Biología

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Trabajo realizado en equipo, donde se pretende englobar brevemente, algunos de los temas fundamentales de la Biología.

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Biología

  1. 1. UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO ESCUELA NACIONAL PREPARATORIA PLANTEL 9 ―PEDRO DE ALBA‖ TURNO MATUTINO INVESTIGACIÓN DOCUMENTAL “CONCEPTOS DE BIOLOGÍA” GONZÁLEZ JUÁREZ KAREN VANESA HERNÁNDEZ CRUZ NORMA VERÓNICA MARTÍNEZ GREGORIO ERIKA SALAZAR CORONA ANDREA NAGGIVE SOSA TAPIA BLANCA ESTELA GRUPO 505 BIOLOGÍA IVPROFESOR: M. EN C. TEOBALDO RAMIRO CISNEROS IBAÑEZ FECHA DE ENTREGA: 15/OCTUBRE/2008 CICLO ESCOLAR 2008-2009 1
  2. 2. ÍNDICEBiología __________________________________________________________________________________________3Cadena trófica o alimenticia___________________________________________________________________________5Ciclo del Carbono___________________________________________________________________________________7Ciclo del Nitrógeno________________________________________________________________________________8Enfermedad _____________________________________________________________________________________12Proteína _______________________________________________________________________________________14Segmentos y Cavidades ____________________________________________________________________________16Extinción_________________________________________________________________________________________18Mutación__________________________________________________________________________________________20Adaptación Biológica________________________________________________________________________________23Embriología______________________________________________________________________________________25Biodiversidad____________________________________________________________________________________27Cromosomas____________________________________________________________________________________29Ecología __________________________________________________________________________________________32Ecosistema________________________________________________________________________________________35Enzima__________________________________________________________________________________________37Estrógeno_______________________________________________________________________________________38Metabolismo __________________________________________________________________________________40Método científico___________________________________________________________________________________42Microbiología______________________________________________________________________________________44Parasitismo_____________________________________________________________________________________46Ciclo celular_______________________________________________________________________________________47Mitosis___________________________________________________________________________________________50Meiosis__________________________________________________________________________________________51Reproducción asexual________________________________________________________________________________54Partogénesis_______________________________________________________________________________________57Reproducción sexual________________________________________________________________________________60Fecundación______________________________________________________________________________________67Desarrollo embrionario______________________________________________________________________________71ADN_____________________________________________________________________________________________77Genética molecular______________________________________________________________________________87Fotosíntesis____________________________________________________________________________________88Priones ________________________________________________________________________________________90Tipos de células__________________________________________________________________________________93Niveles de organización____________________________________________________________________________96Virus__________________________________________________________________________________________98Biomoléculas_____________________________________________________________________________________102Teoría celular_____________________________________________________________________________________104Agua: sustancia vital_______________________________________________________________________________106Ciclo del fósforo_______________________________________________________________________________108Ciclo del carbono________________________________________________________________________________110Reinos en que se clasifica la vida_____________________________________________________________________111Ciclo sexual femenino_____________________________________________________________________________113Alimentación____________________________________________________________________________________115Microscrópio_____________________________________________________________________________________117Adolescencia ____________________________________________________________________________________119Recursos naturales_______________________________________________________________________________122Biomas del mundo_________________________________________________________________________________123Clonación_______________________________________________________________________________________125Biosfera_______________________________________________________________________________________127Protocolo de investigación_________________________________________________________________________131Conclusionesn____________________________________________________________________________________149Bibliografía____________________________________________________________________________________150 2
  3. 3. BIOLOGÍALa biología (del griego «βιος» bios, vida, y «λογος» logos, estudio) es una de las cienciasnaturales que tiene como objeto de estudio a los seres vivos y, más específicamente, su origen, suevolución y sus propiedades: génesis, nutrición, morfogénesis, reproducción, patogenia, etc. Seocupa tanto de la descripción de las características y los comportamientos de los organismosindividuales como de las especies en su conjunto, así como de la reproducción de los seres vivosy de las interacciones entre ellos y el entorno. De este modo, se ocupa de la estructura y ladinámica funcional comunes a todos los seres vivos con el fin de establecer las leyes generalesque rigen la vida orgánica y los principios explicativos fundamentales de ésta.La palabra «biología» en su sentido moderno parece haber sido introducida independientementepor Gottfried Reinhold Treviranus (Biologie oder Philosophie der lebenden Natur, 1802) y porJean-Baptiste Lamarck (Hydrogéologie, 1802). Generalmente se dice que el término fue acuñadoen 1800 por Karl Friedrich Burdach, aunque se menciona en el título del tercer volumen dePhilosophiae naturalis sive physicae dogmaticae: Geologia, biologia, phytologia generalis etdendrologia, de Michael Christoph Hanov, publicado en 1766.Campos de estudioLa biología es una disciplina científica que abarca un amplio espectro de campos de estudio que,a menudo, se tratan como disciplinas independientes. Juntas, estudian la vida en un amplio campode escalas. La vida se estudia a escala atómica y molecular en la biología molecular, en labioquímica y en la genética molecular. Desde el punto de vista celular, se estudia en la biologíacelular, y a escala pluricelular se estudia en la fisiología, la anatomía y la histología. La rama queestudia el desarrollo o la ontogenia de un organismo individual es la biología del desarrollo.Cuando se amplía el campo a más de un organismo, la genética trata el funcionamiento de laherencia genética de los padres a su descendencia. La ciencia que trata el comportamiento de losgrupos es la etología, esto es, de más de un individuo. La genética de poblaciones observa unapoblación entera y la genética sistemática trata los linajes entre especies. Las poblacionesinterdependientes y sus hábitats se examinan en la ecología y la biología evolutiva. Un nuevocampo de estudio es la astrobiología (o xenobiología), que estudia la posibilidad de la vida másallá de la Tierra.Las clasificaciones de los seres vivos son muy numerosas. Se proponen desde la tradicionaldivisión en dos reinos establecida por Carlos Linneo en el siglo XVII, entre animales y plantas,hasta las propuestas actuales de los sistemas cladísticos con tres dominios que comprenden másde 20 reinos.Historia de la biologíaEl término biología se acuña durante la Ilustración por parte de dos autores (Lamarck yTreviranus) que, simultáneamente, lo utilizan para referirse al estudio de las leyes de la vida. Elneologismo fue empleado por primera vez en Francia en 1802, por parte de Jean-BaptisteLamarck en su tratado de Hidrogeología. Ignoraba que, en el mismo año, el naturalista alemánTreviranus había creado el mismo neologismo en una obra en seis tomos titulada Biología oFilosofía de la naturaleza viva: "la biología estudiará las distintas formas de vida, las condicionesy las leyes que rigen su existencia y las causas que determinan su actividad."No obstante, a pesar de la reciente acuñación del término, la biología tiene una larga historia 3
  4. 4. como disciplina.Principios de la biologíaA diferencia de la física, la biología no suele describir sistemas biológicos en términos de objetosque obedecen leyes inmutables descritas por la matemática. No obstante, se caracteriza por seguiralgunos principios y conceptos de gran importancia, entre los que se incluyen la universalidad, laevolución, la diversidad, la continuidad, la homeóstasis y las interacciones. 4
  5. 5. CADENA TRÓFICA O ALIMENTICIALa cadena trófica, o también conocida como cadena alimentaria, es la corriente de energía ynutrientes que se establece entre las distintas especies de un ecosistema en relación con sunutrición.Niveles tróficos de un ecosistemaEn una biocenosis o comunidad biológica existen: Productores primarios, autótrofos, que utilizando la energía solar (fotosíntesis) o reacciones químicas minerales (quimiosíntesis) obtienen la energía necesaria para fabricar materia orgánica a partir de nutrientes inorgánicos. Consumidores, heterótrofos, que producen sus componentes a partir de la materia orgánica procedente de otros seres vivos. Las especies consumidoras pueden ser, si las clasificamos por la modalidad de explotación del recurso : Predadores y pecoreadores. Organismos que ingieren el cuerpo de sus presas, entero o en parte. Esta actividad puede llamarse y se llama a veces predación, pero es más común ver usado este término sólo para la actividad de los carnívoros, es decir, los consumidores de segundo orden o superior (ver más abajo). Descomponedores y detritívoros. Los primeros son aquellos organismos saprotrofos, como bacterias y hongos, que aprovechan los residuos por medio de digestión externa seguida de absorción (osmotrofia). Los detritívoros son algunos protistas y pequeños animales, que devoran (fagotrofia) los residuos sólidos que encuentran en el suelo o en los sedimentos del fondo, así como animales grandes que se alimentan de cadáveres, que es a los que se puede llamar propiamente carroñeros. Parásitos y comensales. Los parásitos pueden ser depredados, como lo son los pulgones de las plantas por mariquitas, o los parásitos de los grandes herbívoros africanos, depredados por picabueyes y otras aves. Los parásitos suelen a su vez tener sus propios parásitos, de manera que cada parásito primario puede ser la base de una cadena trófica especial de parásitos de distintos órdenes. Si examinamos el nivel trófico más alto de entre los organismos explotados por una especie, atribuiremos a ésta un orden en la cadena de transferencias, según el número de términos que tengamos que contar desde el principio de la cadena: Consumidores primarios, los fitófagos o herbívoros. Devoran a los organismos autótrofos, principalmente plantas o algas, se alimentan de ellos de forma parásita, como hacen por ejemplo los pulgones, son comensales o simbiontes de plantas, como las abejas, o se especializan en devorar sus restos muertos, como los ácaros oribátidos o los milpiés. Consumidores secundarios, los zoófagos o carnívoros, que se alimentan directamente de consumidores primarios, pero también los parásitos de los 5
  6. 6. herbívoros, como por ejemplo el ácaro Varroa, que parasitiza a las abejas. Consumidores terciarios, los organismos que incluyen de forma habitual consumidores secundarios en su fuente de alimento. En este capítulo están los animales dominantes en los ecosistemas, sobre los que influyen en una medida muy superior a su contribución, siempre escasa, a la biomasa total. En el caso de los grandes animales cazadores, que consumen incluso otros depredadores, les corresponde ser llamados superpredadores (o superdepredadores). En ambientes terrestres son, por ejemplo, las aves de presa y los grandes felinos y cánidos. Éstos siempre han sido considerados como una amenaza para los seres humanos, por padecer directamente su predación o por la competencia por los recursos de caza, y han sido exterminados de manera a menudo sistemática y llevados a la extinción en muchos casos. En este capítulo entrarían también, además de los predadores, los parásitos y comensales de los carnívoros.En realidad puede haber hasta seis o siete niveles tróficos de consumidores, rara vez más,formando como hemos visto no sólo cadenas basadas en la predación o captura directa, sino en elparasitismo, el mutualismo, el comensalismo o la descomposición.Es de notar que en muchas especies distintas, categorías de individuos pueden tener diferentesmaneras de nutrirse, que en algunos casos las situarían en distintos niveles tróficos. Por ejemplolas moscas de la familia Sarcophagidae, son recolectoras de néctar y otros líquidos azucaradosdurante su vida adulta, pero mientras son queresas (larvas) su alimentación típica es a partir decadáveres (están entre los ―gusanos‖ que se desarrollan durante la putrefacción). Los anuros(ranas y sapos) adultos son carnívoros, pero sus larvas, los renacuajos, roen las piedras paraobtener algas. En los mosquitos (fam. Culicidae) las hembras son parásitas hematófagas deanimales, pero los machos emplean su aparato bucal picador para alimentarse de savia vegetal.Pirámides tróficasLa pirámide trófica es una forma especialmente abstracta de describir la circulación de energíaen la biocenosis y la composición de ésta. Se basa en la representación desigual de los distintosniveles tróficos en la comunidad biológica, porque siempre es más la energía movilizada y labiomasa producida por unidad de tiempo, cuanto más bajo es el nivel trófico.También se suele manifestar este fenómeno indirectamente cuando se censan o recuentan losindividuos de cada nivel, pero aquí las excepciones son más frecuentes y tienen que ver con lasgrandes diferencias de tamaño entre los organismos y con los distintos tiempos de generación, 6
  7. 7. dando lugar a pirámides invertidas. Así en algunos ecosistemas los miembros de un nivel tróficopueden ser mucho más voluminosos y/o de ciclo vital más largo que los que dependen de ellos.Es el caso que observamos por ejemplo en muchas selvas ecuatoriales donde los productoresprimarios son grandes árboles y los principales fitófagos son hormigas; en un caso así el númeromás pequeño lo presenta el nivel trófico más bajo. También se invierte la pirámide de efectivoscuando las biomasas de los miembros consecutivos son semejantes, pero el tiempo de generaciónes mucho más breve en el nivel trófico inferior; un caso así puede darse en ecosistemas acuáticosdonde los productores primarios son cianobacterias o nanoprotistas.CICLO DEL CARBONOEs básico en la formación de las moléculas de carbohidratos, lípidos, proteínas y ácidos nucléicospues todas las moléculas orgánicas están formadas por cadenas de carbonos enlazados entre sí.Es un elemento químico de número atómico 6 y símbolo C. Es sólido a temperatura ambiente.Dependiendo de las condiciones de formación, puede encontrarse en la naturaleza en distintasformas alotrópicas, carbono amorfo y cristalino en forma de grafito o diamante. Es el pilar básicode la química orgánica. Se conocen cerca de 10 millones de compuestos de carbono, y formaparte de todos los seres vivos conocidos.CicloLa reserva fundamental de carbono, en moléculas de CO2 que los seres vivos puedan asimilar, esla atmósfera y la hidrosfera. Este gas está en la atmósfera en una concentración de más del 0,03%y cada año aproximadamente un 5% de estas reservas de CO2 se consumen en los procesos defotosíntesis, es decir que todo el anhídrido carbónico se renueva en la atmósfera cada 20 años.La vuelta de CO2 a la atmósfera se hace cuando en la respiración los seres vivos oxidan losalimentos produciendo CO2. En el conjunto de la biosfera la mayor parte de la respiración lahacen las raíces de las plantas y los organismos del suelo y no, como podría parecer, los animalesmás visibles.Los seres vivos acuáticos toman el CO2 del agua. La solubilidad de este gas en el agua es muysuperior a la del aire.Tipos de ciclosEl ciclo del carbono (CO2) es la sucesión de transformaciones que sufre el carbono a lo largo deltiempo. Es un ciclo biogeoquímico de gran importancia para la regulación del clima de la Tierra,y en él se ven implicadas actividades básicas para el sostenimiento de la vida. El ciclo comprendedos ciclos que se suceden a distintas velocidades.Ciclo biogeoquímicoRegula la transferencia de carbono entre la atmósfera y la litosfera (océanos y suelo). El CO2atmosférico se disuelve con facilidad en agua, formando ácido carbónico que ataca los silicatosque constituyen las rocas, resultando iones bicarbonato. Estos iones disueltos en agua alcanzan elmar, son asimilados por los animales para formar sus tejidos, y tras su muerte se depositan en lossedimentos. El retorno a la atmósfera se produce en las erupciones volcánicas tras la fusión de las 7
  8. 8. rocas que lo contienen. Este último ciclo es de larga duración, al verse implicados losmecanismos geológicos. Además, hay ocasiones en las que la materia orgánica queda sepultadasin contacto con el oxígeno que la descomponga, produciéndose así la fermentación que lotransforma en carbón, petróleo y gas natural.AlmacenamientoEl almacenamiento del carbono en los depósitos fósiles supone en la práctica una rebaja de losniveles atmosféricos de dióxido de carbono. Si éstos depósitos se liberan, como se viene haciendodesde tiempo inmemorial con el carbón, o más recientemente con el petróleo y el gas natural; elciclo se desplaza hacia un nuevo equilibrio en el que la cantidad de CO2 atmosférico es mayor;más aún si las posibilidades de reciclado del mismo se reducen al disminuir la masa boscosa yvegetal.ExplotaciónLa explotación de combustibles fósiles para sustentar las actividades industriales y de transporte(junto con la deforestación) es hoy día una de las mayores agresiones que sufre el planeta, con lasconsecuencias por todos conocidas: cambio climático (por el efecto invernadero), desertificación,etc. La cuestión ha sido objeto del Convenio sobre cambio climático aprobado en Nueva York el9 de mayo de 1992 y suscrito en la cumbre de Río (Río de Janeiro, 11 de junio de 1992).CICLO DEL NITRÓGENOEl ciclo del nitrógeno es cada uno de los procesos biológicos y abióticos en que se basa el 8
  9. 9. suministro de este elemento a los seres vivos. Es uno de los ciclos biogeoquímicos importantesen que se basa el equilibrio dinámico de composición de la biosfera.EfectosLos seres vivos cuentan con una gran proporcion de nitrogeno en su composición quimica. Esteelemento forma parte estructural de las proteinas y de los acidos nucleicos. Éste se encuentra enel aire en grandes cantidades (78% en volumen) pero en esta forma sólo es accesible a unconjunto muy restringido de formas de vida, como las cianobacterias y las azotobacteriáceas. Losorganismos fotoautótrofos (plantas o algas) requieren por lo general nitrato (NO3–) como formade ingresar su nitrógeno; los heterótrofos (p. ej. los animales) necesitan el nitrógeno ya reducido,en forma de radicales amino, que es como principalmente se presenta en la materia viva. El ciclotiene algo en comun que las plantas hablan con su retraccion de su elemento principal del L3 delos organismos esterilizados de la materia.ProcesosLos organismos autótrofos requieren típicamente un suministro de nitrógeno en forma de nitrato(NO3–), mientras que los heterótrofos lo necesitan en forma de grupos amino (-NH2), y lo tomanformando parte de la composición de distintas biomoléculas en sus alimentos. Los autótrofosreducen el nitrógeno oxidado que reciben como nitrato (NO3–) a grupos amino, reducidos(asimilación). Para volver a contar con nitrato hace falta que los descomponedores lo extraigande la biomasa dejándolo en la forma reducida de ion amonio (NH4+), proceso que se llamaamonificación; y que luego el amonio sea oxidado a nitrato, proceso llamado nitrificación.Así parece que se cierra el ciclo biológico esencial. Pero el amonio y el nitrato son sustanciasextremadamente solubles, que son arrastradas fácilmente por la escorrentía y la infiltración, loque tiende a llevarlas al mar. Al final todo el nitrógeno atmosférico habría terminado, tras suconversión, disuelto en el mar. Los océanos serían ricos en nitrógeno, pero los continentesestarían prácticamente desprovistos de él, convertidos en desiertos biológicos, si no existieranotros dos procesos, mutuamente simétricos, en los que está implicado el nitrógeno atmosférico(N2). Se trata de la fijación de nitrógeno, que origina compuestos solubles a partir del N2, y ladesnitrificación, una forma de respiración anaerobia que devuelve N2 a la atmósfera. De estamanera se mantiene un importante depósito de nitrógeno en el aire (donde representa un 78% envolumen).Fijación de nitrógenoLa fijación de nitrógeno es la conversión del nitrógeno del aire (N2) a formas distintassusceptibles de incorporarse a la composición del suelo o de los seres vivos, como el ion amonio(NH4+) o los iones nitrito (NO2–) o nitrato (NO3–); y también su conversión a sustanciasatmosféricas químicamente activas, como el dióxido de nitrógeno (NO2), que reaccionanfácilmente para originar alguna de las anteriores. Fijación abiótica. La fijación natural puede ocurrir por procesos químicos espontáneos, como la oxidación que se produce por la acción de los rayos, que forma óxidos de nitrógeno a partir del nitrógeno atmosférico. Fijación biológica de nitrógeno. Es un fenómeno fundamental que depende de la 9
  10. 10. habilidad metabólica de unos pocos organismos, llamados diazotrofos en relación a esta habilidad, para tomar N2 y reducirlo a nitrogeno orgánico: N2 + 8H+ + 8e− + 16 ATP → 2NH3 + H2 + 16ADP + 16 PiLa fijación biológica la realizan tres grupos de microorganismos diazotrofos: Bacterias gramnegativas de vida libre en el suelo, de géneros como Azotobacter, Klebsiella o el fotosintetizador Rhodospirillum, una bacteria purpúrea. Bacterias simbióticas de algunas plantas, en las que viven de manera generalmente endosimbiótica en nódulos, principalmente localizados en las raíces. Hay multitud de especies encuadradas en el género Rhizobium, que guardan una relación muy específica con el hospedador, de manera que cada especie alberga la suya. Cianobacterias de vida libre o simbiótica. Las cianobacterias de vida libre son muy abundantes en el plancton marino y son los principales fijadores en el mar. Además hay casos de simbiosis, como el de la cianobacteria Anabaena en cavidades subestomáticas de helechos acuáticos del género Azolla, o el de algunas especies de Nostoc que crecen dentro de antoceros y otras plantas.AmonificaciónLa amonificación es la conversión a ion amonio del nitrógeno que en la materia viva apareceprincipalmente como grupos amino (-NH2) o imino (-NH-). Los animales, que no oxidan elnitrógeno, se deshacen del que tienen en exceso en forma de distintos compuestos. Los acuáticosproducen directamente amoníaco (NH3), que en disolución se convierte en ion amonio.Los terrestres producen urea, (NH2)2CO, que es muy soluble y se concentra fácilmente en laorina; o compuestos nitrogenados insolubles como la guanina y el ácido úrico, que son purinas, yésta es la forma común en aves o en insectos y, en general, en animales que no disponen de unsuministro garantizado de agua. El nitrógeno biológico que no llega ya como amonio al sustrato,la mayor parte en ecosistemas continentales, es convertido a esa forma por la acción demicroorganismos descomponedores. 10
  11. 11. NitrificaciónLa nitrificación es la oxidación biológica del amonio a nitrato por microorganismos aerobios queusan el oxígeno molecular (O2) como aceptor de electrones, es decir, como oxidante. A estosorganismos el proceso les sirve para obtener energía, al modo en que los heterótrofos laconsiguen oxidando alimentos orgánicos a través de la respiración celular. El C lo consiguen delCO2 atmosférico, así que son organismos autótrofos. El proceso fue descubierto por SergeiVinogradski y en realidad consiste en dos procesos distintos, separados y consecutivos, realizadospor organismos diferentes: Nitrosación. Partiendo de amonio se obtiene nitrito (NO2–). Lo realizan bacterias de, entre otros, los géneros Nitrosomonas y Nitrosococcus. Nitratación. Partiendo de nitrito se produce nitrato (NO3–). Lo realizan bacterias del género Nitrobacter.La combinación de amonificación y nitrificación devuelve a una forma asimilable por las plantas,el nitrógeno que ellas tomaron del suelo y pusieron en circulación por la cadena trófica.DesnitrificaciónLa desnitrificación es la reducción del ion nitrato (NO3–), presente en el suelo o el agua, anitrógeno molecular o diatómico (N2) la sustancia más abundante en la composición del aire. Porsu lugar en el ciclo del nitrógeno este proceso es el opuesto a la fijación del nitrógeno.Lo realizan ciertas bacterias heterótrofas, como Pseudomonas fluorescens, para obtener energía.El proceso es parte de un metabolismo degradativo de la clase llamada respiración anaerobia, enla que distintas sustancias, en este caso el nitrato, toman el papel de oxidante (aceptor deelectrones) que en la respiración celular normal o aerobia corresponde al oxígeno (O2). Elproceso se produce en condiciones anaerobias por bacterias que normalmente prefieren utilizar eloxígeno si está disponible.El proceso sigue unos pasos en los que el átomo de nitrogeno se encuentra sucesivamente bajo lassiguientes formas:nitrato → nitrito → óxido nítrico → óxido nitroso → nitrógeno molecularExpresado como reacción redox:2NO3- + 10e- + 12H+ → N2 + 6H2OComo se ha dicho más arriba, la desnitrificación es fundamental para que el nitrógeno vuelva a laatmósfera, la única manera de que no termine disuelto íntegramente en los mares, dejando sinnutrientes a la vida continental. Sin él la fijación de nitrógeno, abiótica y biótica, habríaterminado por provocar la depleción (eliminación) del N2 atmosférico.La desnitrificación es empleada, en los procesos técnicos de depuración controlada de aguasresiduales, para eliminar el nitrato, cuya presencia favorece la eutrofización y reduce lapotabilidad del agua, porque se reduce a nitrito por la flora intestinal, y éste es cancerígeno. 11
  12. 12. ENFERMEDADLa enfermedad es un proceso y el status consecuente de afección de un ser vivo, caracterizadopor una alteración de su estado ontológico de salud. El estado y/o proceso de enfermedad puedeser provocado por diversos factores, tanto intrínsecos como extrínsecos al organismo enfermo:estos factores se denominan noxas (del griego nósos: «enfermedad», «afección de la salud»).La salud y la enfermedad son parte integral de la vida, del proceso biológico y de lasinteracciones medioambientales y sociales. Generalmente, se entiende a la enfermedad como unaentidad opuesta a la salud, cuyo efecto negativo es consecuencia de una alteración odesarmonización de un sistema a cualquier nivel (molecular, corporal, mental, emocional,espiritual, etc.) del estado fisiológico y/o morfológico considerados como normales, equilibradoso armónicos (cf. homeostasis).Por definición, existe una sola enfermedad, pero la caracterización e identificación de variadosprocesos y estados diferentes de la salud, ha llevado a la discriminación de un universo deentidades distintas (entidades nosológicas), muchas de ellas son entendidas estrictamente comoenfermedades, pero otras no (cf. síndrome, entidad clínica y trastorno). De esta forma, lasenfermedades y procesos sucedáneos y análogos, son entendidas como categorías determinadaspor la mente humana.Las enfermedades que afectan a las plantas y demás géneros botánicos conciernen a laFitopatología, las patologías que afectan a los animales son dominio de la Ciencia Veterinaria. Laenfermedad humana es el núcleo organizador de la Ciencia Médica, pues gran parte delconocimiento médico está orientado hacia la enfermedad y a su solución.Estrictamente (dentro del campo médico), las enfermedades son objeto de estudio de la Patología(del griego παθος: «afección», «sufrimiento») que investiga las características propias de cadaentidad, sus componentes y el proceso que desarrollan, en relación con la evidenciamorfofisiológica que se imprime en la biología del organismo enfermo. Sin embargo, es laNosología la disciplina encargada de gobernar la definición y clasificación de las diversasenfermedades según una normativa basada en la caracterización e identificación de loscomponentes y funciones que definen cada entidad nosológica como algo único y discernible delresto. Así, son estudiadas en un contexto más amplio, comparativo, y sistemático, dentro de unesquema global de la patología.Definición de enfermedad No existe una definición unánime sobre el concepto y significado de la enfermedad, dada sucaracterística polisemia y el contexto multidimensional que abarca; más aún, el devenir históricoha planteado diferentes concepciones sobre este tema. Es imposible dar una definición única sincaer en parcialidades, por lo cual, también se hace necesario contextualizar el concepto de salud.La Medicina aún no posee un concepto general, claro y adecuado de enfermedad... un conceptoque se engarce dentro de una teoría general de salud-enfermedad, que haga uso de condicionanteslógicos y axiomáticos.SinonimiaEl significado de conceptos como la enfermedad, la salud, la vida, etc. son definidos por cadaindividuo de una manera particular según su propio entendimiento y vivencia de tales conceptos.Sin embargo, cabe señalar de manera generalizada, las variaciones semánticas de un término 12
  13. 13. como «enfermedad», que tiene varios sinónimos: 1. Patología. 2. Dolencia. 3. Padecimiento. 4. Mal 5. Daño. 6. Anormalidad. 7. Trastorno. 8. Desorden. 9. Desequilibrio. 10. Alteración. 11. Proceso Mórbido.Conceptos múltiples Es la alteración del estado de la salud normal de un ente biológico individual. Una enfermedad es cualquier trastorno del cuerpo o la mente que puede provocar malestar y/o alteración de las funciones normales. Se aplica también el término enfermedad para hacer referencia a la alteración en el ámbito moral o espiritual respecto de ciertas normas o preceptos. Extensivamente, también puede usarse en referencia a una anomalía dañosa o perjudicial en el funcionamiento de un grupo humano, como una institución, colectividad, etc. Hoy en día, se entiende más la enfermedad como un estado en el que el funcionamiento físico, emocional, intelectual, social, de desarrollo o espiritual de una persona está disminuido o alterado en comparación con la experiencia previa. La enfermedad tiene un efecto multidimensional que afecta múltiples niveles fisiológicos (Potter & Perry). La Organización Mundial de la Salud hace especial hincapié en los factores emocionales y sociales, y así lo hace constar en la CIE-10. Debido a que cada ser humano es único y que el componente emocional y socioambiental se añade al componente físico, siempre se ha dicho que no existen las enfermedades sino los enfermos, por lo que cada persona tiene una forma particular de enfermar (idiosincrasia), que es diferente a otra, a pesar de padecer la misma enfermedad. El límite entre la completa salud y la enfermedad no es preciso. La tendencia social desde la última década del siglo XX es a encuadrar cualquier problema o trastorno de salud como enfermedad; por ejemplo, la alopecia, la impotencia y el sobrepeso. Sin embargo, cabe la aclaración de que determinadas alteraciones o desviaciones de la normalidad pueden no considerarse enfermedades (véase, por ejemplo, los defectos de refracción de la visión). Según el modelo de salud de la enfermera Margaret Newman, «la salud comprende la enfermedad y la no-enfermedad»; así la salud engloba «la enfermedad como manifestación significativa del patrón del todo y se basa en la premisa de que la vida es un proceso continuo de ampliación de la consciencia». 13
  14. 14. Joyce Travelbee, en su modelo de relación de persona a persona define «la enfermedad como una categoría y una clasificación», sin embargo, el término no se usa como definición de una situación de falta de salud, sino más bien como experiencia humana calificable en términos de criterios objetivos (que se manifiestan externamente en el enfermo) y subjetivos (referentes a cómo cada ser humano se percibe a sí mismo como enfermo). Milton Terris plantea que la salud no es un absoluto, sino que es un proceso continuo que puede ir desde la muerte, que sería el máximo de enfermedad, hasta el óptimo de salud. Para Betty Neuman (modelo de los sistemas), «la falta de armonía entre las partes del sistema se considera una enfermedad en diversos grados, que refleja la no satisfacción de las necesidades». Esta concepción muestra las influencias de la Teoría general de sistemas y la Teoría de la Gestalt entre otras. Según Ilich, se entiende el estado de salud como la capacidad de enfrentarse a la enfermedad. El escritor Peter Altenberg expresa que: «La enfermedad es el grito de un alma ofendida», para hacer referencia a la enfermedad como un emergente de un conflicto psicoemocional. Los cuadros patológicos simbolizan misiones y no castigos, es lo que expresa el filósofo francés Blaise Pascal en la frase: «La enfermedad es el lugar donde se aprende».Evolución histórica del conceptoTodo núcleo sociocultural ha desarrollado lineamientos pautados que modelan un paradigma(cosmovisión) en relación con la comprensión de la salud y la enfermedad como conceptos y/oexperiencias, y también sobre la oferta y aceptación de sus tratamientos y métodos de curación.El problema de saber qué es enfermedad es tan antiguo como el génesis de nuestra cultura. Así,las explicaciones míticas fueron probablemente las primeras en intentar dar una respuesta (Peña& Paco, 2002). En la mitología griega, Prometeo robó fuego del cielo (el uso del fuego era sólopara los Dioses), y la humanidad fue castigada por abrir la caja de Pandora. Todas lasenfermedades y penas de la humanidad salieron fuera de la caja. Una de las desgracias y unaforma de sufrimiento fue la enfermedad (Muths). En las religiones antiguas (las clásicasmonoteístas, como el judaísmo, el islamismo o el cristianismo temprano), a menudo se le daba ala enfermedad una razón teogónica. El concepto de enfermedad como castigo divino al mal hacerdel hombre no resultaba infrecuente. La filosofía, caracterizada por su conocimiento máselaborado, racional y crítico, fue segunda en otorgar respuesta; un lúcido esfuerzo lo demuestranlos filósofos naturalistas de Jonia, quienes llegaron a negar la atribución divina (extracorpórea)asignadas por el mito y la religión (Peña & Paco, 2002). El concepto actual de enfermedadcorresponde en esencia a la idea formulada en el siglo XVII por Sydenham, que las concibiócomo entidades reconocibles por manifestaciones características, entre ellas, por una evolución ocurso natural típico.PROTEÍNALas proteínas son macromoléculas formadas por cadenas lineales de aminoácidos. El nombreproteína proviene de la palabra griega πρώτα ("prota"), que significa "lo primero" o del diosProteo, por la cantidad de formas que pueden tomar.Las proteínas desempeñan un papel fundamental en los seres vivos y son las biomoléculas más 14
  15. 15. versátiles y más diversas. Realizan una enorme cantidad de funciones diferentes, entre las quedestacan la enzimática, hormonal, transportadora (hemoglobina), defensiva (anticuerpos),estructural (colágeno), etc. Las proteínas de todo ser vivo están determinadas genéticamente, esdecir, la información genética (genes) determinan qué proteínas tendrá un individuo.CaracterísticasLas proteínas son macromoléculas; son biopolímeros, es decir, están constituidas por grannúmero de unidades estructurales simples repetitivas (monómeros). Debido a su gran tamaño,cuando estas moléculas se dispersan en un disolvente adecuado, forman siempre dispersionescoloidales, con características que las distinguen de las soluciones de moléculas más pequeñas.Por hidrólisis, las moléculas proteínicas son escindidas en numerosos compuestos relativamentesimples, de pequeño peso, que son las unidades fundamentales constituyentes de lamacromolécula. Estas unidades son los aminoácidos, de los cuales existen veinte especiesdiferentes y que se unen entre sí mediante enlaces peptídicos. Cientos y miles de estosaminoácidos pueden participar en la formación de la gran molécula polimérica de una proteína.Todas las proteínas contienen carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno y casi todas poseentambién azufre. Si bien hay ligeras variaciones en diferentes proteínas, el contenido de nitrógenorepresenta, término medio, 16% de la masa total de la molécula; es decir, cada 6,25 g de proteínascontienen 1 g de N. El factor 6,25 se utiliza para estimar la cantidad de proteína existente en unamuestra a partir de la medición de N de la misma.La síntesis proteica es un proceso complejo cumplido por las células según las directrices de lainformación suministrada por los genes.Las proteínas son largas cadenas de aminoácidos unidas por enlaces peptídicos entre el grupocarboxyl (-COOH) y los grupos amino (NH2) de residuos de aminoácido adyacentes. Lasecuencia de aminoácidos en una proteína es definida por un gen y codificada en el códigogenético. Aunque este código genético especifique 21 aminoácidos "estándar" más selenocisteínay - en ciertos Archaea - pirrolisina, los residuos en una proteína a veces químicamente soncambiados en la modificación postraducción: antes de que la proteína puede funcionar en lacélula, o como la parte de mecanismos de control. Las proteínas también pueden trabajar juntospara alcanzar una función particular, y ellos a menudo se asocian para formar complejos estables.FuncionesLas proteínas ocupan un lugar de máxima importancia entre las moléculas constituyentes de losseres vivos (biomoléculas). Prácticamente todos los procesos biológicos dependen de la presenciay/o actividad de este tipo de sustancias. Bastan algunos ejemplos para dar idea de la variedad ytrascendencia de funciones a ellas asignadas. Son proteínas casi todas las enzimas, catalizadoresde reacciones químicas en organismos vivientes; muchas hormonas, reguladores de actividadescelulares; la hemoglobina y otras moléculas con funciones de transporte en la sangre; losanticuerpos, encargados de acciones de defensa natural contra infecciones o agentes extraños; losreceptores de las células, a los cuales se fijan moléculas capaces de desencadenar una respuestadeterminada; la actina y la miosina, responsables finales del acortamiento del músculo durante lacontracción; el colágeno, integrante de fibras altamente resistentes en tejidos de sostén.Estructura 15
  16. 16. Es la manera en cómo se organiza una proteína para adquirir cierta forma, esta comprende cuatroniveles de organización, aunque el cuarto no siempre está presente. Presentan una disposicióncaracterística en condiciones ambientales, si se cambian estas condiciones como temperatura, pH,etc. pierde la conformación y su función, proceso el cual se denomina desnaturalización. Lafunción depende de la conformación y ésta viene determinada por la secuencia de aminoácidos.Conformaciones o niveles estructurales de la disposición tridimensional: Estructura primaria.Estructura secundaria. Nivel de dominio. Estructura terciaria. Estructura cuaternaria. A partir delnivel de dominio sólo las hay globulares.Propiedades de las proteínas Solubilidad: Se mantiene siempre y cuando los enlaces fuertes y débiles estén presentes. Si se aumenta la temperatura y el pH, se pierde la solubilidad. Capacidad Electrolítica: Se determina a través de la electrólisis, en la cual si las proteínas se trasladan al polo positivo es porque su radical tiene carga negativa y viceversa. Especificidad: Cada proteína tiene una función específica que está determinada por su estructura primaria. Amortiguador de pH: (conocido como efecto tampón)Actúan como amortiguadores de pH debido a su caracter anfotero, es decir, pueden comportarse como ácidos (soltando electrones(e-)) o como bases (tomando electrones).SEGMENTOS Y CAVIDADESLa cabeza se divide en dos porciones: el cráneo abarca la parte posterior y superior de la cabeza,formado por por 8 huesos: (1) frontal, (2) temporales, (2) parietales, (1) etmoides, (1) occipital y(1) esfenoides. La parte anterior de la cabeza, está constituida por la cara formada por lossiguientes huesos: (2) maxilares superiores, (2) malares, (2) unguis o lagrimales, (2) palatinos, (1)vómer, (1) mandíbula, (2) huesos propios de la nariz y (2) cornetes inferiores. Finalmente, elcuello permite la articulación de la cabeza con el resto del cuerpo a través de la columna vertebralformada por 34 vértebras.Las cavidades que se encuentran en este segmento son: la craneal que protege al cerebro y otrosórganos del sistema nervioso central y la cavidad vertebral rodeada por las vértebras y sobre elladescansa la médula espinal, encargada de la transmisión de los impulsos. 16
  17. 17. Se encuentra constituido por: el Tórax ubicado en la parte anterior y media del cuerpo, formadopor las costillas, esternón, las clavículas y la columna vertebral, forma la caja torácica quecontiene al corazón, los pulmones, la tráquea y el árbol bronquial, esófago, vasos y arteriasimportantes.También encontramos al abdomen ubicado en la parte media y anterior del cuerpo y se encuentraseparado del tórax gracias al músculo diafragma, en su interior se encuentra un hueco que recibeel nombre de cavidad abdominal y contiene al estómago, hígado, vesícula biliar, el bazo, elpáncreas, al duodeno (primera porción del intestino delgado) y a los riñones.Por último encontramos al segmento de la pelvis que se localiza en la parte anterior e inferior delcuerpo, y forma a la cavidad pélvica, se encuentra rodeada por músculos muy fuertes en su parteanterior y por la parte posterior por la última porción de la columna vertebral, en su interior seencuentran los intestinos delgado y grueso, la vejiga urinaria, el recto y ano, así como los órganosreproductores.Las dividimos en superiores o torácicas reciben este nombre por que se encuentran articuladascon el tronco y se le conocen 3 porciones: Brazo formado por el húmero y se articula con laclavícula y el omóplato; el antebrazo, formado por el radio y cúbito, y; la mano, formada por 27huesos, divididos en tres grupos: (8) carpos, (5) metacarpos, (14) falanges, tres por cada dedo, aexcepción del pulgar que tiene dos.Y las extremedidas inferiores o pélvicas como su nombre lo indica se encuentran articuladas a lapelvis y se dividen en 3 porciones: Muslo, formado por el fémur y se articula con la pelvis; lapierna que está formada por la tibia y el peroné, y; el pie que está formado por 26 huesosdivididos en tres grupos: (7) tarso, (5) metatarsos y (14) falanges distribuidas de igual forma queen la mano. 17
  18. 18. EXTINCIÓNEn biología y ecología, la extinción es la desaparición de una especie o grupo de especies (estambién aquella que ha desaparecido a causa de la actividad humana).Una especie se extingue a partir del momento en que muere el último individuo de esa especie.En las especies que se reproducen sexualmente, la extinción es generalmente inevitable cuandosólo queda un individuo de la especie, o únicamente individuos del mismo sexo. La extinción esun fenómeno relativamente frecuente en la historia de la Tierra (en términos del tiempogeológico). Hay que tener en cuenta que desde el inicio de la vida, aproximadamente el 99% delas especies animales terrestres han desaparecido.Actualmente, muchos grupos ambientales y gobiernos se preocupan por la extinción de especiesdebido a la intervención del hombre. Algunas de las razones para la extinción incluyen lapersecución directa, la contaminación, la destrucción de su hábitat, la introducción de nuevosdepredadores.Extinto es aplicable a un organismo cuando ha desaparecido y, al menos durante 30 años, no haaparecido o dado muestras de reaparición.El término "extinción" se refiere normalmente a la desaparición del último individuo de unadeterminada especie; sin embargo, en su concepto científico más acertado, la extinción seproduce en el momento en que en una especie solo restan individuos del mismo sexo. Es decir,una especie estará extinguida aun cuando resten 300.000 ejemplares, siempre y cuando todossean machos, o todas hembras, ya que en este caso su reproducción natural es imposible. El linceibérico, por ejemplo, es un ejemplar en peligro de extinción porque se hace difícil sureproducción progresiva debido al escaso número de hembras que existen.En la historia de la vida sobre la Tierra se cuentan seis extinciones masivas. En ellas muchasespecies desaparecieron en un período de tiempo geológico relativamente corto. En el másreciente de ellos, la extinción masiva del Cretácico-Terciario de hace 65 millones de años al finaldel período cretáceo desaparecieron de la Tierra los dinosaurios. Se piensa que algunas de estasextinciones pudieron deberse al impacto de asteroides o la acción de supervolcanes.Probablemente la mayor extinción masiva ocurrió hace aproximadamente 250 millones de años, afinales del período Pérmico. Esta extinción no fue instantánea, sino que sucedió a lo largo deunos 80.000 años y se cree que diversos factores le dieron origen: gigantescas erupcionesvolcánicas en la región de Siberia comenzaron un proceso de efecto invernadero que elevó lastemperaturas del planeta unos 5 grados, suficiente para eliminar a varias especies de la flora yfauna. Posteriormente un gigantesco asteroide, de unos 15 km de diámetro, impactó la Tierra. Laenergía del choque y el material despedido a la atmósfera aumentó aún más el efecto invernadero.Muchas más especies fueron eliminadas. Finalmente, el incremento de la temperatura de losocéanos en unos 10 grados provocó la evaporación de gas metano congelado naturalmente en lasprofundidades marinas. Esto liberó enormes cantidades de gas carbono 12 a la atmósfera. Todoesto generó un gran cambio climático que, después de 80.000 años, provocó la eliminación del95% de la vida terrestre y marina, abriendo las puertas a la evolución de los dinosaurios.La mayoría de los biólogos piensan que estamos a las puertas de una nueva extinción masiva, la 18
  19. 19. séptima, que estaría causada principalmente por el hombre: la extinción holocena. Sin embargo,el hecho de ser algo actual impide ver el problema con la debida perspectiva histórica, por lo quehay disparidad de opiniones al respecto.La extinción es para siempreEsta afirmación se ha puesto recientemente en duda debido a los intentos traer a la vida especiesextintas gracias a la clonación. Los primeros intentos se han dirigido hacia el mamut y el tilacinode Australia, sin embargo, no se han obtenido resultados hasta ahora. En determinadas especies el fin no se produce, debido a la falta de alguno de los sexos, ya que la especie tiene un único género. Recordemos que los machos de la clase vertebrados tienen un cromosoma "X" y uno "Y" y las hembras dos cromosomas "XX". Inicialmente el cromosoma "Y" del género masculino en los vertebrados era del mismo tamaño que el "X", pero a través del tiempo redujo su tamaño a su funcionalidad. Como ejemplos tenemos: lagarto cola de látigo (ver Partenogénesis); La forma masculina de esta especie desapareció. Así, el lagarto cola de látigo hembra se reproduce asexualmente, debido a que ya no existe el cromosoma "Y" del macho, todas las crías van a ser hembras. Otra especie hembra de lagartija, perteneciente al área balcánica, se reproduce con machos de especies emparentadas, produciendo por geitonogamia, hembras también.Dado el poco éxito que se ha tenido con la clonación de especies vivientes, la extinción siguesiendo un evento definitivo. 19
  20. 20. MUTACIÓNEn genética y biología, la mutación es una alteración o cambio en la información genética(genotipo) de un ser vivo y que, por lo tanto, va a producir un cambio de características, que sepresenta súbita y espontáneamente, y que se puede transmitir o heredar a la descendencia. Launidad genética capaz de mutar es el gen que es la unidad de información hereditaria que formaparte del ADN. En los seres multicelulares, las mutaciones sólo pueden ser heredadas cuandoafectan a las células reproductivas. Una consecuencia de las mutaciones puede ser unaenfermedad genética, sin embargo, aunque en el corto plazo puede parecer perjudicial, a largoplazo las mutaciones son esenciales para nuestra existencia. Sin mutación no habría cambio y sincambio la vida no podría evolucionar.DefiniciónLa definición que en su obra de 1901 "The Mutation Theory" Hugo De Vries dio de la mutación(del latín mutare = cambiar) era la de cualquier cambio heredable en el material hereditario queno se puede explicar mediante segregación o recombinación. Más tarde se descubrió que lo queDe Vries llamó mutación en realidad eran más bien recombinaciones entre genes.La definición de mutación a partir del conocimiento de que el material hereditario es el ADN y dela propuesta de la doble hélice para explicar la estructura del material hereditario (Watson yCrick, 1953), sería que una mutación es cualquier cambio en la secuencia de nucleótidos delADN.La mutación es la fuente primaria de variabilidad genética en las poblaciones, mientras que larecombinación al crear nuevas combinaciones a partir de las generadas por la mutación, es lafuente secundaria de variabilidad genética.Mutación somática y mutación en la línea germinal Mutación somática: es la que afecta a las células somáticas del individuo. Como consecuencia aparecen individuos mosaico que poseen dos líneas celulares diferentes con distinto genotipo. Una vez que una célula sufre una mutación, todas las células que derivan de ella por divisiones mitóticas heredarán la mutación (herencia celular). Un individuo mosaico originado por una mutación somática posee un grupo de células con un genotipo diferente al resto, cuanto antes se haya dado la mutación en el desarrollo del individuo mayor será la proporción de células con distinto genotipo. En el supuesto de que la mutación se hubiera dado después de la primera división del cigoto (en estado de 20
  21. 21. dos células), la mitad de las células del individuo adulto tendrían un genotipo y la otra mitad otro distinto. Las mutaciones que afectan solamente a las células de la línea somática no se transmiten a la siguiente generación. Mutaciones en la línea germinal: son las que afectan a las células productoras de gametos apareciendo, de este modo, gametos con mutaciones. Estas mutaciones se transmiten a la siguiente generación y tienen una mayor importancia desde el punto de vista evolutivo.Tipos de mutación según sus consecuenciasLas consecuencias fenotípicas de las mutaciones son muy variadas, desde grandes cambios hastapequeñas diferencias tan sutiles que es necesario emplear técnicas muy elaboradas para sudetección.Mutaciones morfológicasAfectan a la morfología del individuo, a su distribución corporal. Modifican el color o la formade cualquier órgano de un animal o de una planta. Suelen producir malformaciones. Un ejemplode una mutación que produce malformaciones en humanos es aquella que determina laneurofibromatosis. Esta es una enfermedad hereditaria, relativamente frecuente (1 en 3.000individuos), producida por una mutación en el cromosoma 17 y que tiene una penetrancia del100% y expresividad variable. Sus manifestaciones principales son la presencia deneurofibromas, glioma del nervio óptico, manchas cutáneas de color café con leche, hamartomasdel iris, alteraciones óseas (displasia del esfenoide, adelgazamiento de la cortical de huesoslargos). Con frecuencia hay retardo mental y macrocefalia.Mutaciones letales y deletéreasSon las que afectan la supervivencia de los individuos, ocasionándoles la muerte antes dealcanzar la madurez sexual. Cuando la mutación no produce la muerte, sino una disminución dela capacidad del individuo para sobrevivir y/o reproducirse, se dice que la mutación es deletérea.Este tipo de mutaciones suelen producirse por cambios inesperados en genes que son esenciales oimprescindibles para la supervivencia del individuo. En general las mutaciones letales sonrecesivas, es decir, se manifiestan solamente en homocigosis o bien, en hemicigosis para aquellosgenes ligados al cromosoma X en humanos, por ejemplo.Mutaciones condicionalesSon aquellas que sólo presentan el fenotipo mutante en determinadas condiciones ambientales(denominadas condiciones restrictivas), mostrando la característica silvestre en las demáscondiciones del medio ambiente (condiciones permisivas). Un ejemplo es la mutación Curly enDrosophila melanogaster que se manifiesta como las puntas de las alas del insecto curvadas haciaarriba. A temperaturas permisivas de 20 a 25ºC (las cuales son, por otro lado, las típicas delcultivo de este organismo) las moscas homocigóticas para el factor Curly no se diferencian de lasmoscas normales. No obstante, bajo condiciones restrictivas de temperaturas menores a 18ºC, lasmoscas Curly manifiestan su fenotipo mutante. 21
  22. 22. Mutaciones bioquímicas o nutritivasSon los cambios que generan una pérdida o un cambio de alguna función bioquímica como, porejemplo, la actividad de una determinada enzima. Se detectan ya que el organismo que presentaesta mutación no puede crecer o proliferar en un medio de cultivo por ejemplo, a no ser que se lesuministre un compuesto determinado. Los microorganismos constituyen un material de elecciónpara estudiar este tipo de mutaciones ya que las cepas silvestres solo necesitan para crecer unmedio compuesto por sales inorgánicas y una fuente de energía como la glucosa. Ese tipo demedio se denomina mínimo y las cepas que crecen en él se dicen prototróficas. Cualquier cepamutante para un gen que produce una enzima perteneciente a una vía metabólica determinada,requerirá que se suplemente el medio de cultivo mínimo con el producto final de la via o rutametabólica que se encuentra alterada. Esa cepa se llama auxotrófica y presenta una mutaciónbioquímica o nutritiva.Mutaciones de pérdida de funciónCuando desaparece alguna función. Suelen ser recesivas.Mutaciones de ganancia de funciónCuando ocurre un cambio en el ADN, lo más normal es que corrompa algún proceso normal delser vivo. Sin embargo, existen raras ocasiones donde una mutación puede producir una nuevafunción al gen, generando un fenotipo nuevo. Si ese gen mantiene la función original, o si se tratade un gen duplicado, puede dar lugar a un primer paso en la evolución. 22
  23. 23. ADAPTACIÓN BIOLÓGICA Una adaptación biológica en una estructura anatómica, es un proceso fisiológico o un rasgo del comportamiento de un organismo que ha evolucionado durante un período de tiempo mediante selección natural de tal manera que incrementa sus expectativas a largo plazo para reproducirse con éxito. El término adaptación también se utiliza ocasionalmente como sinónimo de selección natural, aunque la mayoría de los biólogos no está de acuerdo con este uso. Es importante tener presente que las variaciones adaptativas no surgen como respuestas al entorno sino como resultado de la deriva genética. Selección natural El concepto fue introducido por Charles Darwin a través de su teoría de selección natural, que describe el desarrollo de las especies como producto de la interacción con el entorno ecológico. Como resultado de esta interacción, tienden a persistir los patrones genéticos que proporcionan a los individuos las características más adecuadas para la supervivencia en el medio ambiente en el cual habitan.Las adaptaciones son mecanismos mediante los cuales los organismos no hacen frente a lastensiones y presiones de muchas cosas. Los organismos que se adaptan a su ambiente no soncapaces de: obtener aire, agua, comida y nutrientes. hacer frente a las condiciones físicas como la temperatura y la luz. defenderse de sus enemigos naturales y predadores. reproducirse. responder a los cambios en su entorno. 23
  24. 24. seguir transmitiendo la característica adquirida de sus progenitores para que la adaptación sea cada vez más constante.Todo lo explicado anteriormente es especificamente aplicado a la biologia funcional.Tipos de adaptaciónHay 3 tipos de adaptación al medio: Morfológica o estructural: Como la sustitución de hojas por espinas en los cactus para evitar la pérdida de agua. Fisiológica o funcional: Como las glándulas de sal en las iguanas marinas para eliminar el exceso de sal en su cuerpo. Etológica o de comportamiento: Como la danza de cortejo de muchas aves, para atraer a la hembra y reproducirse.Adaptación en depredadoresExisten variedades de tipos de adaptaciones en los depredadores, pero hay tres específicas queson:El camuflaje.- Es la adopción evolutiva por parte de un organismo de un aspecto parecido almedio que le rodea con el fin de pasar desapercibido para los posibles depredadores. Ejemplos: Insecto hoja. Algunas Mantis Religiosas. Mariposas Diurnas. Palote. Camaleón. Polilla.La velocidad.- Es el fenómeno morfológico que beneficia a los depredadores para perseguir a supresa. Ejemplos: El leopardo. El tigre. El chita o guepardo.Secreción de sustancias.- Fenómeno morfológico que le sirve a los depredadores para envenenara sus víctimas para evitar que se escapen o a las víctimas para defenderse de sus posiblesdepredadores. Ejemplos: La cobra y la aspid. La serpiente (aunque no todas son venenosas). Sapos venenosos del Amazonas. 24
  25. 25. EMBRIOLOGÍALa embriología es la rama de la biología que se encarga de estudiar la morfogénesis, eldesarrollo embrionario y nervioso desde la gametogénesis hasta la formación adulta de los seresvivos. La formación y el desarrollo de un embrión es conocido como embriogénesis. Se trata deuna disciplina ligada a la anatomía e histología.El desarrollo de un embrión se inicia con la fecundación, que origina la formación del cigoto.Cuando finaliza este proceso, durante el cual se generan todas las principales estructuras yórganos de la criatura, el embrión pasa a llamarse feto.Historia de la embriologíaDe Aristóteles a 1750Hasta 1750 el conocimiento en torno al desarrollo animal estuvo fundamentalmente marcado porAristóteles y por algunos naturalistas de los siglos XVI y XVII como Hieronymus Frabricius abAquapendente, William Harvey y Marcello Malpighi. Sin embargo, todos estos trabajos estaban 25
  26. 26. limitados por el hecho de que las descripciones correspondían siempre a etapas tardías deldesarrollo, lo que no permitía dilucidar el clásico debate entre preformacionistas y epigenetistas.Segunda mitad del siglo XVIIIA lo largo de la segunda mitad del siglo XVIII, varios autores dieron un nuevo impulso a laembriología: Victor Albrecht von Haller, Lazzaro Spallanzani y Caspar Friedrich Wolff.Los inicios del siglo XIX y el triunfo del epigenetismoA partir del siglo XIX, la idea de la epigénesis comienza a imponerse entre los naturalistas. Laidea de la "pulsión formadora" de Johann Friedrich Blumenbach, así como las de historicidad yprogresión en la naturaleza explican el éxito de este nuevo marco teórico.A partir de entonces, se multiplican las publicaciones en torno a la embriología (Meckel, LorenzOken, Friedrich Tiedemann).A partir de 1810, la embriología conoce una atención sin precedentes. Christian Pander, KarlErnst von Baer y Martin Heinrich Rathke son considerados los tres grandes fundadores de laembriología moderna. La obra de Pander en 1817 marcó el inicio de este período, que culminócon la Entwickelungsgeschichte de von Baer. La embriología fue una ciencia fundamentalmentealemana, aunque no exclusivamente. En Italia destacan los trabajos de Rusconi sobre eldesarrollo de los anfibios y en Francia los de Dutrochet, Duges y Coste sobre los vertebrados.Desde entonces se impusieron dos grandes líneas de investigación: el estudio del desarrollo delembrión humano y del desarrollo temprano de los mamíferos.En pocas décadas tuvieron lugar las observaciones más importantes y se expresaron y discutieronlos grandes temas de la embriología, como el óvulo de los mamíferos y la teoría de las hojasembrionarias. Esta edad de oro de la embriología se explica por razones tanto metodológicascomo teóricas. Entre las primeras, las mejoras de las técnicas de observación, especialmente delmicroscopio; entre la segundas, la idea de historicidad introducida por la Naturphilosophie, quecondujo a pensar en las formas orgánicas como formas dinámicas.Embriología experimental Wilhelm His es considerado uno de los fundadores de la embriología experimental (Entwicklungsmechanik). Desde el punto de vista conceptual, His se opuso a la subordinación de la embriología a la filogenética abanderada por Ernst Haeckel y Carl Gegenbaur. Desde el punto de vista técnico, su mejora del micrótomo fue esencial para el desarrollo de la embriología como disciplina autónoma. Gracias al nuevo aparato, se logró obtener series initerrumpidas de secciones laminares del embrión. Eduard Pflüger (1829-1910) Gustav Born (1851-1900) Wilhelm Roux y Hans Driesch, ambos discípulos de Haeckel, son considerados los fundadores de la embriología experimental como disciplina autónoma. Theodor Boveri (1862-1915) 26
  27. 27. Edmund B. Wilson (1856-1939): En 1898 Wilson utilizó las semejanzas entre embriones para describir relaciones filogenéticas. Observando la segmentación espinal en moluscos, platelmintos y anélidos concluyó que los mismos órganos procedían del mismo grupo de células, concluyendo que todos estos organismos debían compartir un ancestro común. En el campo de la genética, Wilson descubrió la determinación cromosómica del sexo. Thomas Hunt Morgan (1866-1945)Ramas de la embriología Embriologìa Comparada: Se encarga de comparar los embriones de los seres vivos. Embriologia Quimica: Proporciona bases quimicas del desarrollo ortogénico. Embriologia Moderna: Se desarrollo a principios del siglo XXI y se complementa con variadas disciplinas tales como la genética, medicina y bioquimica.Disciplinas relacionadas La teratología estudia las malformaciones congénitas del embrión.Embriología y bioéticaLa embriología está rodeada de una gran controversia en temas como la fecundación in vitro, laingeniería genética y los bebés seleccionados genéticamente casi como un producto de consumo.BIODIVERSIDADBiodiversidad, contracción de la expresión ‗diversidad biológica‘, expresa la variedad odiversidad del mundo biológico. En su sentido más amplio, biodiversidad es casi sinónimo de‗vida sobre la Tierra‗. El término se acuñó en 1985 y desde entonces se ha venido utilizandomucho, tanto en los medios de comunicación como en círculos científicos y de lasadministraciones públicas. 27
  28. 28. Se ha hecho habitual, por funcionalidad, considerar tres niveles jerárquicos de biodiversidad:genes, especies y ecosistemas. Pero es importante ser consciente de que ésta no es sino una de lasvarias formas de evaluar la biodiversidad y que no hay una definición exacta del término ni, portanto, acuerdo universal sobre el modo de medir la biodiversidad. El mundo biológico puedeconsiderarse estructurado en una serie de niveles de organización de complejidad creciente; en unextremo se sitúan las moléculas más importantes para la vida y en el otro las comunidades deespecies que viven dentro de los ecosistemas. Se encuentran manifestaciones de diversidadbiológica a todos los niveles. Como la biodiversidad abarca una gama amplia de conceptos ypuede considerarse a distintos niveles y escalas, no es posible reducirla a una medida única. En lapráctica, la diversidad de especies es un aspecto central para evaluar la diversidad a los demásniveles y constituye el punto de referencia constante de todos los estudios de biodiversidad.Diversidad de especiesAl ser la unidad que más claramente refleja la identidad de los organismos, la especie es lamoneda básica de la biología y el centro de buena parte de las investigaciones realizadas porecologistas y conservacionistas. El número de especies se puede contar en cualquier lugar en quese tomen muestras, en particular si la atención se concentra en organismos superiores (comomamíferos o aves); también es posible estimar este número en una región o en un país (aunque elerror aumenta con la extensión del territorio). Esta medida, llamada riqueza de especies,constituye una posible medida de la biodiversidad del lugar y una base de comparación entrezonas. Es la medida general más inmediata de la biodiversidad.La riqueza de especies varía geográficamente: las áreas más cálidas tienden a mantener másespecies que las más frías, y las más húmedas son más ricas que las más secas; las zonas conmenores variaciones estacionales suelen ser más ricas que aquellas con estaciones muy marcadas;por último, las zonas con topografía y clima variados mantienen más especies que las uniformes.Pese a la importancia que tiene la especie, no hay todavía una definición inequívoca de estetérmino. Se han usado criterios distintos para clasificar las especies en grupos de organismosdiferentes (así, las especies de bacterias y las de aves se definen de manera muy distinta) y, confrecuencia, diferentes taxónomos aplican criterios distintos a un mismo grupo de organismos y,por tanto, identifican un número de especies diferente. No obstante, no deben exagerarse estasdiferencias; a muchos efectos, hay un acuerdo suficiente sobre el número de especies presente engrupos bien estudiados, como mamíferos, aves, reptiles o anfibios.El número o riqueza de especies, aunque es un concepto práctico y sencillo de evaluar, sigueconstituyendo una medida incompleta de la diversidad y presenta limitaciones cuando se trata decomparar la diversidad entre lugares, áreas o países. Además aunque es importante la diversidadcomo criterio de evaluación de una comunidad, un ecosistema o un territorio, no deben perdersede vista otros criterios complementarios, como la rareza o la singularidad.Diversidad genéticaLa diversidad genética es particularmente importante para la productividad y el desarrolloagrícolas. Durante siglos, la agricultura se ha basado en un número reducido de especiesvegetales y animales, pero, sobre todo en el caso de las plantas, se ha desarrollado un númeroextraordinariamente elevado de variedades locales. Esta diversidad de recursos genéticosvegetales tiene en muchos casos ventajas prácticas reales; si un agricultor de subsistencia, por 28
  29. 29. ejemplo, planta cierto número de variedades de una especie, quedará en cierto modo aseguradofrente al riesgo de perder toda la cosecha, pues es poco común que las condiciones climatológicasadversas o los parásitos afecten por igual a todas ellas. A medida que los hábitats naturales se hanvisto desplazados por otros usos del suelo, con la consiguiente destrucción de formas silvestres deplantas cultivadas que podrían ser necesarias con fines de selección, y a medida que los modernossistemas de cultivo intensivo se han ido concentrando en un número muy reducido de variedadescomerciales, se hace más urgente la necesidad de identificar y conservar los recursos genéticosvegetales y animales. Aunque, en este ámbito particular, es posible localizar y medir aspectos dediversidad genética, no hay forma práctica de responder a la pregunta general de cuál es ladiversidad genética presente en una zona determinada, y mucho menos a escala global; por tanto,la pregunta no tiene sentido a este nivel.Diversidad de los ecosistemasÉste es sin duda el peor definido de todos los aspectos cubiertos por el término biodiversidad.Evaluar la diversidad de los ecosistemas, es decir, la diversidad a escala de hábitat o comunidad,sigue siendo un asunto problemático. No hay una forma única de clasificar ecosistemas yhábitats. Las unidades principales que actualmente se reconocen representan distintas partes deun continuo natural muy variable.La diversidad de los ecosistemas puede evaluarse en términos de distribución mundial ocontinental de tipos de ecosistemas definidos con carácter general, o bien en términos dediversidad de especies dentro de los ecosistemas. Hay varios esquemas de clasificación mundial,que hacen mayor o menor hincapié en el clima, la vegetación, la biogeografía, la vegetaciónpotencial o la vegetación modificada por el ser humano. Estos esquemas pueden aportar unavisión general de la diversidad mundial de tipos de ecosistemas, pero proporcionan relativamentepoca información sobre diversidad comparativa dentro de los ecosistemas y entre ellos. Ladiversidad de ecosistemas suele evaluarse en términos de diversidad de especies. Esto puedeabarcar la evaluación de su abundancia relativa; desde este punto de vista, un sistema formadopor especies presentes con una abundancia más uniforme se considera más diverso que otro convalores de abundancia extremos.CROMOSOMASCromosoma (del griego chroma, color, y soma, cuerpo o elemento) es cada uno de los pequeñoscuerpos en forma de bastoncillos en que se organiza la cromatina del núcleo celular en la mitosisy la meiosis, cada uno de los cuales se divide longitudinalmente, dando origen a dos cadenas 29
  30. 30. gemelas (iguales). Su número es constante para una especie determinada; en Homo sapienssapiens (el ser humano) se tienen 46. De ellos 44 son autosómicos y 2 son sexuales o gonosomas.Se llama cromatina al material microscópico constituido del ADN y de proteínas especialesllamadas histonas que se encuentra en el núcleo de las células eucariotas en las cuales loscromosomas se ven como una maraña de hilos delgados. Cuando la célula comienza su procesode división (cariocinesis), la cromatina se condensa y los cromosomas se hacen visibles comoentidades independientes. La unidad básica de la cromatina son los nucleosomas. Loscromosomas se suelen representar por pares, en paralelo con su homólogo.La palabra cromosoma procede del griego y significa "cuerpo que se tiñe"; mientras que lapalabra cromatina significa "sustancia que se tiñe". Los cromosomas fueron observados encélulas de plantas por el botánico suizo Karl Wilhelm von Nägeli en 1842 e, independientemente,por el científico belga Eduard Van Beneden en lombrices del género Ascaris. El uso de drogasbasofílicas como las anilinas como técnica citológica para observar el material nuclear fuefundamental para los descubrimientos posteriores. Así, el citólogo alemán Walther Flemming en1882 definió inicialmente a la cromatina como "la sustancia que constituye los núcleosinterfásicos y que muestra determinadas propiedades de tinción".Esta definición, al igual que la inicial de cromosoma, es puramente citológica. Décadas más tardede la observación inicial de Flemming, el re-descubrimiento de las Leyes de Mendel permitióarribar a una definición biológica del término: tanto la cromatina como el cromosoma constituyenel material genético organizado. Un breve resumen de la historia del concepto de cromosoma seprovee a continuación.Entre 1868 y 1869, el suizo Friedrich Miescher, siendo estudiante postdoctoral en el laboratoriode Frierich Hoppe-Seyler (el padre del término "Bioquímica") en Tübingen, aisló núcleos a partirde la pus de los vendajes usados del hospital. Comprobó luego que los mismos estaban formadospor una única sustancia química muy homogénea, no proteica, a la que denominó nucleína. Eltérmino ácido nucleico fue acuñado posteriormente por R. Altman en 1889. E. Zachariasdemostró en 1881 que los cromosomas estaban químicamente formados por nucleína. Entre 1879y 1882 Walther Flemming y Robert Feulgen, independientemente, desarrollan nuevas técnicas detinción y logran visualizar los cromosomas en división, lo que les permitió describir la manera enque se dividen los cromosomas (la mitosis). En 1889, August Weissman asoció de manerateórica, casi intuitiva, la herencia y los cromosomas. De hecho, hubo que esperar hasta 1902 paraque Walter S. Sutton propusiera, basado en evidencias experimentales, que los "factores" deMendel eran unidades físicas que se localizan en los cromosomas. Parte del trabajo que permitióa Sutton proponer ese modelo se debió a su descubrimiento de la meiosis junto a Theodor Boveri.A su vez, Thomas Hunt Morgan en la Universidad de Columbia publicó en 1910 losexperimentos que hoy se consideran clásicos sobre los rasgos genéticos ligados al sexo, lo que levalió el Premio Nobel en 1933. En 1913, Calvin Bridges demostró que los genes están en loscromosomas, y Alfred Henry Sturtevant que los genes se hallan dispuestos linealmente a lo largodel cromosoma, elaborando el primer mapa genético de un organismo: Drosophila melanogaster.En 1915 quedaron definitivamente establecidas las bases fundamentales de la herencia fenotípicaal aparecer el libro "El mecanismo de la herencia mendeliana" escrito por Thomas H. Morgan,Alfred Strurtevant, Hermann Muller y Calvin Bridges. En este contexto se inicia la teoríacromosómica de la herencia a pesar de no conocerse su naturaleza química. 30
  31. 31. Mapa citogenético o cardiograma de un niño antes de nacer, resultado de una amniocentesis asu madre. XY= niño.Telómeros y centrómerosLa palabra Telómeros procede del griego telos, "final" y meros, "parte". Los Telómeros son losextremos de los cromosomas. Son regiones de ADN no codificante, altamente repetitivas, cuyafunción principal es la estabilidad estructural de los cromosomas en las células eucariotas, ladivisión celular y el tiempo de vida de las estirpes celulares. Además están involucradas enenfermedades tan importantes como el cáncer. En los organismos procariotas, los cromosomasson circulares y no poseen Telómeros.Los Telómeros fueron descubiertos por Hermann Joseph Muller durante la década de los años 30.Desde entonces, se ha avanzado mucho en el conocimiento de los Telómeros, gracias a lastécnicas de la genética molecular.El centrómeros es la zona por la que el cromosoma interacciona con las fibras del husoacromático en las anafases mitóticas y meióticas y que es responsable de los movimientoscromosómicos que tienen lugar durante estas fases. Las estructuras centroméricas queinteraccionan con las fibras del huso se denominan cinetocoros. En la estructura del centrómerotambién intervienen proteínas centroméricas.Las mutaciones en las regiones I y II reducen pero no inactivan la función del centrómeromientras que las que ocurren en la región III lo inactivan completamente.Cromosomas sexualesEn muchos organismos, uno de los pares de los cromosomas homólogos es distinto al resto,realizando la determinación genética del individuo. A estos cromosomas se les llamacromosomas sexuales o heterocromosomas e incluso gonosomas, porque determinan el sexo porla proporción de los dos cromosomas homólogos.MetacéntricosEl centrómero se localiza a mitad del cromosoma y los dos brazos presentan igual longitud.Submetacéntricos 31
  32. 32. La longitud de un brazo del cromosoma es algo mayor que la del otro.AcrocéntricosUn brazo es muy corto (p) y el otro largo (q).TelocéntricosSólo se aprecia un brazo del cromosoma al estar el centrómero en el extremo.ECOLOGÍALa ecología es el estudio de la relación entre los seres vivos y su ambiente y de la distribución yabundancia de los seres vivos, y cómo esas propiedades son afectadas por la interacción entre losorganismos y su ambiente. El ambiente incluye las propiedades físicas que pueden ser descritascomo la suma de factores abióticos locales, como el clima y la geología, y los demás organismosque comparten ese hábitat (factores bióticos).La visión integradora de la ecología plantea que es el estudio científico de los procesos queinfluencian la distribución y abundancia de los organismos, las interacciones entre losorganismos, así como las interacciones entre los organismos y la transformación de los flujos deenergía y materia.HistoriaEl término Ökologie fue introducido en 1866 por el prusiano Ernst Haeckel en su trabajoMorfología General del Organismo; está compuesto por las palabras griegas oikos (casa,vivienda, hogar) y logos (estudio o tratado), por ello Ecología significa "el estudio de loshogares".En un principio, Haeckel entendía por ecología a la ciencia que estudia las relaciones de los seresvivos con su ambiente, pero más tarde amplió esta definición al estudio de las características delmedio, que también incluye el transporte de materia y energía y su transformación por lascomunidades biológicas.Objeto de estudioLa ecología es la rama de la Biología que estudia los seres vivos, su medio y las relaciones queestablecen entre ellos. Éstos pueden ser estudiados a muchos niveles diferentes, desde lasproteínas y ácidos nucleicos (en la bioquímica y la biología molecular), a las células (biología 32
  33. 33. celular), tejidos (histología), individuos (botánica, zoología, fisiología, bacteriología, virología,micología y otras) y, finalmente, al nivel de las poblaciones, comunidades, ecosistemas y labiosfera. Éstos últimos son los sujetos de estudio de la ecología.Dado que se concentra en los más altos niveles de organización de la vida en la Tierra y en lainteracción entre los individuos y su ambiente, la ecología es una ciencia multidisciplinaria queutiliza herramientas de otras ramas de la ciencia, especialmente Geología, Meteorología,Geografía, Física, Química y Matemática.Los trabajos de investigación en esta disciplina se diferencian con respecto de la mayoría de lostrabajos en las demás ramas de la Biología por su mayor uso de herramientas matemáticas, comola estadística y los modelos matemáticos.|Disciplinas de la Ecología Ecología Microbiana Ecología de Poblaciones Ecología de Comunidades Biogeografía Etoecología Ecología del Comportamiento Ecología del Paisaje Ecología Matemática Ecología de la Recreación Biología de la conservaciónComo disciplina científica en donde intervienen diferentes caracteres la ecología no puede dictarqué es "bueno" o "malo". Aun así, se puede considerar que el mantenimiento de la biodiversidady sus objetivos relacionados han provisto la base científica para expresar los objetivos delecologismo y, así mismo, le ha provisto la metodología y terminología para expresar losproblemas ambientales.Una rama muy importante de la ecología es la ecología microbiana, que estudia a losmicroorganismos en los diferentes ambientes: aire, agua y tierra. En los últimos años se hanlogrado numerosos avances en esta disciplina con las técnicas disponibles de biología molecular.La Agronomía, Pesquería y, en general, toda disciplina que tenga relación con la explotación oconservación de recursos naturales, en especial seres vivos, tienen la misma relación con laecología que gran parte de las ingenierías con la Matemática, Física y Química.Las ciencias económicas comparten una buena proporción de la parte formal de la ecología;algunas herramientas utilizadas en esta disciplina, como tablas de vida y teoría de juegos,tuvieron su origen en la economía. La ciencia que integra ambas disciplinas es la economíaecológica.La ecología microbiana es la rama de la ecología que estudia a los microorganismos en suambiente natural, los cuales mantienen una actividad continua imprescindible para la vida en laTierra. Los mecanismos que mantienen la diversidad microbiana de la biosfera son la base de ladinámica de los ecosistemas terrestres, acuáticos y aéreos. Es decir, la base de la existencia de lasselvas y de los sistemas agrícolas, entre otros. Por otra parte, la diversidad microbiana del sueloes la causa de la fertilidad del mismo. 33
  34. 34. La ecología matemática se dedica a la aplicación de los teoremas y métodos matemáticos a losproblemas de la relación de los seres vivos con su medio y es, por tanto, una rama de la biología.Esta disciplina provee de la base formal para la enunciación de gran parte de la ecología teórica.La Ecología de la recreación es el estudio científico de las relaciones ecológicas entre el serhumano y la naturaleza dentro de un contexto recreativo. Los estudios preliminares se centraronprincipalmente en los impactos de los visitantes en áreas naturales. Mientras que los primerosestudios sobre impactos humanos datan de finales de la década de los 20, no fue sino hasta los70s que se reunió una importante cantidad de material documental sobre ecología de larecreación, época en la cual algunos países sufrieron un exceso de visitantes en áreas naturales, loque ocasionó desequilibrios dentro de procesos ecológicos en dichas zonas. A pesar de suimportancia para el turismo sostenible y para el manejo de áreas protegidas, la investigación eneste campo ha sido escasa, dispersa y relativamente desarticulada, especialmente en paísesbiodiversos.La Ecología del Paisaje es una disciplina a caballo entre la geografía física orientadaregionalmente y la biología. Estudia los paisajes naturales prestando especial atención a losgrupos humanos como agentes transformadores de la dinámica físico-ecológica de éstos. Harecibido aportes tanto de la geografía física como de la biología, ya que si bien la geografíaaporta las visiones estructurales del paisaje (el estudio de la estructura horizontal o del mosaicode subecosistemas que conforman el paisaje), la biología nos aportará la visión funcional delpaisaje (las relaciones verticales de materia y energía). Este concepto comienza en 1898, con elgeógrafo, padre de la pedología rusa, Vasily Vasilievich Dokuchaev y fue más tarde continuadopor el geógrafo alemán Carl Troll. Es una disciplina muy relacionada con otras áreas como laGeoquímica, la Geobotánica, las Ciencias Forestales o la Pedología.La Biogeografía es la ciencia que estudia la distribución de los seres vivos sobre la Tierra, asícomo los procesos que la han originado, que la modifican y que la pueden hacer desaparecer. Esuna ciencia interdisciplinaria, de manera que aunque formalmente es una rama de la Geografía,recibiendo parte de sus fundamentos de especialidades como la Climatología y otras Ciencias dela Tierra, es a la vez parte de la Biología. La superficie de la Tierra no es uniforme, ni en toda ellaexisten las mismas características. El espacio isotrópico que utilizan, o suponen, los esquemasteóricos de localización es tan solo una construcción matemática del espacio. 34
  35. 35. ECOSISTEMAEcosistema, sistema dinámico relativamente autónomo formado por una comunidad natural y sumedio ambiente físico. El concepto, que empezó a desarrollarse en las décadas de 1920 y 1930,tiene en cuenta las complejas interacciones entre los organismos —plantas, animales, bacterias,algas, protozoos y hongos, entre otros— que forman la comunidad y los flujos de energía ymateriales que la atraviesan.Hay muchas formas de clasificar ecosistemas, y el propio término se ha utilizado en contextosdistintos. Pueden describirse como ecosistemas zonas tan reducidas como los charcos de mareade las rocas y tan extensas como un bosque completo. Pero, en general, no es posible determinarcon exactitud dónde termina un ecosistema y empieza otro. La idea de ecosistemas claramenteseparables es, por tanto, artificiosa.Principales ecosistemasNo obstante, el concepto de ecosistema ha demostrado su utilidad en ecología. Se aplica, porejemplo, para describir los principales tipos de hábitats del planeta. Ecosistemas terrestres: árticosy alpinos, propios de regiones frías y sin árboles; bosques, que pueden subdividirse en un amplioabanico de tipos, como selva lluviosa tropical o pluvisilva, bosque mediterráneo perennifolio,bosques templados, boreales y bosques templados caducifolios; praderas y sabanas; y desiertos yecosistemas semiáridos. Ecosistemas de agua dulce: lagos, ríos y pantanos. También hayecosistemas híbridos, terrestres y de agua dulce, como las llanuras de inundación estacionales. Lagama de ecosistemas marinos es amplísima: arrecifes de coral, manglares, lechos de algas y otrosecosistemas acuáticos litorales y de aguas someras, ecosistemas de mar abierto o los misteriososy poco conocidos sistemas de las llanuras y fosas abisales del fondo oceánico.Cambios naturales de los ecosistemasEl mundo natural está en perpetuo estado de transformación. El cambio opera a todas las escalasde tiempo, desde las más cortas a las más largas. Los cambios a corto plazo, observables por laspersonas, suelen ser cíclicos y predecibles: noche y día, ciclo mensual de las mareas, cambioanual de las estaciones, crecimiento, reproducción y muerte de los individuos. A esta escala,muchos ecosistemas no expuestos a la acción humana parecen estables e invariables, en un estadode ‗equilibrio natural‘.Cada vez es más evidente que esto no es así. Pero los cambios a largo plazo, los que actúandurante décadas, siglos, milenios y hasta decenas de millones de años, son más difíciles deseguir. La propia ecología es una ciencia con menos de un siglo de antigüedad, un simple guiñoen la historia de la mayor parte de los ecosistemas naturales. Además, es evidente que casi todosestos cambios a largo plazo no son ni regulares ni predecibles.En conjunto, el clima es, sin duda, el factor más influyente a corto y medio plazo. En tierra, latemperatura, la precipitación y la estacionalidad son los tres factores que más afectan a ladistribución de ecosistemas. Los cambios de cualquiera de ellos pueden tener consecuenciasduraderas. En tiempos geológicos recientes, el ejemplo más visible de esto es, sin duda, la seriede glaciaciones que han caracterizado a gran parte del pleistoceno. Estos prolongados periodos deenfriamiento global han afectado profundamente a los ecosistemas de todo el mundo, han 35
  36. 36. provocado la invasión por los casquetes de hielo polares de regiones templadas y la contracciónde los hábitats forestales húmedos en partes del trópico.A escalas temporales más cortas pueden también producirse alteraciones climáticas de influenciageográfica amplia. Uno de los ejemplos más espectaculares es la corriente de El Niño, unacorriente de agua cálida que recorre periódicamente el Pacífico. Ejerce una influencia enormesobre los ecosistemas marinos y provoca, por ejemplo, la muerte de arrecifes de coral en muchoslugares del Pacífico o la pérdida de productividad de las pesquerías del ecosistema de la corrientede Humboldt, frente a las costas de Perú y Chile. La corriente de El Niño sigue un ciclo irregulary varía en cuanto a intensidad e impacto; raramente pasan más de veinte años sin que seproduzca, pero en ocasiones el fenómeno se ha repetido con un intervalo de sólo uno o dos años.Afecta también a los ecosistemas terrestres, pues altera las pautas de precipitación, sobre todo enAmérica.A escalas de tiempo más prolongadas, los fenómenos geológicos y la evolución desempeñan unafunción crucial en el cambio de funcionamiento de los ecosistemas. La deriva continental altera,literalmente, la faz de la Tierra, destruye paisajes y crea otros nuevos, mientras que la evoluciónda lugar a nuevas formas de vida que, a su vez, pueden crear ecosistemas nuevos al tiempo queinducen la extinción de otras especies y la pérdida o transformación de los ecosistemas de los queformaban parte.Pero esto no significa que los ecosistemas naturales carezcan de continuidad. Muchos handemostrado una elasticidad y una persistencia enormes durante millones de años. Son ejemplosde ecosistemas que se han mantenido aparentemente estables durante mucho tiempo: las extensasllanuras del fondo oceánico, los ecosistemas de tipo mediterráneo del sur de África y el oeste deAustralia y algunas áreas de selva tropical lluviosa o pluvisilva, como las del Sureste asiáticocontinental o las montañas del este de África. 36
  37. 37. ENZIMAEstructura y función de una enzimaEnzima, cualquiera de las numerosas sustancias orgánicas especializadas compuestas por polímeros deaminoácidos, que actúan como catalizadores en el metabolismo de los seres vivos. Con su acción,regulan la velocidad de muchas reacciones químicas implicadas en este proceso. El nombre de enzima,que fue propuesto en 1867 por el fisiólogo alemán Wilhelm Kühne (1837-1900), deriva de la frasegriega en zymē, que significa en fermento. En la actualidad los tipos de enzimas identificados son másde 2.000.Cada tipo de enzima cataliza un tipo específico de reacción química. Por ello, se necesitan centenaresde tipos de enzimas diferentes en el metabolismo de cualquier clase de células. La mayor parte de lasenzimas catalizan la transferencia de electrones, átomos o grupos funcionales. La clasificación de lasenzimas se realiza de acuerdo con el tipo de reacción de transferencia, el grupo dador y el grupoaceptor, y se reconocen 6 grupos principales: oxidorreductasas (transferencia de electrones), hidrolasas(reacciones de hidrólisis o transferencia de grupos funcionales al agua), liasas (adición de grupos adobles enlaces), isomerasas (transferencia de grupos en el interior de la molécula para originar formarisoméricas) y ligasas (forman diversos enlaces acoplados a la ruptura de ATP). Algunas enzimasnecesitan para su actividad un componente químico adicional llamado cofactor, que puede serinorgánico (diversos cationes metálicos) o moléculas orgánicas complejas llamadas coenzimas. Elconjunto de la proteína activa junto con su coenzima se denomina holoenzima.Las enzimas se denominan añadiendo asa al nombre del sustrato con el cual reaccionan. La enzima quecontrola la descomposición de la urea recibe el nombre de ureasa; aquéllas que controlan la hidrólisisde proteínas se denominan proteasas. Algunas enzimas como las proteasas tripsina y pepsina,conservan los nombres utilizados antes de que se adoptara esta nomenclatura.Propiedades enzimáticasComo propuso el químico sueco Jöns Jakob Berzelius en 1823, las enzimas son catalizadores típicos:son capaces de acelerar la velocidad de reacción sin ser consumidas en el proceso.La especificidad entre el sustrato y la enzima se ha concebido como la relación de una ―llave‖ y su―cerradura‖. La molécula del sustrato constituye la llave y la proteína constituye la cerradura; en lasuperficie de la proteína existe una zona específica, denominada sitio activo o catalítico, a la cual seune la molécula del sustrato para experimentar la transformación catalítica.Las enzimas son muy eficaces. Por ejemplo, unos 30 g de pepsina cristalina pura son capaces de digerircasi dos toneladas métricas de clara de huevo en pocas horas.Usos prácticos dela enzimasLa fermentación alcohólica y otros procesos industriales importantes dependen de la acción deenzimas, sintetizadas por las levaduras y bacterias empleadas en el proceso de producción. Algunasenzimas se utilizan con fines médicos. En ocasiones son útiles en el tratamiento de zonas deinflamación local; la tripsina se emplea para eliminar sustancias extrañas y tejido muerto de las heridasy quemaduras. 37

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