Transcript Principios Unificadores en la Zoología

Principios Unificadores en la
Zoología
Armando Valdés Velásquez, Ph.D.
Sección de Ciencias Ambientales / UPCH
Unidad de Biología de la Conservación / FCH
Los organismos vivos
Que es vida?
Animales son organismos vivos
Ciertas caracteristicas de los
organismos vivos también se deben
encontrar en los animales
Empezar por las caracteristicas
generales de la vida y luego avanzar
hacia las de los animales
Que es vida?
 Buscamos propiedades fijas que se
mantengan a lo largo de la historia de la vida
 Sin embargo propiedades actuales no son
necesariamente las mismas que para el
origen => EVOLUCION
 Cambio
 Surgen nuevas propiedades! No predecibles!
Disyuntiva
Propiedades muy cercanas al origen
probablemente sean compartidas con
formas no vivas -> replicación
Usar solo propiedades que aparecen y
caracterizan formas avanzadas
probablemente elimine las primeras
formas de vida
Que es vida?
Debe contener en la definición la historia
común de la vida sobre la tierra
Descendencia evolutiva común
Propiedades tan importantes para el
mantenimiento y el funcionamiento de
los organismos vivos que persistan a lo
largo del árbol de la vida.
Propiedades generales de los
sistemas vivos
 Singularidad química
 Complejidad y organización jerárquica
 Heredabilidad y variabilidad (reproducción)
 Programa genético
 Metabolismo
 Desarrollo
 Interacción con el entorno
Singularidad química
 Macromoléculas: ácidos nucleicos, proteínas,
carbohidratos y lípidos
 Siguen las leyes químicas, tienen las mismos
componentes y uniones que el resto de la
materia -->
 Estructura organizacional compleja lo que las
hace únicas --> estructuras tridimensionales
 Amino ácidos
 Limitados en número
 Variabilidad alta por
estructura
tridimensional -->
ordenamiento de amino
ácidos
 Unidad bioquímica
 Potencial de diversidad
Complejidad y organización
jerárquica
 Macromoléculas - células - organismos - poblaciones especies
 Complejidad y organización dentro de cada uno de estos
niveles
 Replicación de moléculas y componentes sub-celulares
sólo dentro de la célula, no en forma independiente
 --> células: unidades básicas de los organismos vivos!
 Propiedades de un nivel cualquiera no pueden ser
predichas desde el conocimiento del nivel componente!
Nivel
Por nivel organizacional
Propiedades Emergentes
Cˇ lula
Escala temporal
Campo de
Mˇ todo de
de reproducci —
n
estudio
estudio
Horas (mam’feros = Biolog’a celular Microscop’a
16h)
Organismo
Horas a d’as
(unicelular) / d’as a
a–os (multicelular)
Anatom’a
organ’smi ca,
fisiolog’a,
genˇ tica
Disecci—
n,
cruces
genˇ ticos,
estudios
cl’nicos
Poblaci—
n
Hasta mil es de a–os
Biolog’a de
poblaciones,
genˇ tica de
poblaciones,
ecolog’a
An‡li sis de
variaci—
n,
abundancia,
distribuci—n
geogr‡fica
Especie
Mil es a mill ones de
a–os
Sistem‡tica,
biolog’a
evolutiva,
ecolog’a de
comunidades
Barreras
reproductivas,
fil ogenia,
paleontolog’a,
interacciones
ecol—
gicas
Propiedades
emergentes
Repli caci—
n
cromosomal
(meiosis, mi tosis),
s’ntesis de
macromolˇ culas
Estructura,
funciones y
coordinaci—
n de
tejidos, —
rganos y
sistemas
organ’smi cos
(alim entaci—
n,
percepci—
n,
temperatura)
Estructuras
sociales, sistemas
reproductivos,
distribuci—
n etaria,
niveles de
variaci—
n, acci—
n
de selecci—
n
natural
Mˇ todos de
reproducci—
n,
barreras
reproductivas
La diversidad de propiedades emergentes en
todos los niveles de la jerarquía biológica
contribuye enormemente a la dificultad de darle
a la VIDA una simple descripción o definición
Heredabilidad y Variabilidad
(reproducción)
 La vida no aparece espontáneamente, procede de
otra vida (biogénesis) a partir del proceso de
reproducción
 Genes se replican para producir nuevos genes /
células se dividen / organismos se reproducen (sexual
o asexualmente) / poblaciones se fragmentan /
especies se especian
 La reproducción puede o no ocurrir, pero es inherente
como característica esperada de todos estos niveles
Heredabilidad y Variabilidad
(reproducción)
Heredabilidad: la transmisión fiel de las
características de los padres a la
progenie (organismo)
Variabilidad: la producción de
diferencias entre las características de
diferentes individuos
Para pensar
Si la heredabilidad fuera perfecta, los
sistemas vivos no cambiarían nunca
Si la variabilidad no fuera controlada por
la heredabilidad, los sistemas biológicos
carecerían de la estabilidad suficiente
para persistir en el tiempo
Programa genético
 Información para funcionamiento y desarrollo
en los ácidos nucleicos (ADN, ARN)
 Código genético: correspondencia entre la
secuencia de pares de base del ADN y la
secuencia de amino ácidos en las proteínas
 Código genético es universal (bacteria, núcleo
animal y vegetal) --> evidencia de un único
origen de vida
Metabolismo
 Nutrientes se rompen para obtener la energía química
y los componentes moleculares para la construcción y
el mantenimiento de los sistemas vivos
 Metabolismo: digestión, respiración (producción de
energía), y síntesis de moléculas y estructuras
 Catabólica (destructiva) y Anabólica (constructiva)
 Síntesis de macromoléculas y rompimiento de
enlaces para la recuperación de la energía
almacenada en ellos
Desarrollo
 Los cambios característicos que un organismo
sobrelleva desde su origen (fertilización de un
huevo por esperma) hasta su forma final
adulta
 Conlleva cambios en tamaño y forma y la
diferenciación de estructuras dentro del
organismo
 En animales las etapas tempranas de
desarrollo son más similares entre especies
relacionadas que las etapas tardías
Interacción con el entorno
 Factores que afectan la distribución
geográfica y la abundancia de los organismos
 Los organismos perciben estímulos del
entorno y responden en formas apropiadas
adecuando su metabolismo y fisiología -->
irritabilidad
 No es posible aislar la historia evolutiva de un
linaje de organismos del entorno en el cual
ocurrió!
Importante
 La VIDA obedece las leyes físicas
 Todos los seres vivos operan y evolucionan
dentro de los límites de las leyes básicas de la
física y la química
 Primera ley de termodinámica: la energía no
se crea ni se destruye, se transforma
 Segunda ley de termodinámica: los sistemas
físicos tienden hacia un estado de mayor
desorden o entropía --> calor disipado
Los animales entre los organismos vivos
Recopilando: que es un animal?
 Los animales son organismos heterotrofos
 Los animales carecen de pared celular
 Los animales son capaces de conducción
de impulsos y movimiento a través de los
tejidos nervioso y muscular
 Los animales se reproducen sexualmente
en alguna etapa de su ciclo vital y se
desarrollan a través de una serie de
estadíos que incluyen cigote, blastula y
gastrula
Otros organismos vivos
Plantae
Protista
Fungi
Monera
Plantae:
multicelulares,
eucarioticas,
autotroficas,
pared celular
Protista: Eucariotes unicelulares o
coloniales
Fungi:
“plantas” pero saprofiticas, absorción
de moléculas del entorno, estructura
en hifas (hyphae)
Monera:
procarioticos, unicelulares; bacteria y
archeae
Animalia
Sin Tejido Verdadero
(Porifera)
Tejido Verdadero
Simetria Radial
(Cnidaria y Ctenophora)
Sin Cavidad Corporal
(Platelmintos)
Simetria Bilateral
Cavidad Corporal Falsa
(Rotifera y Nematoda)
Mesodermo de Masas Celulares
(Molusca, Anelida, Artropoda)
Celoma Verdadero
Mesodermo de
Tracto Gastrointestinal
(Equinodermata, Cordata)
Tejidos
Simetria
Cavidad
Corporal
Mesodermo
Tejidos
 El animal está compuesto por “tejidos verdaderos”?
 Existen celular especializadas y division de funciones?
 => Esponjas (Porifera) carecen de tejidos verdaderos;
los demás si los tienen
Simetria
 Se puede pasar un plano a través de un animal,
de tal manera que ambos lados sean imagenes
espejo de cada una?
 Tiene una simetría esférica, radial o bilateral?
Tres tipos de Simetría:
Esférica, Radial y Bilateral
Cavidades Corporales
 El animal tiene un
espacio con fluido entre
la pared corporal y los
órganos internos? -->
bilateria
 Tiene un celoma
verdadero (eucoelom)?
Uno falso
(pseudocoelom)? O
ningún celoma
(acoelom)?
Cavidades Corporales
 Acelomados
(parenquima)
 Pseudoacelomados
 Eucelomados
Cavidades Corporales
 Celoma: tubo dentro de un tubo
 Permite mayor flexibilidad de las cavidades
corporales
 Espacio para órganos viscerales y permite
mayor tamaño y complejidad exponiendo mas
células al intercambio por superficie
 Lleno de fluído --> esqueleto hidrostático
Origen del Mesodermo
 El mesodermo (nivel
medio de células en
la gastrula) proviene
de masas celulares
separadas
(protostomados) o
de pliegues en la
tripa
(deuterostomados)?
Tipo de División
 La división celular en la
blastula es espiral y
determinada (eje diagonal
a vertical y fijada
tempranamente en la vida
del embrión protostomados) o radial e
indeterminada (eje
perpendicular a vertical
axis y determinada tarde
en la vida del embrión deuterostomados)?
Destino del Blastóporo
 El blastóporo
(primera apertura en
la gastrula) se
convierte en la boca
(protostomados) o el
ano
(deuterostomados)?
Origen del Mesodermo, División
Celular y Destino del Blastóporo
Gracias!