BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 1º BACHILLERATO

ORGANIZACIÓN PLURICELULAR

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA

1. LA ORGANIZACIÓN PLURICELULAR

Los primeros organismos que habitaron la Tierra eran seres unicelulares. Aún hoy día, existen multitud de ellos. Sin embargo, hace más de 1.000 millones de años, las células eucariotas comenzaron a agruparse y terminaron formando seres pluricelulares. Los organismos pluricelulares están formados por numerosas células, todas las cuales proceden de una o varias células iniciales (normalmente un cigoto), que se divide por mitosis. Esto significa que todas las células de un ser pluricelular son genéticamente idénticas. Sin embargo, dichas células son morfológica y funcionalmente diferentes. La causa está en la diferenciación celular. La diferenciación celular consiste en el silenciado de parte del genoma celular, con lo que sólo una parte del ADN se expresa. Así, las células se especializan en una función determinada y dejan de tener la capacidad de dividirse y formar nuevos organismos (la totipotencia del cigoto). La especialización permite la división del trabajo: cada grupo de células puede dedicarse a una función específica, lo que resulta en una mayor eficacia de los organismos pluricelulares.

1.1. TEJIDOS, ÓRGANOS Y SISTEMAS

A medida que se van diferenciando y especializando, las células tienden a agruparse en niveles de complejidad creciente: tejidos, órganos y sistemas: Tejidos: conjunto de células semejantes que realizan una determinada función. En los seres humanos hay más de 200 tejidos diferentes: epitelial, muscular, nervioso, óseo… Órganos: conjunto de tejidos diferentes que realizan una misma función. Los organismos pluricelulares tienen numerosos órganos: hojas, tallos, raíces, ojos, corazón, branquias… Sistemas: conjunto de órganos que actúan coordinadamente para realizar una función: digestivo, nervioso, circulatorio,…

2. TEJIDOS ANIMALES

Los animales muestran una enorme variedad y complejidad de tejidos, pero pueden agruparse en 4 tipos básicos: epitelial, conectivo, nervioso y muscular

2.1.

 TEJIDO EPITELIAL

El tejido epitelial se caracteriza por células muy unidas entre sí y por carecer de vasos sanguíneos. Los nutrientes y desechos se intercambian con el conectivo adyacente a través de la membrana basal, capa fina y permeable, sin células, que sostiene a todos los epitelios y se forma a partir del epitelio y el conectivo. Según la función que realicen distinguimos dos tipos de tejido epitelial: de revestimiento y glandular. 2.1.1. EPITELIOS DE REVESTIMIENTO Tapizan superficies externas y cavidades internas. Tiene funciones de protección, absorción, intercambio de gases y recepción de estímulos. Sus células presentan a veces cilios (para mover fluidos, como el epitelio respiratorio) o microvellosidades (para aumentar la superficie, como en el intestino delgado). Los epitelios de revestimiento pueden tener una única capa de células (simples) o varias (estratificados). Dichas células pueden ser planas, cúbicas, prismáticas, etc, dando lugar a numerosos tipos. 2.1.2. EPITELIOS GLANDULARES Sus células están especializadas en la secreción de sustancias. Aunque pueden ser células aisladas, lo normal es que se agrupen en estructuras secretoras llamadas glándulas. Existen tres tipos de glándulas: Exocrinas:liberan sus productos a la superficie del cuerpo (sudoríparas, sebáceas, mamarias) o al interior de cavidades (glándulas digestivas). Endocrinas: no tienen conductos y liberan sus productos (las hormonas) a la sangre directamente. Forman parte del sistema endocrino, que, junto al nervioso, se encarga de la regulación de los procesos biológicos. Actúan como glándulas endocrinas: la tiroides, las glándulas suprarrenales, etc. Mixtas: son endocrinas y exocrinas a la vez. Un caso es el páncreas, que segrega hormonas (insulina, glucagón) pero también enzimas digestivas (jugo pancreático). Testículos y ovarios son otros ejemplos.

2.2. TEJIDO CONECTIVO

Los conectivos son tejidos muy diversos y abundantes, con funciones de unión, sostén y protección de otros tejidos. El tejido conectivo se caracteriza por estar constituido por dos componentes: las células y la matriz extracelular. Células: suelen ser escasas y no unidas entre sí. Algunas son propias del tejido y otras han migrado de tejidos adyacentes, como ciertos leucocitos. Matriz extracelular: fabricada por las propias células, consta de una sustancia fundamental y de fibras. La sustancia fundamental está formada por agua, macromoléculas (proteínas, polisacáridos) y sales en diferente concentración, dando mayor o menor consistencia al tejido. Las fibras,de naturaleza proteica,pueden ser: a. De colágeno: formadas por colágeno, con fibras paralelas, dan resistencia. b. Elásticas: formadas de elastina, dan elasticidad. c. Reticulares: formadas por reticulina, finas y ramificadas, sirven de sostén. Los principales tejidos conectivos son: conjuntivo, adiposo, cartilaginoso, óseo y sanguíneo. 2.2.1. TEJIDO CONJUNTIVO Se encuentra en los espacios entre otros tejidos y órganos, uniéndolos. Células: fibrocitos, células estrelladas. Fibras: de colágeno y elásticas. Existen tres tipos: Conjuntivo laxo: pocas fibras y células, con abundante sustancia fundamental. Bajo la piel, rellenando espacios y rodeando vasos sanguíneos. Conjuntivo denso: con muchas fibras de colágeno. Forma tendones y ligamentos. Conjuntivo elástico: con muchas fibras elásticas. Forma la pared de grandes arterias. 2.2.2. TEJIDO ADIPOSO Puede considerarse una variedad de conjuntivo laxo. Tiene pocas fibras y sustancia fundamental, pero abundan las células (adipocitos), grandes y redondeadas, que almacenan lípidos. Presenta dos variedades: Adiposo blanco: sus lípidos forman una única gota que ocupa casi todo el citoplasma. Forma el panículo adiposo, presente bajo la piel, que actúa como protección, aislante y reserva energética. También recubre a la mayoría de los órganos. Adiposo pardo: sus lípidos forman numerosas gotitas. Sirve para generar calor. Abundante en mamíferos hibernantes y en crías de mamíferos. 2.2.3. TEJIDO CARTILAGINOSO Su sustancia intercelular tiene muchas fibras, por lo que es un tejido sólido, aunque flexible. Sus células, poco abundantes, se denominan condrocitos y se agrupan en cavidades o lagunas de la matriz. Carece de vasos sanguíneos, por lo que se nutre desde el pericondrio (conjuntivo denso adyacente). 2.2.4. TEJIDO ÓSEO Se caracteriza por una matriz sólida y dura. Exclusivo de vertebrados, en los que forma el esqueleto interno. La matriz contiene muchas fibras colágenas y, sobre todo, numerosas sales minerales precipitadas (carbonatos y fosfatos de calcio, principalmente). Sus células pueden ser de tres tipos: Osteoblastos: células cúbicas que fabrican la matriz. Osteoclastos: células gigantes, redondeadas, encargadas de destruir el hueso para su renovación. Osteocitos: osteoblastos maduros. Tienen forma ovoide, no pueden dividirse y están encerradas en cavidades o lagunas óseas, conectadas por canalículos óseos. El hueso tiene una capa de conjuntivo interna (endostio) y otra externa (periostio). Estas capas sirven de protección y de entrada y salida de nervios y vasos sanguíneos. Hay dos tipos de tejido óseo: Tejido óseo compacto: en las diáfisis de los huesos largos y capas externas de los planos. El hueso se organiza en capas concéntricas que forman cilindros llamados sistemas de Havers u osteonas. Cada osteona tiene un hueco central (canal de Havers) por donde circulan nervios y vasos sanguíneos. Estos canales se comunican entre sí por canales de Volkman. Tejido óseo esponjoso: presente en epífisis de huesos largos y la parte central de los planos. El hueso se organiza formando una red de laminillas óseas (trabéculas) con grandes espacios entre ellas. Estos espacios están ocupados por la médula roja, donde se fabrican las células sanguíneas. 2.2.5. TEJIDO SANGUÍNEO Se caracteriza porque su matriz (el plasma) es líquida. Dentro del plasma están los elementos formes, células y fragmentos celulares con diferentes funciones. En los vertebrados, la sangre circula por vasos sanguínos y tiene funciones de transporte (nutrientes, sales, desechos, hormonas, gases,…); homeotermia(regulación de la temperatura corporal) y defensa (contra agentes infecciosos y frente a hemorragias). Como las células sanguíneas viven poco tiempo (entre unos días y varios años), deben producirse continuamente en un proceso llamado hematopoyesis, que tiene lugar en la médula roja ósea. Componentes de la sangre Plasma: porción líquida. Disolución acuosa de sales, proteínas (albúminas, globulinas, fibrinógeno), iones, gases, hormonas, desechos, etc. Eritrocitos: o glóbulos rojos. En mamíferos son células sin núcleo. Contienen hemoglobina, una proteína que transporta oxígeno. Los más abundantes. Dan el color a la sangre. Leucocitos: o glóbulos blancos. Células con núcleo que intervienen en la defensa frente a infecciones. Hay muchos tipos diferentes. Trombocitos: o plaquetas. Fragmentos de célula sin núcleo. Intervienen en la coagulación sanguínea y liberan factores de crecimiento.

2.3. TEJIDO NERVIOSO

El tejido nervioso está especializado en generar y transmitir impulsos nerviosos. Consta de dos tipos de células: las neuronas y las células de glía o neuroglía. a. Neuronas: se encargan de la recepción de estímulos  (excitabilidad) y de la generación y transmisión de impulsos nerviosos de tipo eléctrico. Una neurona consta de: Soma, pericarion o cuerpo neuronal: contiene el núcleo y la mayor parte del citoplasma con sus orgánulos. El RE forma agregados llamados corpúsculos de Nissl. Además, tiene numerosas neurofibrillas por todo el citoplasma. Dendritas: prolongaciones cortas, numerosas y ramificadas que llevan el impulso nervioso hacia el soma. Axón o fibra nerviosa: prolongación larga, generalmente única y sin ramificar que conduce el impulso nervioso desde el soma hasta: otra neurona, glándulas o músculos. En sus extremo final tiene ramificaciones (terminaciones axónicas) llenas de vesículas con mensajeros químicos llamados neurotransmisores. El contacto de una neurona con otra (o con un órgano efector) se denomina sinapsis. b. Células de glía o neuroglía: células muy variadas y mucho más numerosas que las neuronas. Tienen funciones de sostén, protección, defensa y colaboración en la transmisión de impulsos nerviosos.

2.4. TEJIDO MUSCULAR

Tejido especializado en la contracción muscular, permitiendo el movimiento de los animales y de sus órganos. Sus células se denominan fibras musculares y son alargadas. En su interior hay gran cantidad de miofibrillas, formadas por haces de miofilamentos contráctiles de naturaleza proteica. Los principales son los filamentos de actina (delgados) y los de miosina (gruesos). Durante la contracción muscular, los filamentos de actina se deslizan sobre los de miosina, con gasto energético. Las fibras musculares se agrupan en haces complejos, rodeados de tejido conjuntivo, llamados músculos. Existen muchos tipos de fibras musculares en los animales. En vertebrados hay tres tipos básicos: liso, estriado esquelético y estriado cardíaco. Músculo liso: células fusiformes con un único núcleo. Miofibrillas sin estriaciones. Contracción lenta, rítmica e involuntaria. Se halla en órganos huecos (digestivo, respiratorio) y en la pared de los vasos sanguíneos. En muchos invertebrados es el único tipo existente. Músculo estriado esquelético: células cilíndricas muy largas, multinucleadas. Los miofilamentos se disponen en unidades funcionales llamadas sarcómeros, con una estriación transversal característica en bandas claras y oscuras alternas. Contracción rápida, intensa y voluntaria. Músculo del esqueleto de vertebrados. Músculo estriado cardíaco: células cortas y ramificadas, uninucleadas, unidas mediante discos intercalares, que les permite una contracción coordinada. Presentan estrías, pero no tan regulares como en el esquelético. Contracción involuntaria, intensa y rítmica. Se halla en el músculo del corazón (miocardio).

3. ÓRGANOS Y SISTEMAS ANIMALES

Para realizar sus funciones vitales, los animales disponen de numerosos sistemas de órganos, con una variedad enorme entre grupos diferentes. Desde los invertebrados hasta los vertebrados se aprecia un aumento de complejidad en los órganos que forman estos sistemas. Los sistemas animales pueden agruparse según la función que realizan: Nutrición: digestivo, respiratorio, circulatorio y excretor. Relación y coordinación: esquelético, muscular, nervioso y endocrino. Reproducción: reproductor. Las características de los diferentes sistemas son las siguientes: Sistema tegumentario: cubre y protege la superficie corporal. En vertebrados consta de varias capas de células que originan escamas (peces y reptiles), pelos (mamíferos) y plumas (aves). En mamíferos el sistema tegumentario consta de piel y anexos: pelo, uñas, glándulas sebáceas y sudoríparas. Sistema digestivo: realiza la digestión, convirtiendo los alimentos en nutrientes sencillos utilizables por las células. En los animales más simples no existe (esponjas, algunos gusanos) o es una cavidad con un único orificio (cnidarios). Sin embargo, en la mayoría es un tubo con una estructura más o menos compleja y dos aberturas: una para la entrada del alimento (boca) y otra para la salida de excrementos (ano). Además, pueden aparecer gran variedad de glándulas anejas. Sistema respiratorio: realiza el intercambio de gases con el medio. Esponjas y cnidarios carecen de él, pues realizan el intercambio por difusión a través de su superficie. Los animales complejos tienen estructuras especializadas: tráqueas, branquias o pulmones. Sistema circulatorio: se encarga del transporte de hormonas, nutrientes, gases y desechos, así como la defensa. Los animales más sencillos no tienen. Los complejos suelen poseer un corazón para impulsar la sangre, o líquido equivalente, y vasos sanguíneos por donde circula dicho líquido. Sistema excretor: extrae los desechos producidos por el metabolismo y los expulsa al exterior. Cnidarios y esponjas no tienen. En invertebrados suele estar formado por una serie de tubos. En vertebrados consta de riñones, uréteres, vejiga y uretra. Sistema esquelético: sirve como sostén y protección. Algunos animales (esponjas, gusanos, cnidarios) carecen de esqueleto. En el resto hay tres tipos posibles: esqueleto externo de carbonato cálcico (conchas de moluscos), esqueleto externo de quitina (en artrópodos), y el esqueleto interno óseo o cartilaginoso (propio de vertebrados). Sistema muscular: responsable del movimiento del organismo o de sus partes. Consta de músculos, tanto en invertebrados como en vertebrados. Sistema nervioso: recibe, integra y transmite la información recibida del medio externo e interno. Sistema endocrino: colabora con el nervioso en la coordinación de las funciones metabólicas. Actúa liberando sustancias químicas (hormonas) que actúan sobre órganos específicos. En muchos invertebrados consta de células secretoras aisladas, pero en vertebrados está formado por numerosas glándulas endocrinas. Sistema reproductor: se encarga de la reproducción. Consta de gónadas (que producen gametos y hormonas sexuales) y vías reproductoras (que transportan los gametos y facilitan la fecundación). Los sistemas reproductores femeninos y masculinos suelen ser notablemente diferentes, pudiendo aparecer ambos en el mismo animal (hermafroditas).
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“Para ir a donde no se sabe hay que ir por donde no se sabe.” San Juan de la Cruz “It must be a strange world not being a scientist, going through life not knowing--or maybe not caring about where the air came from, where the stars at night came from or how far they are from us. I WANT TO KNOW” Michio Kaku