Relación y coordinación en el nivel celular. Respuestas en invertebrados y vertebrados
Las
células perciben los cambios del medio y responden a estos cambios de
manera adecuada. Las variaciones del medio se llaman estímulos, y las
reacciones de las células, respuestas.
Las
respuestas de las células a estímulos se manifiestan con cambios de
forma, movimientos, cambios metabólicos, secreciones, etc.
Ciertas
células responden a algunos estímulos (falta de alimento, excesivo
calor…) segregando sustancias que se depositan en su membrana y las
aíslan del exterior. La célula así envuelta se llama quiste y puede
permanecer mucho tiempo con una vida latente hasta que cambian las
condiciones y reanuda su actividad. Es una respuesta típica de las
bacterias.
Las
respuestas de movimiento se denominan tactismos o taxismos: son
positivos si se acercan al estímulo y negativos si se alejan. Según el
tipo de estímulo, puede ser fototactismo (si el estímulo es la luz),
quimiotactismo (una sustancia química), termotactismo (una variación de
temperatura), etc.
Los
protozoos y las algas microscópicas se mueven ante la presencia de luz o
de sustancias en el medio. El movimiento celular se realiza por
seudópodos, flagelos o cilios.
Las
bacterias que poseen flagelos tienen movilidad, o sea, el movimiento de
traslación de un punto a otro en forma rápida y de zig zag
permitiéndoles responder a estímulos por ejemplo: químicos cuando las
bacterias son atraídas a determinados compuestos como la glucosa, la
galactosa y se denomina quimiotactismo positivo o por el contrario son
repelidas de algunos compuestos como los antibióticos, quimiotactismo
negativo, luminosos es el caso de las bacterias fotosintéticas que
tienen fototactismo positivo a los rayos luminosos.
Las respuestas de los invertebrados a los estímulos
Las
respuestas de los invertebrados a los estímulos externos son más
complejas que los tropismos, pues estos animales, además de un control
hormonal, poseen una regulación de sus respuestas al ambiente dado por
un sistema nervioso primitivo. Esto determina que sus respuestas sean
más rápidas y por tanto más eficientes para responder ante los cambios
del medio. Taxismos o tactismos son las respuestas que ofrecen los
animales inferiores a los diferentes estímulos del medio ambiente.
Además, los movimientos que se producen como parte de las respuestas son
reversibles, a diferencia de lo que ocurre en los tropismos.
1. Tipos de tactismos
Los
tactismos se denominan de acuerdo al tipo de estímulo. Se distinguen:
fototactismo, gravitactismo, hidrotactismo y tigmotactismo.
Como
en los tropismos, las respuestas o movimientos que experimentan los
animales invertebrados pueden ser de acercamiento o de alejamiento hacia
el estímulo. Se habla de tactismo positivo cuando el movimiento del
animal se dirige hacia el estímulo, y de tactismo negativo si el
movimiento tiende a alejarse del estímulo.
Fototactismo: es la respuesta de los animales a variaciones en la cantidad de luz.
Gravitactismo: es la respuesta a estímulos de origen gravitatorio.
Hidrotactismo: es la respuesta a estímulos cuyo origen es el agua.
Tigmotactismo: es la respuesta a estímulos táctiles.
Heliotactismo: es la influencia que el sol ejerce sobre la orientación de los seres vivos.
Galvanotactismo: es la respuesta a estímulos eléctricos.
Termotactismo: es la respuesta a la variación de la temperatura.
Quimiotactismo: es la respuesta a estímulos químicos.
Cuando
encendemos una lámpara las polillas se dirigen hacia esta fuente
artificial de luz. Corresponde a un fototactismo positivo.
También se puede dar el caso opuesto, como ocurre con las cucarachas, que al acercarse a ellas la luz tienden a escapar.
Las Orugas cortadoras (insecto cosmopolita con alta capacidad de dispersión) que
a partir del tercer estadio larval manifiestan un fototactismo
negativo, escapándole a la luz y permaneciendo durante el día bajo la
tierra enroscadas sobre si mismas.
Las
medusas poseen ocelos en el borde umbrelar que son unidades
fotorreceptoras, para captar la mayor o menor luminosidad para que suban
o bajen debido a que poseen un fototactismo negativo por lo que huyen
de la luz, esto constituye un mecanismo de defensa. Estos ejemplos
corresponden a un fototactismo negativo.
Las
vaquitas de San Antonio son insectos que al tomarlos en tu mano,
siempre suben a través de ella. Éste es un claro ejemplo de
gravitactismo negativo, ya que la vaquita se mueve siempre en dirección
contraria a la fuerza de gravedad.
La lombriz de tierra presenta un hidrotactismo positivo; siempre construye sus galerías subterráneas en dirección a las zonas húmedas.
En
las lombrices de tierra existen quimiorreceptores especializados
distribuidos por todo el cuerpo, capaces de detectar agua. Estas células
llamadas higrorreceptores permiten que la lombriz permanezca en suelos
de humedad adecuada.
2. Mecanismos de acción de los tactismos
2. Mecanismos de acción de los tactismos
A
diferencia de los tropismos, la causa de las respuestas denominadas
tactismos está regulada y controlada por la presencia de un simple pero
eficiente sistema nervioso.
Este
sistema nervioso está formado por tres grupos de neuronas que equivalen
a un cerebro primitivo, ya que posee nervios que se conectan con los
ojos, antenas y patas del insecto, permitiéndole detectar y responder
ante un estímulo cualquiera, en un movimiento de acercamiento o
alejamiento del mismo.
Gracias
a este sistema nervioso rudimentario que les permite responder ante los
cambios del medio, los insectos han llegado a constituirse en los
animales terrestres más numerosos, con más de 900.000 especies
diferentes, capaces de habitar los lugares más diferentes del planeta.
Respuestas de los vertebrados
La
ciencia ha postulado que los primeros vertebrados aparecieron en
nuestro planeta en el medio acuático, hace unos quinientos millones de
años. Desde entonces se fueron diversificando a medida que se adaptaban a
las diferentes formas de vida. Así, fueron apareciendo paulatinamente
las cinco clases de vertebrados que hoy conocemos: peces, anfibios,
reptiles, aves y mamíferos, incluyendo al hombre en esta última clase.
Una
de las características principales de un animal vertebrado es que posee
un sistema nervioso capaz de captar la información o los estímulos que
provienen del medio, manejarlo e integrarlos para que el individuo
elabore respuestas o comportamientos adecuados.
Este sistema opera a través de los receptores y órganos sensoriales que se constituyen en vías de entrada para toda información.
En
los animales dicha información es procesada en los diferentes centros
nerviosos que se integran con la finalidad de que el organismo pueda
responder de manera uniforme a los diversos estímulos que recibe.
De
acuerdo a la integración de estos centros nerviosos, las respuestas
elaboradas por los animales pueden ser más o menos complejas. Así por
ejemplo, el aprendizaje por discernimiento es una respuesta que se da en
los animales superiores, sobre todo en los primates y, por supuesto, en
el hombre. Esta respuesta se elabora cuando el individuo percibe y
experimenta diferentes estímulos, los relaciona y los maneja para
conseguir lo que quiere. Este tipo de comportamiento se adquiere por
medio del contacto permanente del organismo con su entorno y evidencia
una capacidad más compleja de elaboración de respuestas, dirigidas por
la voluntad (querer hacer algo) y la conciencia de los propios actos
(comprender las diferentes posibles respuestas).
El
sistema nervioso en los vertebrados necesita además, de la cooperación
de otro sistema llamado endocrino, en el cual se producen las hormonas.
La presencia de una hormona es un estímulo que provoca una reacción en
un órgano determinado o en un grupo de órganos.
Por
ejemplo, la hormona del crecimiento se produce en una parte específica
del cerebro y estimula o provoca el crecimiento de tejidos, huesos y
demás estructuras de un animal.
La
coordinación de los sistemas nervioso y endocrino en los vertebrados
controla tanto las respuestas rápidas (sistema nervioso) como las más
lentas y generalizadas (sistema endocrino).
Otras
características no menos importantes de los vertebrados, son las de
poseer un esqueleto interno, un aparato respiratorio y otro
circulatorio.
Con
todos estos sistemas, en perfecta coordinación, los animales
vertebrados son capaces de manifestar los más asombrosos
comportamientos, como por ejemplo, la protección de las crías, la
defensa de su territorio, la búsqueda de alimento y la notable capacidad
para mantener la supervivencia de la especie.
Los distintos tipos de respuestas son:
Respuestas motoras: son las que involucran movimientos, los músculos son los encargados de ejecutar la respuesta.
Respuestas secretoras:
son las que implican la acción de las glándulas (endócrinas y
exócrinas), órganos que tienen la capacidad de producir secreciones.
Respuesta inmunológica:
ante el ingreso de un agente extraño (bacteria, virus) se desencadena
una respuesta de defensa ejecutada por diferentes tipos de células
(denominadas en conjunto glóbulos blancos) o bien por anticuerpos
(proteínas) capaces de destruir a los agentes externos.
¿Por qué las polillas se sienten atraídas por la luz?
Las
polillas y otros insectos nocturnos se sienten atraídos por la luz
artificial de una manera suicida. Vuelan en círculos alrededor y se
golpean una y otra vez contra la fuente luminosa hasta morir
achicharradas. ¿Y por qué hacen esto? ¿A qué se debe un comportamiento
tan irracional?
Su
comportamiento es totalmente coherente con su naturaleza, lo que ocurre
es que la luz artificial las confunde, ¡y de qué manera!
Hablemos
primero de la fototaxis, que es el movimiento automático de un
organismo con respecto a la luz. Las cucarachas, por ejemplo, son
insectos lucífugos ya que muestran una fototaxis negativa al correr a
esconderse en grietas oscuras al percibir la luz. Se trata de un
mecanismo que les facilita la supervivencia. En cambio las polillas son
insectos lucípetos ya que muestran una fototaxis positiva y se sienten
atraídos por la luz. Este mecanismo les facilita la orientación, pues la
luz del firmamento estrellado y de la Luna les permite situar el
arriba-abajo en la oscuridad y les sirve de guía en sus movimientos
migratorios al utilizar nuestro satélite como punto de referencia
primario. Es más, al ser atraídas por la luz lunar las polillas vuelan
más alto y evitan muchos obstáculos y depredadores y pueden aprovechas
las corrientes de aire más efectivamente. Algunos entomólogos sugieren,
incluso, que las polillas pueden definir su ruta de migración mientras
la Tierra gira por el cambio de posición de la luna.
Además
la intensidad lumínica también influye en el movimiento de sus alas.
Así cuando la luz proviene de una fuente distante (léase la Luna) e
incide por igual en ambos ojos del insecto, éste vuela en línea recta;
pero si la fuente de luz está más cerca, un ojo percibe más cantidad de
luz que el otro y el ala de ese lado tiende a moverse más rápido al
recibir mayor estímulo.
Entonces,
cuando una luz artificial se cruza en su camino, se sienten atraídas
por ella y vuelan hacia la fuente de luz. Hacia una fuente de luz que
alcanzan aunque nunca deberían haberlo hecho. Y debido a su cercanía se
ven impelidas volar en círculos y en trayectorias espirales.
Las
polillas son más sensibles a unas longitudes de onda del espectro
lumínico que a otras. Detectan la luz ultravioleta y prefieren las luces
blancas y azuladas a las luces amarillas.
Actividad:
Investiga algun caso en particular y publica que tipo de respuesta desarrolla ante determinado estímulo.
Actividad:
Investiga algun caso en particular y publica que tipo de respuesta desarrolla ante determinado estímulo.
Presentación
Los
primeros científicos que intentaron dar una explicación a la gran
variedad de especies fósiles que se iban descubriendo, trabajaban
siguiendo el método científico. Aun así, tenían unas profundas
convicciones religiosas y eran fijistas y creacionistas.
Pero
durante una época de sequía intelectual y científica, la presencia de
“piedras” con forma de animales o plantas derivó en varias
posibilidades:
La historia de los descubrimientos científicos está llena de coincidencias y competiciones por ser el primero.
Se
basaba en la variabilidad en la descendencia, es decir, no todos los
descendientes de una pareja son exactamente iguales, unos son más altos,
otros más bajos, de diferente color, etc. Diferentes cambios
ambientales provocarían la supervivencia de los más aptos, debido a una
selección natural que, mediante diversos mecanismos, dejaría fuera a los
menos adaptados.
En algunas zonas, como en las islas Galápagos, observo las sutiles
diferencias que había entre diferentes especies de las distintas islas,
como los famosos “pinzones de Darwin”.
A
la vuelta del viaje, Darwin empezó a redactar sus conclusiones. Pero
tardó mucho tiempo en publicar su libro El origen de las especies,
debido a la mala salud y al rechazo social y religioso a sus ideas.
A
pesar de la imposibilidad de un registro fósil absolutamente completo,
la evolución es un hecho, y las evidencias que lo prueban no son simples
observaciones, sino las predicciones comprobadas de una hipótesis.
Ninguna otra teoría acerca del origen y mantenimiento de la diversidad
biológica posee tal cantidad de evidencias ni está apoyada por tal
cantidad de estudios científicos como la actual teoría de la
evolución.Veamos las diferentes pruebas que avalan la teoría de la
evolución.