otro que se divide por mitosis y origina dos núcleos espermáticos. El tubo polínico avanza a lo largo del estilo y, en el saco embrionario, los núcleos espermáticos producen una doble fecundación:

• Uno fecunda la oosfera y da origen a un cigoto diploide.
• El otro fecunda al núcleo secundario y da lugar a un núcleo triploide que generará el endospermo, alimento del embrión.

La Semilla

La semilla de las angiospermas es una estructura que aloja el embrión y posee tejidos nutritivos y cubiertas protectoras. En las gimnospermas, la semilla no posee tejidos nutritivos, pero acumula sustancias de reserva en el gametofito femenino. El embrión se forma tras las primeras divisiones del cigoto.

Estructura de la Semilla:

• Radícula: dará origen a la raíz.
• Tallito: situado entre la radícula y los cotiledones.
• Epicótilo: tiene en su parte superior la yema que da origen al tallo.
• Cotiledones: cargados de sustancias nutritivas. Sirven para clasificar las angiospermas en monocotiledóneas (un cotiledón) y dicotiledóneas (dos cotiledones).

El Fruto

El fruto es el ovario desarrollado y maduro de las angiospermas. Hay tantas semillas como óvulos tenía la flor. En las gimnospermas no existen frutos. Tras la doble fecundación, los pétalos se desprenden y los estambres pueden marchitarse. El receptáculo floral a veces se vuelve carnoso. El ovario, cuando es súpero, participa en la formación del fruto. Cuando el ovario es ínfero, además de él, participan otras estructuras de la flor. Algunas estructuras florales participan en algunos frutos, como las brácteas (castañas y avellanas) o los sépalos (manzanas y fresas).

Dispersión y Propagación de Frutos y Semillas

Los frutos, además de proteger la semilla, favorecen su dispersión. En algunas especies, las semillas salen del fruto para dispersarse; en otras, se dispersa el propio fruto.

Mecanismos de Propagación y Dispersión:

• Dispersión por el viento: las semillas desarrollan estructuras que les permiten flotar.
• Dispersión por animales:
  • Epizoocoria: se desarrollan estructuras para fijarse al pelo o las plumas del animal.
  • Endozoocoria: las semillas son ingeridas y, al salir con las heces, no solo se dispersan, sino que pueden germinar. Estas semillas y frutos suelen presentar colores, olores o sabores atrayentes.
• Dispersión por el agua: utilizada por plantas acuáticas o de regiones costeras y ríos. Las semillas desarrollan estructuras que les permiten flotar.
• Autodispersión: la propia planta desarrolla mecanismos para lanzar las semillas a cierta distancia.

Adaptaciones de las Plantas

Adaptaciones a Factores Abióticos

• Luz:
  • Plantas adaptadas a gran intensidad luminosa.
  • Plantas adaptadas a vivir en zonas umbrías.
  • Incremento de la superficie foliar.
  • Orientación de las hojas hacia la fuente de luz.
• Agua:
  • Xerófitas: adaptadas a medios áridos. Presentan adaptaciones para evitar la pérdida de agua, como el engrosamiento de los tallos y las hojas para almacenar agua, y hojas en forma de espinas para evitar la pérdida de agua por transpiración.
  • Higrófilas: adaptadas a zonas muy húmedas. Desarrollan cámaras de aire que facilitan la flotabilidad y aseguran la captación de luz, o raíces capaces de desarrollarse en suelos encharcados.
• Temperatura:
  • Plantas con amplio rango de tolerancia, que les permite desarrollarse en zonas con marcados cambios estacionales.
  • Plantas que viven en zonas tropicales o polares, con un rango de tolerancia muy estrecho.
  • Adaptaciones a temperaturas altas: pocos estomas con mecanismos para cerrarlos durante el día, metabolismo ácido de las crasuláceas.

Adaptaciones a Factores Bióticos

• Relación con otras plantas:
  • Producción de sustancias para comunicarse con otras plantas, como señal de alerta ante la presencia de un herbívoro.
  • Competencia por recursos: aumento del porte, desarrollo de raíces más profundas y ramificadas.
  • Epifitismo: vivir sobre otras plantas para captar más luz.
• Relación con otros seres vivos:
  • Adaptaciones defensivas contra herbívoros y parásitos: engrosamiento de la epidermis, producción de toxinas y sustancias urticantes, desarrollo de espinas.
  • Adaptaciones para la dispersión de semillas: modificación de la morfología de la flor, secreción de sustancias azucaradas o de olores atrayentes, formación de frutos que atraen a los animales, modificación de su estructura para hacerlas más aerodinámicas o que faciliten su flotabilidad.

Nutrición en Animales

Digestión

La nutrición es el conjunto de procesos relacionados con la transformación de los alimentos en nutrientes y su utilización por parte de las células. La alimentación es el proceso previo a la nutrición, mediante el cual los animales obtienen los alimentos.

Procesos Implicados en la Nutrición:

• Transporte de nutrientes y oxígeno a las células del organismo y recogida de sustancias de desecho mediante sistemas circulatorios.
• Incorporación del oxígeno necesario para la obtención de energía a partir de los nutrientes.
• Transformación del alimento en nutrientes (aparato digestivo).
• Eliminación de los productos de desecho al exterior mediante sistemas de excreción.

Fases de la Digestión:

1. Ingestión: incorporación del alimento al organismo desde el exterior.
2. Digestión: transformación del alimento en moléculas sencillas que puedan ser utilizadas por las células. Puede ser:
   • Extracelular: tiene lugar fuera de las células, en un tubo digestivo donde se vierten las enzimas digestivas.
   • Intracelular: tiene lugar dentro de las células, en vacuolas digestivas donde los lisosomas vierten su contenido enzimático.
   • Mixta: se realiza en dos etapas: primero extracelular, dentro de una cavidad gástrica, y luego intracelular.
3. Absorción: incorporación de los nutrientes al organismo a través de la pared del tubo digestivo.
4. Egestión: expulsión de los productos no asimilados tras la digestión.

Aparato Digestivo

Está formado por un tubo digestivo y glándulas anejas que segregan sustancias que colaboran en la digestión. El tubo digestivo de los vertebrados consta de:

• Cavidad bucal
• Faringe
• Esófago
• Estómago
• Intestino medio
• Intestino posterior
• Ano

Cavidad Bucal

En ella se inician la digestión mecánica y la química. Presenta estructuras adaptadas a diferentes tipos de dieta:

• Pico: estructura externa de naturaleza córnea para capturar y desgarrar presas.
• Dientes:
  • En peces, anfibios y reptiles: capturar y retener presas.
  • En mamíferos: función masticadora (incisivos, caninos, premolares y molares).
• Glándulas salivales: segregan saliva (agua, mucina, amilasa y lisozima).
• Lengua: facilita la deglución, captura de presas (algunos anfibios y reptiles), colocación del alimento entre los dientes durante la masticación (mamíferos).

Faringe

Conducto musculoso que empuja el bolo alimenticio hacia el esófago mediante la deglución. Es un órgano común a los aparatos digestivo y respiratorio.

Esófago

El alimento avanza mediante movimientos peristálticos a través del esófago hasta llegar al estómago. Algunas aves tienen buche para almacenar alimento.

Estómago

Dilatación del tubo digestivo donde el alimento queda retenido para facilitar la acción de las sustancias segregadas en él. Está constituido por capas musculares que mezclan el alimento con el jugo gástrico. El bolo alimenticio se convierte en quimo.

Estómago de los Rumiantes:

• Panza: recibe el alimento casi sin masticar. Contiene microorganismos simbióticos que descomponen la celulosa.
• Redecilla: devuelve el alimento fermentado a la boca para la rumia.
• Libro: recibe el alimento triturado por la rumia y absorbe gran cantidad de agua.
• Cuajar: actúan las enzimas digestivas.

Estómago de las Aves:

• Anterior glandular: digestión química.
• Trituradora (molleja): órgano musculoso con repliegues internos y mucosa recubierta por una capa córnea.

Intestino

Tubo que comunica con el estómago a través del píloro. El intestino medio tiene una longitud variable y realiza la digestión y absorción.

Digestión en el Intestino:

• Jugo intestinal: producido por las glándulas de la mucosa intestinal, contiene enzimas digestivas y mucina.
• Jugo pancreático: segregado por el páncreas, contiene enzimas digestivas y sales que neutralizan la acidez del ácido clorhídrico.
• Jugo biliar: producido por el hígado y almacenado en la vesícula biliar, contiene sales biliares que emulsionan las grasas.

Absorción:

Los nutrientes obtenidos tras la digestión son absorbidos a través de la pared del intestino. La mucosa intestinal tiene pliegues y vellosidades intestinales, recorridas por capilares sanguíneos y linfáticos, para aumentar la superficie de absorción. Las células de la mucosa poseen microvellosidades que incrementan aún más la superficie de absorción.

Intestino Grueso

Se comunica con el intestino medio a través de la válvula ileocecal. Su función principal es absorber agua. Los residuos se compactan y son expulsados al exterior en la egestión.

Circulación y Transporte en Animales

Las células de los tejidos animales están bañadas por líquido intercelular, que constituye el medio interno del cuerpo. Los animales más sencillos renuevan el medio interno por difusión. Los animales más complejos necesitan un aparato circulatorio para renovar el líquido intersticial.

Componentes del Aparato Circulatorio:

• Fluido circulante:
  • Hidrolinfa: composición similar al agua de mar, con células fagocitarias (equinodermos).
  • Hemolinfa: composición parecida al líquido intersticial, con células defensivas y hemocianina (invertebrados).
  • Sangre: plasma, glóbulos blancos, glóbulos rojos y plaquetas. Contiene hemoglobina (anélidos y vertebrados).
  • Linfa: líquido amarillento que circula por los vasos linfáticos. Compuesta por plasma y linfocitos (vertebrados).
• Corazón: impulsa los fluidos mediante movimientos de contracción y dilatación.
• Vasos:
  • Arterias: llevan la sangre desde el corazón a los demás órganos.
  • Venas: llevan la sangre de retorno al corazón.
  • Capilares: vasos muy finos donde se realiza el intercambio de sustancias.

Tipos de Corazones:

• Tubulares: alargados, con una sola cámara (artrópodos).
• Accesorios: localizados en zonas concretas del cuerpo (cefalópodos).
• Tabicados: divididos internamente en varias cámaras (moluscos y vertebrados).

Modelos de Sistema Circulatorio:

• Sistema circulatorio abierto: los vasos no forman un circuito cerrado (moluscos y artrópodos).
• Sistema circulatorio cerrado: los vasos sanguíneos están conectados por una red de capilares y forman un circuito (anélidos, moluscos cefalópodos y vertebrados).

Circulación Simple:

Un único circuito, la sangre pasa una sola vez por el corazón (corazón bicameral).

Circulación Doble:

Dos circuitos, la sangre pasa dos veces por el corazón. Puede ser:

• Incompleta: la sangre oxigenada y no oxigenada se mezclan en el corazón (corazón tricameral).
• Completa: no hay mezcla de sangre oxigenada y no oxigenada (corazón tetracameral).

Respiración en Animales

Respiración Celular

Conjunto de reacciones químicas que permiten la obtención de energía en el interior de las células. Es común a todos los animales.

Respiración Externa

Proceso de intercambio de gases con el medio. En animales sencillos, se produce por difusión. En animales más complejos, existen estructuras especializadas en la respiración.

Modelos de Respiración Animal:

• Respiración cutánea: propia de animales que viven en ambientes acuáticos o muy húmedos. El intercambio de gases se lleva a cabo a través de la piel.
• Respiración branquial: propia de animales acuáticos. Las branquias son estructuras respiratorias compuestas por filamentos con una amplia red de capilares en su interior.
  • Branquias externas: evaginaciones de la superficie corporal.
  • Branquias internas: evolutivamente más avanzadas, protegidas en el interior del cuerpo.
• Respiración traqueal: propia de insectos. Consta de tráqueas, tubos que se ramifican en traqueolas, donde se produce el intercambio gaseoso.
• Respiración pulmonar: se lleva a cabo por medio de pulmones, cavidades internas muy vascularizadas.
  • Pulmones de difusión: carecen de mecanismos de ventilación (algunos invertebrados terrestres).
  • Pulmones de ventilación: presentan mecanismos de ventilación para la entrada y salida del aire (vertebrados).

Excreción en Animales

Productos de Desecho en los Animales:

• Dióxido de carbono: producto de la respiración celular.
• Agua y sales minerales: su exceso debe ser eliminado para mantener el equilibrio homeostático.
• Productos nitrogenados: producto del metabolismo de las proteínas y los ácidos nucleicos.

Tipos de Animales Según su Excreción:

• Amoniotélicos: expulsan amoníaco directamente al exterior (peces e invertebrados acuáticos).
• Uricotélicos: excretan ácido úrico, que es poco tóxico y requiere poca agua para su eliminación (aves, reptiles e insectos).
• Ureotélicos: excretan urea, que es menos tóxica que el amoníaco y requiere menos agua para su eliminación que el ácido úrico (mamíferos, anfibios y algunos peces).

Estructuras Excretoras en Invertebrados:

• Protonefridios: formados por células flamígeras que filtran los desechos (platelmintos y algunos anélidos).
• Metanefridios: tubos enrollados con un extremo abierto al exterior y otro al interior del cuerpo (anélidos y moluscos).
• Tubos de Malpighi: tubos cerrados en un extremo y abiertos al intestino (insectos).
• Glándula verde: saco ciego que filtra las sustancias de desecho (crustáceos).