BLOQUE 4.

Diversidad biológica

Tema 4.1. Procariotas

 Los procariotas están adaptados a un rango muy diverso de hábitats, algunos inhóspitos para
otros organismos, como lugares demasiado cálidos, fríos, ácidos o salados. Los
procariotas fueron los primeros habitantes del planeta, son unicelulares (aunque algunos forman
colonias) y su diámetro celular suele estar en el rango de 0.5–5 µm. Las formas más comunes
son las esféricas (cocos), los bastones (bacilos) i las espirales.

 Los procariotas exhiben una diversidad genética y metabólica fabulosa. Se dividen en los
dominios Arquea (arqueas) y Bacteria (bacterias).
1-Las adaptaciones estructurales y funcionales contribuyen al éxito de los procariotas.
Forma, protección y homeostasis
 En casi todos los procariotas, la forma de la célula se mantiene gracias a una pared celular
externa a la membrana plasmática que además la protege y evita su rotura en ambientes
hipotónicos.
o En un ambiente hipertónico, pierden agua y se encogen, despegándose de su pared
celular. Si la pérdida de agua es grave se inhibe su reproducción (por eso el pescado se
conserva en sal).
 Las paredes celulares de la mayor parte de las bacterias contienen peptidoglucano, un
polímero de azúcares modificados entrecruzados per péptidos cortos. Las paredes celulares
de las arqueas también contienen polisacáridos i proteínas pero no peptidoglucano.
 Muchos antibióticos inhiben la síntesis de peptidoglucano bloqueando la formación de la
pared celular de muchas bacterias sin afectar a las células humanas, que no producen
peptidoglucano.
o Según una técnica de tinción se diferencian las gram + y gram – ,que tienen paredes con
estructuras diferentes
 Muchos procariotas secretan otra capa protectora adherente de polisacáridos o proteínas
denominada cápsula que permite la adhesión de las células a superficies u otras células
y la formación de colonias.
 Los procariotas también pueden adherirse mediante apéndices de superficie denominados
fimbrias, más numerosos y cortos que los pelos. Los pelos sexuales están especializados
para la conjugación de dos células y participan en la unión y en la transferencia de DNA.
 Alrededor de la mitad de los procariotas son capaces de hacer movimientos dirigidos para
acercarse o alejarse de un estímulo. Los procariotas se mueven hacia los nutrientes o el
oxígeno (quimiotaxis positiva) o se alejan de sustancias tóxicas (quimiotaxis negativa).
 Algunas especies se mueven a una velocidad muy grande, hasta 50 veces su longitud per
segundo.
 Los flagelos representan la estructura más común de movimiento de los procariotas. Algunos
procariotas tienen flagelos cubriendo toda su superficie, otros los tienen concentrados en sus
extremos.
 Los flagelos de los procariotas y de los eucariotas son diferentes en tamaño, estructura y
función. Los flagelos de las bacterias y de las arqueas funcionan de manera muy similar
pero están constituidos per proteínas diferentes. Eso sugiere que los flagelos de bacterias,
arqueas y eucariotas surgieron independientemente a lo largo de la evolución i que son, por
tanto, estructuras análogas, no homólogas.

La organización celular y genómica de los procariotas es fundamentalmente diferente y más

simple que la de los eucariotas.
 Las células procariotas carecen de los compartimentos intracelulares característicos de las
 células eucariotas y usan regiones especializadas de la membrana plasmática, plegadas
hacia el citoplasma, para desarrollar diversas funciones metabólicas, incluyendo la
respiración i la fotosíntesis.
 Los procariotas poseen genomas más pequeños y más simples que los eucariotas. En la mayor
parte de los procariotas, el genoma posee tan solo una molécula circular de DNA, asociada
con una pequeña colección de proteínas. Muchos procariotas también poseen pequeños
anillos de DNA, denominados plásmidos, que se replican independientemente i contienen
pocos genes.
 Dentro de la célula, el cromosoma procariótico se localiza en la región del nucleoide.
 Aunque los procesos generales de replicación, transcripción i traducción son
fundamentalmente iguales en procariotas y en eucariotas, hay algunas diferencias. Por
ejemplo, los ribosomas procarióticos son ligeramente más pequeños y se diferencian de los
eucarióticos en su contenido en proteínas y RNA.
o Estas diferencias son suficientemente importantes desde el punto de vista funcional para
permitir que algunas moléculas que utilizamos como antibióticos, como la tetraciclina y
la eritromicina, puedan unirse selectivamente a los ribosomas procariotas y bloquear la
síntesis de proteínas de estos sin afectar les células eucariotas.
Las poblaciones de procariotas crecen y se adaptan rápidamente.
 Los procariotas tienen el potencial de reproducirse rápidamente en medios favorables. La
mayor parte de los procariotas tienen tiempos de generación de 1 a 3 horas pero algunas
especies pueden producir una nueva generación en solo 20 minutos en condiciones óptimas
de cultivo. En condiciones favorables, una sola célula produce una colonia grande muy
rápidamente. Se reproducen asexualmente por fisión binaria y sintetizan DNA continuamente.
 Algunas bacterias forman células resistentes denominadas endosporas cuando carecen de
algún nutriente esencial. Una célula replica su cromosoma y envuelve una copia con una
estructura con múltiples capas, eliminando el agua y deteniendo el metabolismo. La célula
original se rompe y libera la endospora. Las endosporas pueden sobrevivir en condiciones
muy adversas y permanecen viables centenares de años. Cuando el medio se vuelve más
favorable, las endosporas absorben agua y recuperan el crecimiento.
 La gran diversidad genética de los procariotas es debida a tres factores: la reproducción rápida,
la mutación y la recombinación genética.
o Las poblaciones procarióticas muestran una variabilidad genética considerable. Un gen
de rRNA difiere más entre dos cepas de E. coli que entre un humano y un ornitorrinco.
 La mutación es la fuente principal de variabilidad genética de los procariotas.
 A causa de su corto tiempo de generación, las poblaciones procarióticas pueden adaptarse
rápidamente a cambios ambientales dado que la selección natural favorece mutaciones que
confieren un mejor comportamiento.
 Los procariotas son organismos altamente evolucionados que han sido capaces de responder
con éxito a los retos ambientales de los últimos 3.500 millones de años.
 Se utilizan como modelos para el estudio experimental de la evolución en el laboratorio.

La recombinación genética es otro factor que genera diversidad dentro de las

poblaciones bacterianas.
 La recombinación genética provoca la combinación de DNA de diferentes individuos en un
único genoma.
 Cuando la recombinación ocurre entre individuos de diferentes especies, el movimiento de
genes se denomina transferencia horizontal de genes.
  La transformación es la alteración del genotipo de una célula bacteriana –y posiblemente de
su fenotipo– debido a la incorporación de DNA foráneo procedente del medio. El alelo
foráneo sustituye al alelo nativo en el cromosoma bacteriano mediante recombinación
genética, con intercambio de fragmentos de DNA homólogos. La célula resultante es
recombinante, con DNA procedente de dos células diferentes.
o Una cepa no patogénica de la bacteria Streptococcus pneumoniae puede transformarse
en agente causante de neumonía si una célula toma DNA con el alelo responsable de la
patogénesis procedente de restos de células patogénicas muertas.
 La transducción requiere la participación de fagos, virus que infecten bacterias, que son
capaces de transferir genes procarióticos de una célula huésped a otra. El DNA
transferido puede integrarse en el genoma bacteriano por recombinación genética,
generando una célula recombinante.
 La conjugación es la transferencia de material genético entre dos células bacterianas,
normalmente de la misma especie, físicamente unidas de manera temporal. La
transferencia es unidireccional, una célula dona DNA y la otra incorpora los genes. En E. coli
la célula donadora utiliza un pelo sexual para unirse a la célula aceptora i formar un puente
que permite el paso de DNA.

2- Una gran diversidad de adaptaciones metabólicas y nutricionales han evolucionado en los

procariotas
 Podemos establecer categorías de organismos en función de su nutrición, de cómo obtienen la
energía y el carbono para construir sus componentes celulares.
 Los organismos que aprovechan la energía de la luz visible son fotótrofos. Los que emplean
energía química, quimiótrofos. Si emplean como fuente de carbono el CO2, autótrofos. Si
emplean materiales orgánicos, heterótrofos. Estas categorías se combinan para agrupar a las
procariotas según sus tipos nutricionales.
 Esta variedad de formas de nutrición y metabolismo, evolucionó antes de la aparición de los
avances estructurales que precedieron al desarrollo de los eucariotas.
 El oxígeno de la atmósfera terrestre es de origen biológico (fotosintético) y ha tenido un gran
impacto ambiental y metabólico durante la historia del planeta. El metabolismo procariótico
muestra una diversidad de dependencias del oxígeno: los aerobios obligados requieren O2
para respirar; los anaerobios facultativos pueden usar O2 pero también pueden metabolizar
en su ausencia; los anaerobios obligados no toleran la presencia de O2.
 El nitrógeno es un bioelemento esencial. Sólo pueden emplear el nitrógeno atmosférico
algunos grupos de procariotas con la capacidad de fijación de nitrógeno (transforman N2 en
NH3). El resto de organismos dependen de formas más o menos elaboradas de nitrógeno.
o Las cianobacterias fijadoras de nitrógeno son los organismos más autosuficientes: sólo
requieren la energía de la luz solar, el carbono del CO2, el nitrógeno atmosférico, agua
y sales minerales, para construir todos sus componentes celulares.
 La cooperación entre procariotas les permite usar mucho más eficazmente los recursos
ambientales.
 La cooperación puede implicar la especialización de las células dentro de una colonia
procariótica. Es el caso del cianobacteria Anabaena donde la mayoría de las células del
filamento son fotosintéticas, mientras que unas pocas células (los heterocistos) se
especializan en la fijación del nitrógeno. Los heterocistos proporcionan nitrógeno fijado a
cambio de los carbohidratos fotosintetizados por las células vecinas.
 En muchos casos, la cooperación metabólica se da entre células de especies procarióticas
diferentes. Es un caso de simbiosis denominada sintrofia. Por ejemplo, bacterias
consumidoras de sulfato y arqueas consumidoras de metano coexisten en agregados en el
fondo fangoso submarino. Las bacterias consumen los residuos de las arqueas y producen
compuestos que facilitan el consumo del metano por las arqueas. Cada año se estima que
 estas arqueas consumen 300 mil millones de kg de metano, un gas de invernadero.

3- La sistemática molecular ilumina la filogenia procariótica

 Hasta la década de 1980, la taxonomía procariótica se basaba en la forma, motilidad, el
modo nutricional i la respuesta a la tinción de Gram. A pesar de ser unos criterios valiosos para
el cultivo e identificación de bacterias de interés (como las patógenas), no reflejan
necesariamente las relaciones evolutivas.
 La aplicación de la sistemática molecular a la investigación sobre la filogenia procariótica ha
sido muy fructífera. El análisis comparado de las secuencias de ácidos nucleicos y proteínas
de procariotas empezó a desarrollarse en la década de 1970. Uno de los descubrimientos
más importantes fue que muchos procariotas que se creía que eran bacterias en realidad
estaban igualmente relacionados con los eucariotas y constituían un grupo (dominio) por
ellos mismos: las arqueas (el dominio Archaea).
 Desde entonces se han analizado millones de datos genéticos y genómicos y se ha visto
que algunos grupos taxonómicos tradicionales son monofiléticos (p.e. cianobacterias)
mientras que otros aparecen dispersos en diversos linajes (p.e. las bacterias gram-negativas).
 Una conclusión notable de estos estudios filogenéticos es la inmensidad de la diversidad
genética procariótica.
 Hay unos 7.800 procariotas con un nombre científico asignado pero en un puñado de suelo
pueden haber unas 10.000 especies procarióticas diferentes. La prospección genética de los
ecosistemas añade cada día nuevas ramas al árbol de la vida.
 También hemos podido reconocer la importancia de la transferencia horizontal de genes en
la evolución procariótica, un fenómeno que puede dificultar la reconstrucción del árbol de
la vida, aunque es fácil observar dos linajes separados: las bacterias y las arqueas.
Hay una gran diversidad de arqueas en ambientes extremos y en los mares.
 A pesar de compartir características con bacterias y eucariotas, las arqueas presentan
rasgos únicos, propios de un linaje celular que divergió hace mucho tiempo. Las primeras
arqueas que se identificaron pueden vivir en ambientes extremos. Se llaman extremófilas e
incluyen los halófilos y los hipertermófilos.
 Los halófilos no pueden sobrevivir con salinidades menores del 9% y habitan aguas como las
de las salinas o las del Mar Muerto.
 Los hipertermófilos se encuentran en ambientes como las surgencias hidrotermales
submarinas o las fuentes termales.
 Otras arqueas no están adaptadas a ambientes extremos. Los metanógenos obtienen energía
oxidando H2 con CO2, produciendo metano. Son anaeróbicos estrictos, se encuentran en
ambientes extremos (a km de profundidad bajo la capa de hielo de Groenlandia), en
pantanos, en los intestinos de los animales o en las plantes de depuración de residuos.

El dominio Bacteria incluye la gran mayoría de los procariotas más familiares.

 Las bacterias comprenden especies patogénicas y beneficiosas. Todos los modos metabólicos
y nutricionales principales están representados entre las bacterias, con un impacto notable en
el ambiente planetario.
 Muchas especies están en estrecha asociación a hospedadores eucariotas
o Las mitocondrias evolucionaron a partir de alfaproteobacterias mediante endosimbiosis
o Los cloroplastos evolucionaron a partir de cianobacterias mediante endosimbiosis

4- Los procariotas tienen papeles clave en la biosfera.

 Si los humanos desapareciesen del planeta mañana, la vida en la Tierra continuaría para la
mayoría de las especies. Sin embargo, los procariotas son tan importantes para la biosfera
que si desaparecieran, el resto de las especies se extinguiría.
 Los átomos constituyentes de todas las biomoléculas provienen de compuestos inorgánicos
presentes en el suelo, el aire o el agua. La vida depende del reciclaje de elementos químicos
entre los componentes biológicos y químicos de los ecosistemas. Los procariotas tienen
una función importante en este proceso.
o Los procariotas quimioheterotrofos funcionan como descomponedores, eliminando
organismos muertos así como productos de excreción, haciendo que estén disponibles
los elementos esenciales para la vida.
o Los procariotas también funcionan como fijadores, convierten compuestos inorgánicos en
formas que pueden ser asimiladas por el resto de los organismos. Por ejemplo, las
cianobacterias y otros procariotas autotróficos usan CO2 para hacer compuestos
orgánicos que pasan a través de las cadenas tróficas. Las cianobacterias también
producen O2, y algunos procariotas fijan el nitrógeno atmosférico (N2) en moléculas
asimilables.
Los procariotas tienen un papel central en muchas interacciones ecológicas.
 Los procariotas interaccionan con otras especies de procariotas o eucariotas con metabolismos
complementarios.
 En el comensalismo, un organismo simbiótico se beneficia mientras que el otro permanece
indiferente.
o En la superficie de nuestro cuerpo viven unas 150 especies bacterianas, a densidades de
2
hasta 10 millones de células por cm : la mayoría son comensalistas.
 En el parasitismo, un organismo simbiótico, el parásito, se beneficia a costa de otro. Los
parásitos que causan enfermedades se llaman patógenos.
 En el mutualismo, los dos organismos simbióticos se benefician.
o Nuestros intestinos albergan entre 500 y 1000 especies de bacterias. Hay 10 veces más
células procarióticas que células en todo el cuerpo. Diversas especies habitan diferentes
porciones del tracto digestivo y tienen capacidades de procesamiento de alimentos
diferentes. Muchas de estas son mutualistas y digieren alimentos que nosotros no podemos.
Los humanos aprenden a explotar las capacidades metabólicas de los procariotas.
 Los humanos han usado desde hace siglos bacterias para hacer queso o yogurt.
 Nuestra comprensión más profunda de los procariotas ha dado lugar a muchas aplicaciones
biotecnológicas nuevas. Dos ejemplos: el uso de E. coli en clonación (p.e. la producción
de insulina humana) y de Agrobacterium tumefaciens en la producción de plantas transgénicas
(como el arroz dorado).
 Las bacterias también se pueden utilizar para fabricar plásticos biodegradables, como el
PHA (polihidroxialcanoato).
 Mediante la ingeniería genética los humanos pueden modificar los procariotas para producir
vitaminas, hormonas y otros productos. También se puede producir etanol a partir de
materiales vegetales de desecho.
 Constituyen herramientas importantes para la bioremediación, que consiste en el empleo de
organismos para eliminar contaminantes del aire, el agua o el suelo. P ej: descomposición de
aguas cloacales, destrucción de desechos radiactivos, limpieza de derrames de petróleo.
Los procariotas causan casi la mitad de las enfermedades humanas.
 Casi 2 millones de personas mueren al año de tuberculosis, una enfermedad pulmonar
causada por el bacilo Mycobacterium tuberculosis. Otros 2 millones mueren de diarrea
causada por bacterias. Constituyen también la mitad de enfermedades humanas. En EEUU la
más importante es la enfermedad de Lyme, transmitida por garrapatas de ciervos y ratones de
campo que transmiten la bacteria Borrelia burgdorferi. Si no se trata, esta enfermedad puede
 causar artritis, afecciones coronarias y desórdenes nerviosos.
 Normalmente provocan la enfermedad envenenando al hospedador con exotoxinas o
endotoxinas.
o Las exotoxinas se excretan y por tanto presentan la enfermedad aun no estando el
organismo. Por ej, cólera, botulismo.
o Las endotoxinas son los lipopolisacáridos de las paredes de las gram negativas. Sólo se
liberan cuando las bacterias mueren y se rompen sus paredes celulares. P ej, salmonela.
 La transferencia horizontal de genes puede diseminar genes relacionados con la virulencia y
transformar procariontes inocuos en patógenos mortales. Por ejemplo, Escherichia coli en
general es un simbionte inocuo de los intestinos humanos, pero han emergido cepas
patogénicas causantes de diarreas hemorrágicas.
 Desde el descubrimiento de la causa microbiana de las enfermedades, la sanidad y los
tratamientos han mejorado mucho. Los antibióticos han reducido la amenaza de las bacterias
patógenas. No obstante, la resistencia a los antibióticos está emergiendo en muchas cepas
bacterianas. La reproducción rápida y la transferencia horizontal de genes hace que los genes
de la resistencia se extiendan rápidamente en las poblaciones bacterianas como resultado de la
selección natural.
 Muchas bacterias son armas potenciales para el bioterrorismo.

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Tema 4.2. Protistas
 El término “protista” se ha utilizado para englobar a un conjunto diverso de organismos
generalmente unicelulares o bien pluricelulares de organización sencilla. Aunque hace mucho
tiempo se incluyeron en un reino denominado Protista, sabemos actualmente que son un grupo
parafilético, por lo que este concepto ha sido abandonado, en la actualidad varios linajes de
protistas se reconocen como grupos taxonómicos independientes.
 Actualmente se utiliza el término protista en sentido coloquial, sin valor taxonómico, para
referirse a los eucariotas que no son ni plantas, ni animales ni hongos.

1- La mayoría de los eucariotas son unicelulares

 Los protistas son eucariotas con núcleo, orgánulos rodeados de membrana y una compleja
organización celular. Los protistas presentan una diversidad funcional y estructural mayor que
ningún otro grupo de eucariotas, la mayoría son unicelulares y la única célula que constituye
el organismo debe realizar todas las funciones básicas para la vida del organismo; también
pueden ser coloniales o pluricelulares.
 Desde el punto de vista nutricional son los más diversos de todos los eucariotas; algunos tienen
plastos con pigmentos fotosintéticos y son fotoautótrofos; otros son heterótrofos ingieren
partículas de alimento o absorben moléculas orgánicas y algunos son mixotróficos combinan
según las condiciones la fotosíntesis y el modo de nutrición heterótrofo.
 Los ciclos vitales de los protistas varían mucho de unos a otros, de algunos solo se conoce la
reproducción asexual, sin embargo la mayoría tienen ciclos que incluyen meiosis y singamia.
 A partir de los primeros eucariotas se originaron una gran variedad de formas unicelulares.
Los organismos pluricelulares formados por muchas células que se especializan y cooperan
presentan capacidades que son más que la suma de sus partes.
 Los fósiles más antiguos de células eucarióticas datan de 2.100 millones de años. Los
eucariotas pluricelulares se originaron independientemente repetidas veces a partir de formas
unicelulares dando origen a: animales, plantas y hongos.
2- La diversidad tiene su origen en la endosimbiosis
 Gran parte de la diversidad de los protistas es el resultado de procesos de endosimbiosis, un
proceso en el cual un organismo unicelular engulle a otra célula que después de un proceso
evolutivo complejo se transforma en un orgánulo de la célula hospedadora.
 Según las teorías endosimbiónticas, eucariotas primitivos adquirieron la mitocondria
engullendo α-proteobacteria. Este origen de la mitocondria se apoya en el hecho de que todos
los eucariotas estudiados tienen mitocondrias o las tuvieron.
 Posteriormente en la historia de los eucariotas, un linaje de eucariotas heterótrofos adquirió un
nuevo endosimbionte: una cianobacteria fotosintética, que evolucionó en plasto. Este linaje dio
origen a las algas rojas y verdes, esta hipótesis se apoya en que el ADN de los plastos de las
algas rojas y verdes se parece al de las cianobacterias. Estos plastos están rodeados de
dos membranas, presumiblemente derivadas de las membranas celulares del hospedador
y del simbionte.
 En varias ocasiones a lo largo de la evolución de eucariotas, las algas rojas y verdes sufrieron
una endosimbiosis secundaria. En algunos casos esta endosimbiosis secundaria es reciente y
el simbionte mantiene un núcleo vestigial denominado nucleomorfo, estos plastos pueden tener
3 o 4 membranas.
3- La hipótesis actual más aceptada clasifica la diversidad de los eucariotas en 5
“supergrupos":
 La clasificación es muy susceptible a cambiarse a medida que se avanza en el
conocimiento. Actualmente hay 5 “supergrupos": Excavata, Chromalveolata, Rhizaria,
Archaeplastida, y Unikonta.
 Los Excavata forman un clado basado en estudios sobre el citoesqueleto. Presentan
mitocondrias modificadas o una sola y grande. Algunos presentan una excavación o
depresión en un lado de la célula para comer o de donde salen los flagelos. La mayoría
son anaeróbicos, tanto de vida libre como parásita.
 En el supergrupo Chromalveolata se encuentran: los dinoflagelados (dos flagelos), parte
importante del fitoplancton tanto marino como de aguas continentales, los apicomplejos,
parásitos de animales y humanos como el Plasmodium, el parasito que causa la malaria
y que vive en mosquitos y seres humanos, los ciliados, con dos tipos de núcleos, las
diatomeas, las algas pardas o feófitos y los oomycetes o mohos acuáticos.
 En Rhizaria se incluyen amebas con pseudópodos filiformes. Tanto foraminíferos como
radiolarios tienen cubiertas porosas que se acumulan fosilizadas en los sedimentos
marinos.
o El término ameba se utiliza para referirse a protistas que se mueven y se
alimentan por medio de pseudópodos, extensiones celulares que sobresalen de la
superficie de la célula. Cuando una ameba se mueve, extiende un pseudópodo que
fija su extremo, una corriente de citoplasma se extiende hacia el pseudópodo.
 El supergrupo Archaeplastida incluye organismos fotoautótrofos con plastos de dos
envueltas que derivan de una endosimbiosis primaria: algas rojas, verdes y plantas
terrestres, es un grupo monofilético descendiente de un antiguo protista que adquirió una
cianobacteria como endosimbionte que evolucionó a un plasto.
 El supergrupo Unikonta incluye protistas que están estrechamente relacionados con
los hongos y los animales. En el clado Amebozoa se encuentran amebas con
pseudópodos lobulados o tubulares y mohos mucilaginosos. En el clado Opistoconta hay
un grupo extremadamente diverso de eucariotas que incluye los animales, los hongos y
varios grupos de protistas.

4- Los protistas tiene un papel clave en los ecosistemas.

 La mayoría de los protistas son acuáticos o bien en ambientes con elevado grado de
humedad: suelo húmedo, hojarasca. Muchos establecen relaciones simbiónticas con otros
organismos:
 En los corales, la presencia de dinoflagelados endosimbiontes de los pólipos facilita la
nutrición de los pólipos y el crecimiento del coral.
 Las termitas causan importantes pérdidas porque consumen la lignina de la madera
ya que tienen protistas simbiontes en su aparato digestivo que digieren la madera.
 Otros protistas simbiontes causan enfermedades graves y de gran impacto social en
muchos países como la malaria.
 Algunos protistas simbiontes como los oomycetes causan daños importantes sobre las
plantas y pérdidas considerables en las cosechas.
 Muchos protistas son importantes productores primarios ya que son fotosintéticos y
abundan en los ecosistemas acuáticos: hasta la cuarta parte de la fotosíntesis que se
produce en la tierra la realizan: diatomeas, dinoflagelados y otras algas.
 Los productores son la base de las cadenas tróficas, así pues los factores que afectan a
los productores afectan a todas las comunidades.

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Tema 4.3. Plantas
 Durante los primeros 3000 millones de años de la historia de la tierra su superficie
emergida permaneció sin vida, hace unos 1200 millones de años delgados tapetes de
cianobacterias cubrían algunas zonas de la superficie terrestre, hace unos 500 millones
de años plantas, hongos y animales se unieron a las cianobacterias colonizando la
superficie terrestre.
 Hace unos 370 millones de años aparecieron plantas de gran tamaño que formaron
bosques, en la actualidad más de 290.000 especies de plantas habitan la Tierra,
principalmente en hábitats terrestres, desde montañas hasta desiertos, algunas plantas
viven también en hábitats acuáticos.
 La presencia de las plantas sobre la superficie terrestre ha posibilitado que otros
organismos puedan viven sobre la tierra, las raíces fijan el suelo y crean hábitats para
otros organismos, además las plantas generan oxígeno y producen materia orgánica que
sirve de alimento a los animales terrestres.

1- Las plantas terrestres tienen un conjunto de adaptaciones derivadas

 La acumulación de características en alguna población ancestral de carófitas permitió a
sus descendientes -las plantas terrestres- vivir permanentemente por encima de la
superficie del agua.
 Estas innovaciones evolutivas permitieron a las primeras plantas terrestres ocupar un
hábitat hasta entonces ocupado solo por tapetes bacterianos. En este nuevo ambiente
las plantas disponían de espacio, mayor intensidad de luz, abundante CO2, un suelo rico
en nutrientes minerales y ausencia de herbívoros o patógenos
 Sin embargo este nuevo medio presentaba una serie de problemas: el riesgo de
desecación y la falta de soporte estructural frente a la gravedad. no había fuerza de
flotación, ni estaban rodeadas de una solución de nutrientes y los gametos no podían ser
transportados por corrientes de agua
 Hay cinco rasgos clave que diferencian y separan a las plantas primitivas de las algas
más cercanas para que aparecen en casi todas las plantas pero están ausentes en
carofíceas y el ancestro común. Estos rasgos evolucionaron como rasgos derivados de
las plantas terrestres.
o Hay otros rasgos no exclusivos que aparecieron separadamente a otros linajes y
otros se perdieron (cutícula, sustancias tóxicas, etc).
o Además, es posible que la asociación simbiótica de algunos hongos con las plantas
favoreciera la adaptación a la tierra de aquellas plantas primitivas que no tenían aún
auténticas raíces.
Caracteres derivados de las plantas
1. Alternancia de generaciones
 Las plantas alternan entre dos cuerpos multicelulares, un gametófito haploide que
produce gametos haploides mediante mitosis y un esporófito diploide que produce
esporas haploides por meiosis.
 Los gametos se fusionan en la fertilización formando cigotos diploides. La división
mitótica del cigoto produce el esporofito. La división mitótica de las esporas da lugar al
gametofito.
 Mientras las esporas pueden desarrollarse y formar un nuevo organismo sin fusionarse
con otra célula, los gametos no pueden desarrollarse directamente en un organismo
multicelular, deben fusionarse y formar un cigoto.
2. Esporas con paredes producidas en esporangios
 Una espora es una célula reproductora rodeada de una pared aislante con
esporopolenina que puede por sí misma producir un nuevo individuo y es una adaptación
terrestre para que se dispersen por el aire seco sin dañarse.
 Las esporas se producen en esporangios dentro de los cuales los esporocitos (2n) sufren
la meiosis; los tejidos que rodean a las esporas en desarrollo las protegen hasta su
maduración.
3. Gametangios que producen gametos
 La producción de gametos se produce dentro de órganos pluricelulares llamados
gametangios.
 Los gametangios femeninos se llaman arquegonios, con forma de vaso que producen un
único gameto femenino (oosfera).
 Los gametangios masculinos llamados anteridios producen y liberan al medio los
gametos masculinos o anterozoides.
 En muchos grupos de plantas los gametos son flagelados y nadan hacia la ovocélula que
es fertilizada dentro del arquegonio, a partir del zigoto se desarrolla el embrión.
o Los gametófitos de la plantas con semilla están tan reducidos de tamaño que ya no
se forman anteridios y arquegonios, y se generan directamente los gametos.
4. Presencia de meristemos apicales.
 En los hábitats terrestres los recursos que requiere un organismo fotosintético están en
sitios diferentes: la luz y el CO2 principalmente por encima del suelo, el agua y las sales
minerales están principalmente en el suelo.
 Los meristemas apicales son tejidos formados por células con capacidad de
división localizados en los extremos de los brotes y las raíces que pueden
alargarse aumentando su exposición a los recursos naturales durante toda su vida
y son por tanto los responsables del crecimiento en longitud del tallo y la raíz.
 Generan cuerpos complejos de especialización estructuras (hojas…) para
aumentar su exposición a los recursos ambientales.
5. Embriones multicelulares dependientes
 Los embriones vegetales multicelulares se desarrollan dentro del tejido femenino.
El embrión tiene células de transferencia placentarias especializadas por donde les
llegan los nutrientes de los tejidos parentales.
 La aparición de un embrión que se desarrolla dentro del individuo parental sobre el
que se forma es una forma de protección para evitar la deshidratación en el medio
terrestre, además durante su desarrollo y diferenciación esta nutrido por el
individuo parental.
 La retención del zigoto y el desarrollo de un embrión pluricelular dependiente en las
etapas iniciales de su vida es un carácter derivado relevante por lo que a las
plantas terrestres se les llama también “embriófitos”.

Origen y diversificación de las plantas

 Los restos fósiles más antiguos que se atribuyen a plantas terrestres son esporas
envueltas en tejido de protección de hace unos 475 millones de años del periodo
Ordovícico.
 Las plantas terrestres se pueden agrupar según tengan o no tejido vascular complejo,
(constituido por tubos que transportan agua y nutrientes a lo largo del cuerpo de la planta)
en briofitas y plantas vasculares (el 93% de las sp).
 De ahí divergieron un clado que dispersa por esporas y un clado que dispersa con
semillas, (embrión empaquetado con un suplemento de nutrientes dentro de un saco
protector).
 Las plantas con semillas se dividen en dos basándose en si las semillas maduran en
cámaras: gimnospermas o semillas desnudas, y angiospermas o plantas con flor. Las
semillas de las angiospermas se desarrollan dentro de cámaras denominadas ovarios
que se originan dentro de las flores y maduran hasta formar frutos.

2- Los briófitos tienen un ciclo vital en el que la fase dominante es el gametófito,

 Las plantas no vasculares: los briófitos, se clasifican en tres filos: musgos,
hepáticas y antocerotes.
 Los briófitos no tienen tejidos vasculares complejos y diferenciados, carecen de lignina,
 eso hace que su tamaño sea pequeño, la mayoría miden unos pocos centímetros.
 Los briófitos son abundantes y diversos en los bosques húmedos. Algunos
habitan en ambientes extremos son tolerantes a la desecación.
 Los briófitos presentan los gametófitos de mayor tamaño y complejidad de todas las
plantas terrestres, siendo además la fase dominante del ciclo; en cambio sus
esporófitos son sencillos y están presentes sólo parte del ciclo vital.
Ciclo vital
 A partir de una espora haploide se forma por mitosis el individuo haploide; el gametófito
que produce los gametangios.
 Los gametófitos producen arquegonios y/o anteridios, los gametos masculinos son
flagelados y necesitan nadar para alcanzar el gameto femenino. Cuando se forma el
zigoto queda retenido en el interior del arquegonio, se desarrolla el embrión (2n) que
dará lugar al esporófito.
 El esporófito vive toda su vida unido al gametófito, aunque es fotosintético, necesita
estar unido al gametófito que le suministra nutrientes.
 En el esporangio del esporófito se forman por meiosis las esporas.
Importancia ecológica y económica de los musgos
 La dispersión de sus esporas los ha llevado por todo el mundo donde constituyen el
hábitat de muchos animales
 Un género de musgo ampliamente distribuido es Sphagnum, un musgo típico de
terrenos pantanosos que produce unos depósitos de material orgánico parcialmente
degradado conocido como turba.
o En todo el mundo hay 400 mil millones de toneladas de carbono orgánico
almacenadas en forma de turba. Estas reservas de carbono contribuyen a estabilizar
las reservas atmosféricas globales de CO2.

3-Las plantas vasculares aparecieron hace 420 millones de años

 Las tres características principales de las plantas vasculares son:
1. Ciclo vital con esporófito dominante. A diferencia de los briófitos, las plantas
vasculares tienen esporófitos ramificados con numerosos esporangios y que no
dependen del gametófito para crecer. Los gametófitos son muy pequeños y tienen
una vida corta.
2. Tejidos conductores bien desarrollados: xilema y floema. El xilema conduce agua y
sales minerales. Sus células tienen las paredes lignificadas lo que las hace más
rígidas y más eficientes en la conducción. El floema está formado por células vivas y
transporta azúcares, aminoácidos y otros compuestos orgánicos. El tejido lignificado
sirve también para sostener la planta, esto unido al eficaz sistema de transporte
hace que las plantas vasculares puedan alcanzar un tamaño superior al de los
briófitos.
3. Hojas y raíces bien desarrolladas. Como respuesta evolutiva a la separación de
recursos -agua y nutrientes en el suelo, CO2 y luz en el aire -, los tres órganos
básicos de las plantas (raíces hojas y tallos) aparecieron organizados en un
sistema radicular (de raíces) y un sistema aéreo (de brotes). Las adaptaciones al
medio produjeron modificaciones.
 Los meristemos apicales producen la elongación de los tallos y raíces por un proceso
denominado crecimiento primario.
 El crecimiento en grosor conocido como crecimiento secundario está producido por la
actividad de los meristemos laterales: cambium.
 Las plantas vasculares desarrollaron tres órganos: raíz, tallo y hojas.
 Las raíces sirven para la fijación de la planta al suelo y permiten la absorción del agua y los
nutrientes del suelo. Probablemente evolucionaron a partir de rizomas (tallos rastreros o
subterráneos).
 Las hojas son órganos que incrementan la superficie de las plantas, aumentando la
 absorción de la energía del sol que se utiliza en la fotosíntesis.
 Los tallos son los órganos que sustentan las hojas, flores y frutos. Mantienen las hojas en la
posición adecuada para poder realizar la fotosíntesis.

4- Las pteridofitas fueron las primeras en tener porte arbóreo

 Las pteridofitas tienen un esporofito dominante. El gametofito es independiente y crece en el
suelo
 Muchas licofitas crecen sobre los troncos de los árboles como epífitos, usando otras plantas
como sustrato.
Ciclo vital
 En la cara inferior de las hojas del esporofito hay manchas llamadas soros. Son cúmulos de
esporangios
 Los gametofitos son plantas minúsculas que crecen sobre o por debajo de la superficie.
 Aunque arquegonio y anteridio están en el mismo gametofito se promueve la fertilización
cruzada mediante diversos mecanismos.
o Como en las briofitas, sus gametos son flagelados y deben nadar a través de una
película de agua para llegar a los femeninos. Por eso son de ambientes húmedos. Por
eso, es probable que antes de la aparición de plantas con semilla la vida vegetal en la
Tierra estuviera limitada a los hábitats húmedos.
 El cigoto forma un nuevo esporofito que crece fuera del gametofito.
Importancia ecológica
 Los ancestros de las licofitas eran plantas herbáceas y leñosas que dominaron los bosques
primitivos.
 Su crecimiento pudo haber contribuido a producir el importante enfriamiento global al final del
Carbonífero.
o Con la evolución del tejido vascular, las raíces y las hojas, estas plantas aceleraron su
velocidad de fotosíntesis disminuyendo drásticamente los niveles de CO2 ocasionando el
enfriamiento global que resultó en una extendida formación de glaciares.
 Los vestigios en descomposición de los bosques primitivos se transformaron en carbón.
o Los depósitos de carbón del carbonífero son los más extensos que existen. El carbón fue
esencial para la revolución industrial y aún hoy se queman toneladas, contribuyendo
irónicamente al calentamiento global devolviendo el C a la atmósfera.

5- Evolución de las plantas con semilla

 La evolución de las plantas con semillas incluye tres adaptaciones reproductivas clave: el
aumento de dominancia de la generación esporofítica, la aparición de la semilla como un
estado resistente y dispersable y la evolución del polen como un agente transportado por el
aire que permite que se junten los gametos.
 La semilla se desarrolla a partir de un primordio seminal, contiene un embrión acompañado
de sustancias de reserva y protegido por unas cubiertas; se encuentra parcialmente
deshidratada.
 La producción de semillas es ventajoso ya que en estado deshidratado puede permanecer
un tiempo que es variable de unas especies a otras a la espera de que las
condiciones sean adecuadas, puede ser dispersada a lugares más o menos remotos.
 En el interior de la semilla la joven plántula está acompañada de sustancias de reserva
que le permitirán crecer hasta que disponga de las primeras hojas fotosintéticas.
Características comunes a las plantas con semilla
 Heterosporia: el esporófito produce dos tipos de esporas; las micrósporas dan lugar al
gametofito masculino (granos de polen en los estambres) y las megásporas dan lugar al
gametofito femenino en el interior del primordio seminal.
 Óvulos en primordio seminal: La megáspora no se dispersa, queda retenida en el
interior del esporofito del progenitor, rodeado de integumentos protectores. Dentro de
cada primordio seminal una megaspora da lugar a un gametofito que produce uno o más
gametos femeninos
 Polen: Las micrósporas son los granos de polen en cuyo interior se desarrolla el
gametófito masculino. La polinización es el proceso mediante el cual el grano de polen
alcanza la parte de la planta donde están situados los primordios seminales (óvulos).
 Gametofito reducido: Los gametófitos de las plantas con semilla están muy reducidos y
están protegidos en el interior de los primordios seminales y de los granos de polen.
 Dominancia del esporofito: En los diferentes grupos de plantas se observa una progresiva
reducción del tamaño y complejidad de los gametófitos y un progresivo aumento de tamaño
y complejidad de los esporófitos que pasan a ser la generación dominante en las plantas
vasculares.
 Las plantas con semilla se clasifican en dos grupos; gimnospermas y angiospermas.

6- Las gimnospermas producen las semillas desnudas generalmente en conos.

 Las gimnospermas actuales se incluyen en cuatro filos, de los cuales el de las
coníferas (pinos, abetos, sabinas, enebros) es el más importante por el número de
especies que incluye (más de 600) y por el área que actualmente ocupan algunas de ellas.
 Son árboles granes que dominan los bosques del hemisferio norte. La mayoría son perennes
y están adaptadas al frio y la escasez de agua.
 Las gimnospermas dominaron los ecosistemas terrestres durante la era Mesozoica
sirviendo de alimento a los grandes dinosaurios
Ciclo vital de un pino
 Los gametófitos de las plantas con semilla son endospóricos: se desarrollan dentro de las
paredes de las esporas.
o Dentro del primordio seminal se produce la meiosis y la megáspora (n). La megáspora no se
dispersa, queda retenida en el interior del primordio seminal. A partir de ella se forma el
gametófito femenino multicelular donde habrá gametos femeninos.
o Las microsporas dan lugar a los granos de polen, el gametofito masculino. La polinización es
la transferencia de polen al primordio seminal.
 Si un grano de polen germina (empieza a crecer) da origen a un tubo polínico que descarga dos
gametos masculinos dentro del óvulo. Los gametos masculinos no necesitan agua ni motilidad
porque el polen se transporta hasta el tubo polínico que luego cede el espermatozoide al óvulo.
 Cuando se polinice y ocurra la fecundación se formará un nuevo esporófito, habrá tejidos de
reserva, las cubiertas se endurecerán y todo se deshidratará parcialmente entonces el primordio
seminal se habrá transformado en una semilla que se dispersan por el viento.

7- La flor angiospérmica y el fruto constituyen adaptaciones reproductivas de las

angiospermas.
 Las angiospermas aparecieron en el registro fósil hace 140 millones de años.
 Constituyen el grupo actual de plantas más diverso y de distribución más amplia. La flor
angiospérmica es una estructura especializada para la reproducción; es un brote con cuatro
tipos de hojas modificadas:
1. Sépalos, que suelen ser verdes.
2. Pétalos, que suelen ser coloreados para atraer a los polinizadores.
3. Estambres que producen el polen.
4. Carpelos que contienen los primordios seminales.
Ciclo vital de las angiospermas
 La flor del esporofito produce por meiosis microsporas que formarán gametofitos masculinos
(polen) y megasporas que formarán gametofitos femeninos en los primordios seminales.
 Cada grano de polen tiene dos células haploides: una célula generativa que se divide y
produce dos gametos masculinos y una célula vegetativa que produce un tubo polínico.
 Cada primordio seminal contiene un gametofito femenino o saco embrionario con un gameto
femenino.
 Un gameto masculino fertiliza la ovocélula y da el zigoto 2n que dará origen al embrión de la
semilla; el otro gameto masculino se une a los núcleos polares y forma un zigoto triploide
que formará el endosperma secundario, un tejido de reserva, para nutrir al embrión.
 Como resultado del proceso de polinización y de formación de las semillas se produce la
transformación de la pared del carpelo (estructura que contiene los primordios seminales) en
el fruto que puede ser de varios tipos y cuya misión principal es la protección de las semillas
durante su formación y posteriormente facilitar su dispersión.
 La polinización de las flores y el transporte de semillas por animales fueron importantes
relaciones en los ecosistemas terrestres.
Otras adaptaciones
 Fijación del nitrógeno atmosférico: La vida en la tierra depende del reciclaje del nitrógeno,
un papel que ejercen sólo algunas especies bacterianas que viven libremente en el suelo o
en simbiosis con las plantas. El crecimiento de las plantas depende en gran medida del
nitrógeno, que deben absorber en forma de nitritos (y amonio) a partir de la actividad
bacteriana.
 Adaptaciones nutricionales: Las epifitas crecen sobre otra planta, absorben agua y
 minerales de la lluvia. Las parásitas absorben agua y minerales de sus hospedadores.
Algunas son fotosintéticas y otras no. Las carnívoras son fotosintéticas pero obtienen parte
del nitrógeno y minerales de insectos. Sus hojas están modificadas equipadas con glándulas
que secretan enzimas digestivos
 Reducción de la transpiración: Al abrir y cerrar los estomas, unas células guardianas
ayudan a equilibrar la necesidad de la planta de conservar agua con la de fotosintetizar
controlando el diámetro de los estomas con cambios en la presión y turgencia.
 Adaptaciones al estrés abiótico: A causa de su inmovilidad, las plantas deben ajustarse a
un amplio intervalo de circunstancias ambientales mediante mecanismos fisiológicos y del
desarrollo. La alteración de determinados factores ambientales puede tener efectos adversos
en la supervivencia, crecimiento y reproducción de la plantas. Podemos hablar de estrés
abiótico (hídrico, mecánico, inundación, salinidad, frio, calor, gravedad) y estrés biótico
(defensa contra patógenos y contra herbívoros)
 Adaptaciones al estrés biótico: Las plantas como productores primarios están expuestos al
ataque de un gran número de herbívoros, pero también a infecciones por parte de virus,
hongos y bacterias. Contrarrestan estas amenazas mediante sistemas defensivos que
espantan a los herbívoros e impiden la infección o combaten a los patógenos que pueden
infectarlas.

BLOQUE 4. Diversidad biológica

Tema 4.4. Hongos
 Los hongos son un grupo diverso de organismos comunes en todos los ecosistemas. Son
esenciales para el funcionamiento de los ecosistemas terrestres ya que junto con las
bacterias descomponen la materia orgánica y contribuyen a su reciclado. Muchas plantas
dependen de la simbiosis mutualista entre sus raíces y los hongos que les facilita la absorción
de agua y de sales minerales.
 Se han descrito unas 100.000 especies de hongos, pero se estima que puede haber muchas
más, hasta 1.500.000. Los hongos pueden ser desde unicelulares como las levaduras
hasta pluricelulares.
 Los seres humanos han cultivado y utilizado los hongos durante siglos en la elaboración del
pan, y en la fermentación del vino y de la cerveza, también se utilizan para la producción de
antibióticos. Algunos hongos causan enfermedades en animales y plantas.

1- Los hongos son heterótrofos y se nutren por absorción

 A pesar de su diversidad, los hongos comparten una serie de caracteres, uno de los
más importantes es su forma de nutrición.
 Los hongos son heterótrofos y obtienen sus nutrientes por absorción; segregan enzimas
que descomponen la materia orgánica en compuestos simples en el medio y
posteriormente los absorben.
 Otros hongos utilizan enzimas para penetrar a través de las paredes celulares de las plantas y
se nutren de ellas.
 El modo de nutrición por absorción se relaciona con la función ecológica de los hongos como
descomponedores, parásitos o simbiontes mutualistas.
o Los hongos saprófitos descomponen la materia orgánica y absorben los nutrientes. Los
hongos parásitos absorben nutrientes de las células de sus hospedadores vivos, Los
hongos mutualistas también absorben nutrientes de sus hospedadores vivos pero
reportan un beneficio a su hospedador.
 El cuerpo de los hongos está en la mayoría formado por hifas que pueden ser cenocíticas
o septadas, los septos pueden ser de varios tipos, los hay perforados con un poro, que
permite el movimiento célula a célula; también hay hifas cenocíticas que carecen de septos.
El conjunto de las hifas se denomina micelio. Algunos hongos como las levaduras pueden
 ser unicelulares. La pared celular de los hongos tiene como componente fibrilar quitina.
 Tanto el micelio que hay en el sustrato como los cuerpos fructíferos (setas,…) están
formados por hifas ramificadas, más o menos compactadas, aunque parezcan más
complejos, por su tamaño y su consistencia, son filamentos ramificados compactados.
 La estructura filamentosa del hongo, produce que el conjunto del micelio tenga una gran
superficie de contacto con el suelo favoreciendo así su nutrición por absorción.
 Los hongos micorrizógenos tienen hifas modificadas: haustorios, a través de las cuales
intercambian nutrientes con la planta.
 En algunos casos se generan estructuras más especializadas y adquieren comportamiento
depredador.
2- Los hongos pueden producir varios tipos de esporas para completar su ciclo vital.
 Los hongos pueden producir enormes cantidades de varios tipos de esporas tanto de origen
sexual como asexual.
 Las esporas dispersadas por el aire o el viento germinan si alcanzan un sustrato adecuado en
cuanto a la disponibilidad de nutrientes y de humedad.
 El ciclo de los hongos superiores es un ciclo con generación haploide. E l micelio es primero
monocariótico, (1 solo núcleo por célula), y después del proceso reproductivo y de la fusión de
dos micelios compatibles se desarrolla un micelio dicariótico (2 núcleos por célula); es n
porque los núcleos no se fusionan, sin embargo este estado dicariótico es equivalente a ser
diploide. Cuando se fusionan se produce el zigoto diploide, que por meiosis produce esporas
haploides.
 La separación temporal y espacial entre la plasmogamia: formación del micelio dicariótico y la
cariogamia: fusión de los dos núcleos y formación del zigoto puede ser muy grande: horas,
días, incluso siglos.
 Los sistemas reproductivos de los hongos son complejos y existen hongos heterocarióticos y
hongos de los que no se conoce su reproducción sexual y no se dividen por meiosis; se les llama
hongos imperfectos o mitospóricos.
 Las levaduras crecen en medios líquidos o húmedos y se reproducen por gemación

3- El ancestro de los hongos fue un protista unicelular flagelado de vida acuática.

 A partir de datos moleculares sabemos que los hongos y los animales están más estrechamente
emparentados entre sí que con otros grupos de eucariotas.
 Los linajes más primitivos de hongos son flagelados, con un solo flagelo posterior.
 Se estima que los ancestros de los animales y los hongos divergieron hace unos 1.500
millones de años. Los restos fósiles más antiguos que se pueden atribuir sin duda a los hongos
tienen unos 460 millones de años.
 Los fósiles de las primeras plantas vasculares del Silúrico superior contienen evidencias de
micorrizas, lo que indica que esta antigua colaboración pudo ayudar a colonizar la tierra.
 Los hongos desarrollaron un proceso de radiación adaptativa cuando la vida empezó a colonizar
la tierra.

Grupos de hongos actualmente reconocidos

 Los quitridios,unas 1000 especies, producen células flageladas, son unicelulares o conocíticos,
son saprófitos, parásitos o simbiontes mutualistas, viven en ambientes acuáticos y suelos
húmedos. Los datos moleculares indican que este grupo divergió tempranamente del resto. Es
posible que el grupo sea parafilético.
 Los zigomicetes, alrededor de 1000 especies, producen zigotos de resistencia: zigósporas.
Pueden ser saprófitos o parásitos, forman micelio cenocítico. Producen grandes cantidades de
esporas de multiplicación vegetativa.
 Los glomerulomicetes son un grupo pequeño en cuanto a número de especies, unas 160, pero
son importantes desde el punto de vista ecológico ya que forman endomicorrizas con un 90%
de plantas.
 Los ascomicetes forman las esporas de origen sexual en el interior de una estructura en forma
de saco llamada asca. Se han descrito más de 65.000 especies que viven tanto en ambientes
terrestres como acuáticos. Las ascas están generalmente agrupadas en cuerpos fructíferos o
1
7
 ascocarpos. Pueden ser desde unicelulares como las levaduras, aunque la mayoría son
filamentosos macroscópicos como las trufas o las colmenillas. Forman micelios con hifas de
tabiques perforados, muchos son parásitos, también los hay saprófitos, un 40% son simbiontes
mutualistas, se asocian con algas verdes y cianobacterias formando líquenes.
 Los basidiomicetes producen sus esporas después de la reproducción sexual en el exterior de
los basidios. Se han descrito unas 30.000 especies la mayoría de las cuales forman setas. El
basidio es una célula en la cual ocurre la cariogamia y la meiosis. Son mayoritariamente
hongos filamentosos. Hay muchos saprófitos, los Basidiomicetes son los hongos con mayor
potencial para descomponer los polímeros estables de origen vegetal como la lignina. En el
ciclo de estos hongos la fase dicariótica es de larga duración, y generalmente produce nuevos
basidiocarpos cada año.
 A veces en los prados se pueden ver “corros de brujas” numerosas setas dispuestas formando
un círculo que se generan a partir del micelio que vive en el suelo y que se va expandiendo.

4- Los hongos tienen un papel clave en el reciclado de la materia orgánica, en las

interacciones ecológicas y en el bienestar de los seres humanos
 Los hongos son importantes descomponedores de material orgánica, por lo que son, junto con
las bacterias imprescindibles para el reciclado de la materia orgánica; son capaces de
descomponer hasta el combustible de los aviones o crecer sobre la pintura de las paredes.
 Establecen diferentes tipos de relaciones simbióticas con otros seres vivos: cianobacterias,
algas, plantas y animales.; forman líquenes, micorrizas, y son parásitos de plantas y animales.
 La plantas pueden albergar endófitos simbióticos, crecen en las hojas o en otras partes de la
plantas sin causarles daños, son generalmente ascomicetes, producen toxinas que evita que la
coman los herbívoros, en otros casos los endófitos producen toxinas que aumentan la tolerancia
de la planta al calor, la sequedad y los metales pesados.
 Alrededor del 30% de las 100.000 especies conocidas de hongos son patógenos o parásitos
de animales y plantas, principalmente de plantas. Producen pérdidas importantes en las cosechas.

Los hongos tienen importancia económica.

 Se producen y se recolectan setas y otros hongos para consumo humano.
 Se utilizan para la maduración de los quesos
 Las levaduras se han utilizado desde antiguo para la producción de bebidas alcohólicas.
 Algunos hongos se utilizan en investigación en Biología Molecular y en Biotecnología

BLOQUE 4. Diversidad biológica

Tema 4.5. Diversidad animal

1- Los animales son organismos multicelulares, eucariotas heterótrofos con tejidos que se
desarrollan a partir de las capas embrionarias
 Los criterios para definir un animal son relativamente confusos. Existen excepciones para la práctica
totalidad de criterios usados. No obstante, pueden utilizarse cinco criterios básicos para definir
formalmente un animal. Estos son:
Modalidad nutricional
1. Los animales son organismos heterótrofos que se alimentan de otros organismos mediante
ingestión (los hongos son heterótrofos por absorción, liberan exoenzimas que digieren el
alimento fuera de sus organismos).
1
8
 Estructura y especialización celular
2. Los animales son eucariotas multicelulares
3. A diferencia de las plantas y los hongos, las células de los animales carecen de pared celular.
4. Sus células se mantienen unidas mediante proteínas estructurales, especialmente colágeno.
 Además tienen tres tipos únicos de uniones intercelulares que incluyen a desmosomas, uniones
estrechas y uniones de hendidura, también formadas por proteínas estructurales.
5. Los animales tienen dos tipos celulares exclusivos del grupo: las células nerviosas, conductoras
de impulsos nerviosos y las celulares musculares implicadas en el movimiento del organismo.
Reproducción y desarrollo
6. La mayoría de los animales se reproducen sexualmente, siendo la fase diploide la dominante del
ciclo.
7. Algunos animales se desarrollan directamente mediante estadios transitorios de maduración en
adulto, mientras que otros pasan por un/os estadio/s larvario/s anterior/es.
 Una larva es una forma sexualmente inmadura, distinta del adulto (come distinto y puede vivir en
otro hábitat), que finalmente pueden sufrir metamorfosis, una activación del desarrollo que
transforma el animal en adulto.
8. A pesar de la gran diversidad morfológica, la red genética que controla el desarrollo está muy
conservada.
 Todos los eucariontes tienen genes que regulan la expresión de otros genes y muchos de estos
genes tienen módulos comunes de secuencias de DNA llamadas cajas homeóticas (homeobox). Los
animales muestran una familia de genes, conocidos como Hox genes, exclusiva del grupo y que
regulan la expresión de otros genes.
 La presencia de esta familia de genes indica que evolucionaron en la línea eucarionte que dio lugar
a los animales.

2-Los animales pueden ser caracterizados por “Planes corporales”

 Los zoólogos caracterizan la diversidad de los animales por características generales de la
morfología y el desarrollo.
 Un grupo de especies animales que comparten el mismo nivel de complejidad organizativa se
conoce como grado. El grupo de rasgos morfológicos y de desarrollo que definen un grado,
generalmente está integrado en un todo funcional denominado plan corporal.
 Algunas de las características principales de los planes corporales animales son:
simetria
 los animales pueden ser categorizados de acuerdo a la simetría de sus cuerpos. Hay animales que
carecen de simetría, como las esponjas. Otros, como las anémonas tienen una simetría radial, y la
gran mayoría una simetría bilateral.
 Un animal radial tiene un extremo superior y otro inferior, y cualquier corte imaginario por el eje
central produce imágenes especulares. Un animal bilateral tiene una parte dorsal (superior) y otra
ventral (inferior), así como un lado derecho y uno izquierdo; con un extremo anterior (cabeza) y otra
posterior (cola).
 Muchos animales con un plan corporal bilateralmente simétrico muestran una tendencia evolutiva de
cefalización (concentración anterior del sistema nervioso central y de elementos sensoriales) que se
extiende a la cola a través de un cordón nervioso longitudinal.
1
9
 La simetría de un animal, que divergió en una fase temprana, se ajusta al estilo de vida. Los
animales sin simetría o radiales son sésiles (unidos a un sustrato - anémonas) o son planctónicos
(nadan libremente - medusas). Los animales bilaterales se mueven de forma activa hacia una
dirección (relacionado con la depredación). El sistema nervioso les permite coordinar movimientos
de arrastre, excavación, vuelo o nado.
tejidos
 Los planes corporales en animales también varían según la organización de los tejidos. Los
verdaderos tejidos son conjuntos de células especializadas aisladas de otros tejidos por capas
membranosas.
 Las esponjas carecen de verdaderos tejidos.
 En los demás animales se adquieren las capas durante la gastrulación. En el proceso de
gastrulación, y a medida que el desarrollo progresa, las capas concéntricas, denominadas capas
germinales, forman los diversos tejidos y órganos del individuo.
 Los animales con sólo dos capas germinales (por ejemplo, medusas) se denominan diblásticos, y
poseen Ectodermo y Endodermo, mientras que los animales con tres capas germinales se
denominan triblásticos, y tienen Ectodermo, Endodermo y Mesodermo.
celoma
 Algunos animales triblásticos con simetría bilateral poseen una cavidad corporal, un espacio con
líquido que separa el endodermo del ectodermo, que se conoce como celoma (del griego koilos ,
hueco) y que se forma a partir del tejido derivado del mesodermo.
 Los animales que poseen un verdadero celoma se conocen como celomados. Algunos animales
triblásticos tienen una cavidad formada a partir del blastocele en vez del mesodermo, y se
denominan pseudocelomados. Un tercer grupo carece de celoma, y son conocidos como
acelomados (tienen un cuerpo sólido sin una cavidad corporal).
 La cavidad corporal permite el crecimiento y la movilidad de los órganos internos (ejemplo: latido del
corazón, onda intestinal, podrían deformar la superficie del cuerpo). El líquido del celoma actúa
como un esqueleto hidrostático evitando lesiones.

Desarrollo
 La mayoría de los animales pueden ser categorizados por el tipo de desarrollo embrionario,
diferenciándose los protostomos y deuterostomos. Las diferencias entre ellos se basan en a)
segmentación, b) formación del celoma y c) destino del blastoporo.
 Entre los protóstomos se encuentran todos los invertebrados menos los equinodermos (estrellas,
erizos de mar, holoturias…)
 Los deuteróstomos son los cordados y los equinodermos.
Segmentación
 Muchos protostomos muestran división espiral y determinada. Los planos de división celular son
diagonales al eje vertical del embrión. Además, el destino de cada célula se determina precozmente.
 Los deuterostomos muestran división radial e indeterminada. Los planos de división son paralelos o
perpendiculares al eje vertical del cigoto. Además, cada célula del embrión inicial retiene la
capacidad de desarrollar un embrión completo (hace posible la formación de gemelos).
Formación del celoma
 Inicialmente y en la gastrulación, el tubo digestivo de un embrión se desarrolla como una cavidad a
la que se denomina como Arquenterón.
 En los protóstomos el celoma se forma a partir de masas sólidas de mesodermo se dividen y forman
la cavidad interna (esquizocelia). En los deuteróstomos el celoma se forma a partir de evaginaciones
del arquenterón (enterocelia)
2
0
Destino del blastoporo
 En los protóstomos el destino de la apertura del arquenterón, denominado blastoporo, es formar la
boca mientras que en los deuteróstomos es formar el ano. En la parte opuesta del blastoporo se
abren el ano en protostomados y la boca en deuterostomados por neoformación.

3- La historia de los animales abarca más de mil millones de años

 El reino animal incluye no sólo la gran diversidad de especies vivas, sino también la mayor
diversidad de las especies extinguidas, posiblemente más del 99% de las especies animales.
 El antepasado común de los animales vivió en el periodo comprendido entre los 800 y 1.200
millones de años, siendo, probablemente, un protista colonial flagelado muy parecido a los actuales
coanoflagelados.
 La hipótesis sobre el origen de los animales habla de una colonia de protistas flagelados agregados
donde se forma una esfera con un hueco y algunas células de la parte de abajo se especializan y se
produce una invaginación y migración. El proceso es similar a la gastrulación y formación del
blastocele.
 El primer registro fósil de lo que generalmente es aceptado como un conjunto de animales
corresponde con la conocida como Fauna de Ediacara (Australia, 575 ma).
 La mayoría de los principales filos animales aparecieron en el registro durante los primeros 20 m.a.
del paleozoico, fenómeno conocido como la explosión cámbrica, en la que aparecen las primeras
formas de animales con esqueletos fuertemente mineralizados. Esta era es dominada por peces y
anfibios.
 Durante la Era Mesozoica pocos nuevos planes estructurales se originaron entre los animales. En
los océanos, los primeros corales se formaron en esta época, mientras que en tierra las aves,
pterosaurios, dinosaurios y los primeros mamíferos dominan los ecosistemas mesozoicos.
 Durante el Cenozoico se produce una vasta diversificación en el seno de los insectos y de las
plantas con flor (Angiospermas). Otro grupo que se diversificó profusamente desde el inicio del
Cenozoico fue el de los mamíferos, que ocupó una gran cantidad de los nichos ecológicos dejados
por dinosaurios y pterosaurios, extintos tras el evento de extinción entre el Mesozoico y el
Cenozoico.
 El hombre divergió de los simios hace 7 m.a..
 Actualmente los zoólogos reconocen alrededor de 35 fila de animales.
 Las hipótesis acerca de las relaciones filogenéticas coinciden en algunos aspectos y difieren en
otros. Las coincidencias principales se establecen en los siguientes aspectos:

o Los animales tienen un ancestro común (clado Metazoa)

o El grupo de las esponjas se encuentran en la base del árbol filogenético de animales, no
presentando verdaderos tejidos
o Los Eumetazoa es un clado con tejidos verdaderos
o La mayor parte de grupos de animales pertenecen al clado Bilateralia
o Los vertebrados y algunos otros fila pertenecen al clado Deuterostomados

4- Principios básicos de la forma y la función de los animales

 A pesar de su gran diversidad, los animales, que habitan la mayor parte de la biosfera, deben afrontar
la obtención de oxígeno, alimento, excreción de desechos y necesidad de moverse.
 El estudio comparativo revela que la forma y función están estrechamente ligados en el grupo.
2
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 o La anatomía se define como el estudio de la estructura de un organismo.
o La fisiología se define como el estudio de las funciones que un organismo lleva a cabo.
 La selección natural puede ajustar la estructura a la función por medio de la selección, durante
muchas generaciones, de las formas mejor adaptadas para desempeñar una determinada función
entre las variantes disponibles en una población.
intercambio con el ambiente
 La forma y el tamaño del animal tiene un efecto directo sobre cómo éste intercambia materia y
energía con su entorno más próximo.
 Estos intercambios con el medio se producen por difusión de sustancias a través de la membrana
plasmática.
 En organismos unicelulares la difusión de sustancias a través de la membrana plasmática es directa.
 Los organismos multicelulares más complejos están compuestos de muchas células con membranas
que necesitan acceso a un ambiente acuoso.
 Por eso aparecen adaptaciones con superficies altamente plegadas para aumentar la superficie de
intercambio con el medio.
 La forma y la función de los animales se correlaciona en todos los niveles de organización
 Los animales están compuestos por células especializadas organizadas en tejidos que tienen
funciones diferentes.
 Se clasifican en cuatro categorías: epitelial, conectivo, muscular y nervioso
 El tejido epitelial cubre el exterior del cuerpo y reviste sus órganos y cavidades internas. Las células
se aseguran con firmeza para formar uniones estrechas, y así actuar contra lesiones mecánicas,
microorganismos y pérdida de líquidos.
 El tejido conectivo une y sostiene otros tejidos. El tejido conectivo laxo une los epitelios con los
órganos. El conectivo fibroso forma los tendones y los ligamientos. Otros tipos de conectivo: huesos,
cartílago, sangre y tejido adiposo
 El tejido muscular son células alargadas llamadas fibras musculares con la capacidad de contraerse
cuando son estimuladas por el sistema nervioso. En los vertebrados hay tres tipos, esquelético
(movimientos voluntarios) cardiaco (corazón) y liso (paredes de algunos órganos internos).
 El tejido nervioso son células nerviosas. Percibe los estímulos y transmite las señales en forma de
impulsos nerviosos.
 En todos los animales, excepto los más simples (esponjas y algunos corales) los tejidos están
organizados en órganos. En algunos órganos los tejidos están dispuestos en capas
 Diferentes órganos que trabajan juntos con funciones específicas forman los sistemas. Los sistemas
de órganos llevan a cabo los principales funciones del cuerpo de los animales.

SISTEMA DIGESTIVO
 Todos los animales se comen a otros organismos, vivos o muertos, enteros o a trozos (incluidos los
parásitos).
 El término herbívoro, carnívoro y omnívoro representan el tipo de alimentos que un animal come
normalmente y las adaptaciones que le permiten obtener y procesar el alimento. Sin embargo la
mayoría de los animales son oportunistas, cuando su comida habitual no está disponible comen
alimentos que están fuera de su categoría dietética principal.
 Independientemente de qué y cómo se alimenta un animal, la dieta adecuada debe satisfacer tres
necesidades nutricionales:

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 Combustible para la producción de ATP, para el trabajo celular. El ATP impulsa el metabolismo, la
actividad y, en animales endotérmicos, la termorregulación.
 Materia prima (esqueletos de carbono) para la construcción de moléculas orgánicas (biosíntesis)
necesarias para el crecimiento, mantenimiento y reproducción. Con una fuente de carbono orgánico
(azúcar) y una fuente de nitrógeno (proteína) los animales pueden fabricar una gran variedad de
hidratos de carbono, proteínas y lípidos.
 Nutrientes esenciales, que el animal no puede elaborar a partir de ninguna materia prima
(aminoácidos esenciales, ácidos grasos esenciales, vitaminas y minerales). No siempre son
necesarios para todas las especies.
 Un animal cuya dieta es que faltan uno o más nutrientes esenciales se dice que está desnutrido. Por
ejemplo, muchos herbívoros que viven en lugares deficientes en fósforo comen huesos para obtener
este nutriente esencial.
 En humanos es más común la malnutrición que la desnutrición, que es la falta de calorías. Tras
agotarse hidratos de carbono y grasas se consumen proteínas, los músculos disminuyen y el cerebro
sufre deficiencia proteica.
Glucosa y homeostasis
 En los seres humanos, las células del hígado y los músculos almacenan energía en forma de
glucógeno, un polímero compuesto por muchas unidades de glucosa.
 La glucosa es una molécula importante de combustible para las células y su metabolismo, regulado
por la acción hormonal, es un ejemplo importante de homeostasis.
 Después de la digestión la glucosa y otros monómeros pasan del tracto digestivo a la sangre. La
utilización o almacenamiento se regula mediante el hígado y el páncreas. Cuando aumenta el nivel de
glucosa en la sangre, el páncreas segrega insulina a la sangre. La hormona insulina aumenta el
transporte de glucosa hacia el interior de las células del organismo y estimula el almacenamiento de
glucosa como glucógeno en las células hepáticas y musculares, por lo que disminuye el nivel de
glucosa en sangre.
 Cuando disminuye el nivel de glucosa el páncreas secreta la hormona glucagón que se opone al
efecto de la insulina. El glucagón promueve la degradación de glucógeno en el hígado y la liberación
de glucosa a la sangre, aumentando el nivel de glucosa en sangre. El cuerpo humano gasta primero
el glucógeno del hígado, luego el glucógeno muscular y grasa.
Digestión
 Las etapas de procesamiento de alimentos son cuatro:
 la ingestión, el acto de comer.
 Digestión, la segunda etapa, es el proceso de romper los alimentos en trozos para aumentar su
superficie donde actuarán los enzimas. Para evitar digerir sus propias células y tejidos, la mayoría de
los organismos realiza la digestión en compartimentos especializados.
 En la mayoría de los animales, se produce hidrólisis por digestión extracelular, es decir
descomposición de los alimentos fuera de las células. La digestión extracelular se produce dentro de
compartimentos que se continúan con el exterior del cuerpo del animal.
 Esto permite a los organismos devorar presa mucho más grandes de lo que podrían ingerirse por
fagocitosis y digestión intracelular mediante vacuolas.
 Muchos animales con diseños corporales simples, tales como cnidarios y gusanos planos, tienen
sacos digestivos con una sola abertura, llamado cavidad gastrovascular que cumplen funciones de
digestión (gastro) y de distribución de nutrientes en el organismo (vascular).
 La mayoría de los animales poseen tubos digestivos que se extiende entre la boca y el ano. Se
denomina tracto digestivo completo o canal alimenticio.

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 Debido a que el alimento se mueve en una dirección, el tubo puede organizarse en regiones
especializadas que llevan a cabo la digestión y la absorción de nutrientes en forma escalonada.
 Otra ventaja del tracto digestivo completo es que el animal puede ingerir alimentos antes de que se
haya completado la digestión anterior.
 El sistema digestivo de mamíferos está compuesto de un tubo digestivo muy especializado y varias
glándulas accesorias que secretan los jugos digestivos en el canal alimenticio.
 Absorción, es la tercera etapa en la que se incorporan a las células las pequeñas moléculas
resultantes de la digestión, como amnoácidos, azúcares, o ácidos grasos.
 Durante la eliminación, el material no digerido sale del compartimento digestivo.
 Las adaptaciones evolutivas de los sistemas digestivos a menudo se asocian con la dieta
 Dentición: conjunto de dientes, es un ejemplo de variación estructural que refleja la dieta.
 Adaptaciones gástricas e intestinales: Los grandes estómagos extensibles son comunes en los
carnívoros, que pueden tener un periodo prolongado entre comidas y, por tanto, deben comer todo lo
que puedan cuando atrapan a sus presas.
 La longitud del sistema digestivo de vertebrados también se correlaciona con la dieta. En general, los
herbívoros y omnívoros tienen canales alimenticios más largos en relación con su tamaño corporal
que los carnívoros. La digestión de los vegetales es más difícil que la carne debido a la presencia de
paredes celulares. El tubo más largo proporciona más tiempo de digestión y mayor área de superficie
para la absorción de nutrientes.
 Adaptaciones simbióticas: Los microorganismos simbióticos ayudan a nutrir a muchos vertebrados
que no producen enzimas que hidrolizan la celulosa.
 Muchos vertebrados (y termitas) alojan poblaciones de bacterias simbióticas y protistas en cámaras
de fermentación especiales en sus canales alimenticios. Estos microorganismos tienen enzimas que
pueden digerir la celulosa en azúcares simples que el animal pueda absorber.
o En los rumiantes hay cuatro cámaras, los microrganismos digieren en las dos primeras. La vaca
regurgita y remastica el bolo alimenticio, lo que rompe más las fibras de celulosa. La vaca vuelve
a deglutir el material que pasa a otra cámara para la extracción del agua. En la última cámara los
enzimas digestivos de la vaca digieren el pasto y a los microrganismos, que le aportan más
nutrientes que el propio pasto. Estos se reproducen lo suficientemente rápido en el rumen como
para mantener una población estable.
SISTEMA CIRCULATORIO
 Cada organismo intercambia materiales y energía con su entorno, y en última instancia, este
intercambio se produce a nivel celular.
 En organismos unicelulares los intercambios se producen directamente con el medio externo.
 Pero en organismos multicelulares no es posible el intercambio directo con el entorno. La difusión
sólo es eficaz en distancias de algunos mm. (la difusión es proporcional al cuadrado de la distancia).
 Mediante el transporte rápido de grandes volúmenes de líquido por todo el organismo, el sistema
circulatorio conecta funcionalmente el ambiente acuoso de las células con los órganos que
intercambian gases, absorben nutrientes y eliminan desechos.
 La mayoría de los invertebrados tienen una cavidad Gastrovascular.
 En animales más complejos, hay dos tipos de sistemas circulatorios : Sistema circulatorio abierto y
Sistema Circulatorio cerrado
 Ambos tienen un fluido circulatorio (sangre, tejido conectivo), un conjunto de tubos (vasos
sanguíneos), y una bomba muscular (el corazón) que impulsa la circulación por medio de la energía
metabólica para elevar la presión hidrostática de la sangre, que fluye a favor de un gradiente de
presión a través de su circuito y vuelve al corazón.
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 En los insectos, otros artrópodos, y la mayoría de los moluscos, se baña de sangre los órganos
directamente en un sistema circulatorio abierto.
o No hay distinción entre la sangre y el líquido intersticial, llamadas colectivamente hemolinfa.
o El corazón es un tubo dorsal alargado que cuando se contrae, bombea hemolinfa a través de
los vasos hacia los senos (espacios que rodean a los órganos)
o El intercambio de sustancias se produce entre la hemolinfa y las células del organismo.
Cuando el corazón se relaja, atrae a la hemolinfa a través de poros denominados ostiolos.
 En un sistema circulatorio cerrado, como en las lombrices de tierra, calamares, pulpos, y los
vertebrados, la sangre está confinada en vasos y es distinta del líquido intersticial.
 Uno o más corazones bombean la sangre hacia vasos grandes que se ramifican en otros más
pequeños a lo largo del trayecto hasta llegar a los órganos. Los productos se intercambian mediante
difusión entre la sangre y el líquido intersticial que baña las células.
 La ventaja de cada uno es que el abierto es más económico (menor gasto energético) y el cerrado
más eficaz (requerimientos metabólicos de animales de mayor tamaño y más activos).
Circulación en vertebrados
 El sistema circulatorio cerrado de los seres humanos y otros vertebrados es a menudo llamado el
sistema cardiovascular. La sangre fluye en un sistema cerrado, formado por vasos sanguíneos y un
corazón de 2 a 4 cámaras.
 Los diferentes vertebrados tienen variaciones de un esquema general, modificado por la selección
natural y dependiente de la tasa metabólica, factor importante en la evolución de los sistemas
cardiovasculares; a mayor tasa, sistemas más complejos y corazones más potentes
 Las diferencias cardiovasculares más importantes se asocian con la respiración branquial de los
peces en comparación con la pulmonar de los vertebrados terrestres.
o Los peces, tienen un corazón con dos cámaras y un circuito único de flujo sanguíneo
o Los anfibios tienen un corazón con tres cámaras y dos circuitos de flujo sanguíneos:
pulmocutáneo y sistémico.
o Los reptiles tienen un corazón con tres cámaras y dos circuitos de flujo sanguíneo.
o Las Aves y Mamíferos tienen un corazón con cuatro cámaras y dos circuitos de flujo sanguíneo
por evolución convergente.
 En el único ventrículo de los anfibios se mezcla parcialmente la sangre rica en oxígeno con sangre
pobre en oxígeno.
 El ventrículo de los reptiles está dividido parcialmente por un tabique, lo que reduce más (que en
anfibios) la mezcla de sangre con alto y bajo contenido en oxígeno. Aparecen válvulas que controlan
el desvío de sangre hacia un sistema u otro.
 El corazón de los mamíferos separa completamente la sangre rica y pobre en oxígeno. El aporte de
oxígeno se acentúa porque los dos tipos de sangre no se mezclan.
 El corazón de cuatro cámaras fue una adaptación esencial para la forma de vida endotérmica de
mamíferos y aves, pues utilizan 10 veces más energía que los ectodermos y por tanto sus sistemas
deben suministrar 10 veces más combustible y O2 a sus tejidos y eliminar 10 veces más CO2 y
deshechos.
 La gran diferencia entre un circuito único y uno doble es que en el único de los peces la sangre tiene
que atravesar dos sistemas de capilares, donde pierde presión arterial, por eso la sangre va hacia la
circulación sistémica muy lentamente (aunque facilitada por el movimiento de los peces). Esto
restringe el aporte de O2 a los tejidos y por tanto, la tasa metabólica aeróbica de los peces

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 La circulación doble proporciona un flujo vigoroso de sangre al cerebro, los músculos y otros órganos
porque la sangre se bombea dos veces.
SISTEMA CIRCULATORIO
 El intercambio gaseoso suministra oxígeno para la respiración celular y elimina dióxido de carbono.
 Los animales necesitan superficies respiratorias húmedas y extensas para la difusión adecuada de
gases respiratorios (O2 y CO2) entre sus células y el medio respiratorio (aire o agua)
 Estos intercambios son necesarios para la producción de ATP en la respiración celular y
generalmente incluyen la participación de los sistemas circulatorio y respiratorio.
 El intercambio de gases en organismos unicelulares ocurre por toda la superficie
 Del mismo modo, en esponjas cnidarios y gusanos planos, la membrana plasmática de cada célula
está lo suficientemente cerca del medio externo para intercambiar gases por difusión
 Sin embargo, en la mayoría de animales no hay acceso de todas las células al medio.
 Lombrices de tierra y anfibios utilizan su piel como órgano respiratorio. Justo debajo de la piel tienen
una red de capilares que efectúa el intercambio. Como la superficie respiratoria tiene que estar
húmeda tienen que vivir en medio acuático o húmedo. Estos animales suelen ser pequeños y planos,
con una relación alta de superficie-volumen.
 Para la mayoría de animales, la superficie corporal es insuficiente. La solución es un órgano
respiratorio extensamente plegado que aumenta la superficie de intercambio.
 Los más comunes son branquias, tráqueas y pulmones
o Las branquias son las adaptaciones respiratorias de la mayoría de los animales acuáticos, son
extensiones de la superficie corporal suspendidas en el agua.
o Las tráqueas de los insectos son tubos diminutos, ramificados que penetran en el organismo y
suministran O2 directamente a las células. Con casi todas las células del cuerpo a una distancia
muy corta del medio respiratorio, el sistema circulatorio abierto de los insectos no participa en el
transporte de O2 y CO2.
o Los pulmones internos se encuentran en arañas, caracoles terrestres y la mayoría de los
vertebrados terrestres. En mamíferos, el aire inhalado por las narinas atraviesa la faringe hacia
la tráquea, los bronquios, bronquiolos y los alvéolos terminales, donde se produce el intercambio
gaseoso.
 Al igual que los peces, los vertebrados terrestres dependen de la ventilación para el mantenimiento
de altas concentraciones de O2 y bajas de CO2 en la superficie de intercambio. El proceso de
ventilación es la respiración, la inhalación y exhalación del aire de forma alterna.
SISTEMA EXCRETOR
Osmoregulación
 Los sistemas fisiológicos de los animales funcionan dentro de un ambiente fluido. Para que funcionen
adecuadamente las concentraciones relativas de agua y solutos deben mantenerse dentro de límites
estrechos a pesar de las variaciones en el entorno externo del animal.
o Por ejemplo, los animales de agua dulce viven en un ambiente que amenaza inundarlos y diluir
sus líquidos corporales. En el otro extremo, los animales marinos y del desierto se enfrentan a
ambientes muy deshidratantes. El éxito en esos ambientes depende de la conservación del agua
y de la eliminación de sales en exceso.
 La osmorregulación, se basa en el movimiento controlado de solutos entre los líquidos externos y el
ambiente interno, y el movimiento de agua que les sigue por ósmosis.

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 Los osmoconformistas, son isoosmóticos con el ambiente, no pierden ni ganan agua (mayoría de los
invertebrados marinos). Viven en ambientes estables (acuáticos), con una osmolaridad
(concentración total de soluto, moles por litro) interna constante.
 Los osmoreguladores gastan energía para controlar para controlar la captación y pérdida de agua en
ambientes hiperosmóticos o hipoosmóticos.
 La osmorregulación permite que los animales vivan en ambientes no habitables para los
osmoconformistas, como el agua dulce y la tierra y tambien permite que los animales marinos tengan
una osmolaridad distinta a la del mar.
 La mayoría de los animales, ya sean osmoreguladores u ormoconformistas, no son capaces de
tolerar cambios importantes en la osmolaridad, son estenohalinos. Los animales eurihalinos
pueden sobrevivir a grandes fluctuaciones.
Animales marinos
 La mayoria de invertebrados marinos son osmoconformistas.
 Los peces óseos marinos son hipoosmóticos.
 Al ser un medio más salino que su medio corporal, tienden a perder agua por ósmosis. Pierden agua
continuamente y ganan sales tanto por difusión como de los alimentos
 Equilibran la pérdida de agua bebiendo en gran cantidad.
 Las branquias y la piel eliminan por transporte activo el Cl y el Na le sigue de forma pasiva. Los
riñones se deshacen de otros iones y muy poca cantidad de agua.
 Los vertebrados marinos excretan sal a través de glándulas de la sal, rectales, branquias etc.
Animales de agua dulce
 Los animales de agua dulce constantemente acumulan agua por ósmosis y pierden sales por difusión
(hiperosmóticos)
 Los líquidos corporales tienen concentraciones de solutos más bajas que las de sus parientes
marinos, adaptación al agua de baja salinidad, pues reduce la energía requerida para osmoregular
 Muchos animales mantienen su equilibrio excretado grandes cantidades de orina diluida y combaten
la pérdida de sales con la ingesta de alimentos o iones a través de las branquias (transporte activo de
Cl y pasivo de Na).
Animales de agua dulce
 Las adaptaciones que reducen la pérdida de agua en un ambiente terrestre son básicas para la
supervivencia en la tierra.
 Los animales terrestres combaten la desecación a través de adaptaciones conductuales (hábitos
nocturnos) y morfológicas (cubiertas corporales: exoesqueleto de insectos, conchas de caracol y
capas de células muertas queratinizadas de vertebrados).
 Aun así, se pierde una gran cantidad de agua desde las superficies húmedas en los órganos de
intercambio gaseoso, en la orina y las heces y a través de la piel.
 Los animales terrestres equilibran su contenido de agua bebiendo y comiendo alimentos húmedos y
empleando el agua metabólica (agua producida mediante la respiración celular).
Excreción
 Otro problema que deben afrontar los animales es el de la eliminación de residuos metabólicos
(degradación de proteínas, ácidos nucleicos, amoniaco, etc) antes de que se alcancen niveles
dañinos.
 Los desechos deben estar disueltos en agua para eliminarse, el tipo de desecho de un animal tiene
un gran impacto sobre su equilibrio hídrico.
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 Entre los desechos más importantes están los productos de degradación de proteínas y ácidos
nucleicos. Cuando se hidrolizan las enzimas eliminan el nitrógeno en forma de amoniaco, muy tóxico.
 Algunos lo excretan directamente, pero otros lo convierten a otros compuestos menos tóxicos, pero
que requieren energía en forma de ATP.
 Diferentes animales excretan desechos nitrogenados de diferentes formas: amoniaco, urea o ácido
úrico, que varían en su toxicidad y gasto energético
 El amoniaco es muy soluble pero solo se tolera en concentraciones muy bajas (porque es muy
tóxico). Los animales que lo excretan necesitan mucha agua. La mayoría de especies acuáticas. Se
libera por la superficie corporal o por las branquias
 Dado que el amoniaco es tan tóxico solo puede transportarse y excretarse en grandes volúmenes de
concentraciones muy diluidas. La mayoría de animales terrestres y muchas especies marinas (que
pierden agua por osmosis) excretan urea, una sustancia producida por el hígado de vertebrados.
 Los insectos, caracoles y muchos reptiles, incluso aves, excretan ácido úrico. Es poco tóxico,
insoluble en agua y por tanto puede excretarse como una pasta con poca pérdida de agua. Ventaja
para animales con poco acceso al agua pero necesita más ATP.
 Los tipos de desecho dependen de la historia evolutiva y del hábitat, especialmente de la
disponibilidad del agua
 Un factor importante es el medio de reproducción. Los desechos solubles se difunden desde un
huevo de anfibio sin cáscara o por la sangre materna de un embrión, pero los huevos con cáscara
son permeables y la urea se concentraría hasta niveles peligrosos. El ácido úrico se precipita y
almacena como sólido inofensivo.

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