Con el programa de Biología I para la Secundaria Obrera y Campesina se da inicio al estudio de los contenidos esenciales de las Ciencias Biológicas.

Transcripción

1 Curso de Superación Integral para Jóvenes. BIOLOGÍA SOC I Introducción Con el programa de Biología I para la Secundaria Obrera y Campesina se da inicio al estudio de los contenidos esenciales de las Ciencias Biológicas. El presente material ha sido elaborado mediante la selección de textos de los libros Biología 1 y 2 (7mo y 8vo grado) de la Educación Secundaria Básica y te servirá de apoyo para el estudio de esta asignatura. La realización de los ejercicios propuestos te servirán para sistematizar y ejercitar tus conocimientos y estamos seguros de que despertará tu interés por conocer más acerca de la naturaleza y de cómo contribuir a su cuidado y protección. La Biología como ciencia. El hombre se ha preocupado siempre por conocer la naturaleza que le rodea y por comprender lo que sucede en ella. Las innumerables preguntas que se ha hecho acerca de la naturaleza le han llevado a entenderla cada vez más y a conocer mejor, dentro de ella, a los seres vivos. El término biología procede de las palabras griegas bios, que significa vida y logos, ciencias; es la ciencia de la vida. Incluye todo cuanto se conoce acerca de los seres vivos. La biología se ha transformado en una ciencia tan amplia que de ninguna manera puede dominarla un solo hombre, ni es posible exponerla en forma completa en un único libro. La palabra biología fue utilizada por primera vez a principios del siglo XIX. Esta ciencia se ha ido desarrollando durante el transcurso de los años hasta nuestros días, momento en el que ha alcanzado una importancia extraordinaria. En la actualidad su estudio no solo nos permite conocer el mundo vivo que nos rodea, sino que tiene cada día más incidencia en la economía y contribuye notablemente al desarrollo de la medicina, la industria y la agricultura. Es por esta razón que nuestro país pone todo su empeño en formar especialistas en todas las ramas de la biología. En estos momentos se han obtenido resultados prometedores como son: producción de vacunas, obtención de nuevas variedades de caña de azúcar, métodos de diagnóstico en las embarazadas y tratamiento de ciertas enfermedades, entre otros. Ejercicios: 1. A continuación te brindamos los nombres de algunos científicos cubanos. Busca información sobre ellos y redacta un trabajo que responda al título Nuestros hombres de ciencia han contribuido de manera significativa al desarrollo de la biología. En este trabajo debes poner de manifiesto el aporte realizado por el científico seleccionado. Conversa con tus compañeros sobre lo que hayas aprendido. 1

2 Tomás Romay Chacón ( ) Felipe Poey Aloy ( ) Carlos Juan Finlay Barrés ( ) Juan Tomás Roig Mesa ( ) Julián B. Acuña Galé ( ) La célula como unidad estructural y funcional de los seres vivos. Si comparas un perro con un árbol, llegarás a la conclusión de que están vivos. Si los observas a simple vista, es posible que llegues a la conclusión de que no hay semejanzas estructurales, pues están constituidos de maneras diferente; sin embargo, si utilizas otros métodos, la respuesta será distinta. Es difícil encontrar una unidad estructural que el hombre pueda percibir a simple vista entre hongos, plantas, animales y otros seres vivos. Hace siglos atrás el hombre no encontraba ninguna, pero con la invención del microscopio fue posible realizar comparaciones más detalladas entre la constitución de los diversos tipos de organismos que se conocían. Fue a partir de los estudios realizados por los científicos alemanes Teodoro Schwann ( ) y Matías Schleiden ( ), que se formuló la teoría celular, la cual propone que todos los organismos están constituidos por pequeñas unidades básicas llamadas células. La formulación de esta teoría fue un acontecimiento importante en la biología y una de las demostraciones de la unidad del mundo vivo. Aunque las células varían mucho de tamaño y pueden ser muy pequeñas, como en los organismos unicelulares llamados bacterias, o muy grandes, como las fibras de muchas plantas, es precisamente la célula la unidad tanto de estructura como de función de todos los organismos. En la generalidad de las células se observan tres partes: la membrana, el citoplasma y el núcleo. La membrana citoplasmática regula la entrada y la salida de las sustancias. La célula, a través de la membrana citoplasmática, mantiene un constante intercambio con su medio ambiente. En muchos organismos, como plantas y hongos, por ejemplo, las células presentan una pared celular, recubriendo la membrana citoplasmática, que le proporciona forma y rigidez a las células, además de protección. El citoplasma está constituido por una sustancia, dentro de la cual se hallan muchas estructuras; algunas podemos observarlas con un microscopio óptico, pero otras requieren de técnicas más complejas. Entre las estructuras citoplasmáticas podemos señalar las mitocondrias, relacionadas con la respiración. Esto constituye un ejemplo de cómo la célula es la unidad de función. 2

3 Otros componentes del citoplasma son las vacuolas. Estas se encuentran limitadas por una membrana y contiene varias sustancias, por ejemplo agua y grasas. Realizan en las células diferentes funciones, al intervenir en la digestión y en el almacenamiento de sustancias, entre otras funciones. Hay células que poseen plastidios, fundamentalmente las células de las plantas. Tienen diferente constitución y función en la célula. Ejemplos de plastidios son los cloroplastos (verdes), que contienen la clorofila y es donde se realiza la fotosíntesis, y los leucoplastos (incoloros), en los cuales se elaboran y almacenan sustancias de reserva. Otras estructuras del citoplasma serán estudiadas por ti en grados superiores. Rodeado por el citoplasma y en íntima relación con este, se encuentra el núcleo, limitado en las células de la mayoría de los organismos por una envoltura nuclear. El núcleo es de gran importancia, pues en él se hallan sustancias en forma de filamentos que intervienen en la trasmisión de las características hereditarias. Las células solo se multiplican mediante la división de una célula, es decir, cada célula se forma por división de otra célula. Las células que poseen envoltura nuclear se denominan eucariotas. En sentido general poseen mitocondrias y vacuolas, entre otras estructuras. Son características, por ejemplo, de los hongos, las plantas y los animales. Existe otro tipo de célula de menor complejidad; a diferencia de las eucariotas, carecen de envoltura nuclear y los componentes nucleares se encuentran localizados en el citoplasma; además, no contienen mitocondrias, vacuolas ni plastidios, y las funciones características de estas estructuras se lleva a cabo en el citoplasma o en íntima relación con la membrana citoplasmática. Este tipo de células, denominado procariota, es característico de las bacterias, organismos unicelulares que estudiarás más adelante. Habrás comprendido como, dentro de la gran diversidad de forma, tamaño etcétera, todos los organismos tienen características comunes en su estructura y en su funcionamiento, en todos existe una estrecha relación entre la estructura y la función, y todos tienen a la célula como unidad de estructura y función. Los organismos, con el decurso de millones de años, se han adaptado a diferentes hábitats, y viven en casi toda la superficie de la Tierra, desde el fondo de los grandes océanos hasta el límite de las nieves eternas en los polos y las latas montañas, y desde las zonas tropicales húmedas hasta los desiertos. Cada organismo tiene sus características propias de vida, integradas armónicamente, constituyendo lo que podemos llamar un todo, en perfecta relación con el medio ambiente en que vive. Un organismo es una unidad del mundo vivo, con estructuras, funciones y desarrollo propios, que reacciona como un todo a los cambios del medio ambiente e intercambia, con este, sustancias y energía. En el organismo, cada estructura permite la función que realiza. 3

4 A partir de esta conclusión puedes darte cuenta que los organismos tienen característica comunes que le dan unidad al mundo vivo, y al mismo tiempo, presentan adaptaciones que les han permitido sobrevivir en diferentes medios ambientes y variaciones de estos, debido a lo cual se ha originado la extraordinaria diversidad de los organismos, como manifestación de su relación con el medio ambiente. Es evidente que, cuando se estudian los organismos existentes, hay dos factores fundamentales que los distinguen: la diversidad y la unidad. La diversidad está representada por la enorme cantidad de diversos organismos hasta ahora conocidos que existen en la Tierra; la unidad, por otra parte, está dada en la presencia de características básicas comunes. Ejercicios 1. Elabora una definición de célula. 2. Indica un ejemplo en el cual se evidencie que la célula es la unidad de función de los organismos. 3. Compara la célula eucariota y la procariota. 4. Explica mediante ejemplos cómo se manifiesta la diversidad y la unidad que caracterizan al mundo vivo. 5. Analiza la definición de organismo que aparece en el texto. Selecciona un ejemplo y argumenta por qué es un organismo. Sistema de clasificación en cinco reinos. A consecuencia del elevado número y la gran diversidad de organismos, sería prácticamente imposible estudiarlos aisladamente. Con el objetivo de resolver este problema, desde tiempos remotos el hombre ha sentido la necesidad de reunirlos en grupos más o menos amplios, de acuerdo con sus semejanzas y diferencias y, además, con su origen y grado de parentesco evolutivo. A este proceso se le denomina clasificar, que es fundamental en cualquier tarea porque, de no llevarlo a efecto, seríamos incapaces de abarcar tantos conocimientos dispersos y trabajaríamos de forma desordenada. Los criterios de clasificación constituyen un conjunto de caracteres que se utilizan para establecer semejanzas y diferencias entre los organismos. Una división del mundo vivo solo en plantas y animales no toma en cuenta toda la diversidad y no deja lugar para muchos organismos que aún no se pueden clasificar como plantas o animales. Atendiendo a lo anteriormente expuesto, se han propuestos otros sistemas de clasificación. Entre estos está un sistema que divide a los organismos en cinco grandes grupos o reinos y que es el que hemos adoptado para tus estudios de biología. Móneras. En nuestra vida estamos constantemente en contacto directo con algunos microorganismos que, aunque no los observamos a simple vista, con la ayuda del microscopio podemos comprobar su existencia. Nos referimos a las bacterias. 4

5 Algunas especies de bacterias penetran en nuestro organismo y provocan enfermedades, tales como el tétanos, la tuberculosis, la difteria, la lepra, la amigdalitis, un tipo de meningitis, entre otras; algunas bacterias, como las del yogur, son beneficiosas al hombre. Todas las bacterias son microscópicas. Existe una extraordinaria diversidad de formas y de complejidad en las numerosas bacterias conocidas hasta el momento. Las bacterias están constituidas por una sola célula, es decir, son unicelulares. La célula que constituye a estos organismos carece de envoltura nuclear y los componentes nucleares se encuentran en el citoplasma; además no presentan vacuolas, mitocondrias ni plastidios. Como recordarás estas son características de la célula procariota; entonces, podemos llegar a la conclusión de que las bacterias son organismos microscópicos, unicelulares y procariotas. Las bacterias son organismos de una menor complejidad estructural y, sin embargo, realizan las funciones que caracterizan a un organismo, las que les permiten reaccionar y adaptarse a las diferentes condiciones del medio ambiente, crecer y reproducirse. La mayoría de las bacterias posee pared celular. Algunas especies de bacterias obtienen la energía mediante la fermentación; otras, mediante la respiración aerobia, y otras pueden obtenerla mediante ambas vías, en dependencia de la presencia o no del dioxígeno. En cuanto a su nutrición, muchas bacterias son heterótrofas, porque absorben directamente del medio ambiente las sustancias alimenticias ya elaboradas. Existen otras que son autótrofas, muchas de las cuales elaboran las sustancias alimenticias mediante la fotosíntesis, la cual se lleva a cabo en membranas especiales y no en cloroplastos. Estos diminutos organismos se caracterizan por la reproducción asexual. En la mayoría de los casos, cada bacteria se divide en dos partes aproximadamente iguales y se forman las células hijas, las que, al cabo de unos minutos, vuelven a dividirse en dos células aproximadamente iguales, a partir de la bacteria se forman unos abultamientos, cada uno de los cuales se transforma en una bacteria hija que son al principio mucho menores que las progenitoras, pero crecen rápidamente hasta igualar su tamaño. Aunque todas las bacterias poseen características comunes, muestran una gran diversidad de formas. Algunas pueden tener forma alargada y semejante a un bastoncillo, de ahí el nombre de bacilos, También encontramos unas de forma esférica, que se les denomina cocos; otras bacterias tienen forma de una espiral y las hay que poseen forma encorvada como una coma. Algunas bacterias, como las esféricas o cocos, se agrupan; así se agrupan por pares (diplococos), formando cadenas (estreptococos), o constituyendo grupos parecidos a racimos (estafilococos). Algunas bacterias presentan prolongaciones llamadas flagelos, que les sirven en su locomoción. 5

6 En algunas especies de bacterias, cuando las condiciones del medio ambiente son desfavorables, se reduce el contenido de sus cuerpos por pérdida de agua y secretan una cubierta externa más gruesa, que les permiten resistir condiciones adversas y pueden ser fácilmente transportadas de un lugar a otro mediante el viento, el agua y otros organismos. Cuando las condiciones les son favorables, la cubierta se desintegra y las bacterias adquieren su forma y sus funciones normales. De muchos modos, las bacterias tienen influencia en nuestra vida diaria. Son tan importantes que, de no existir en la naturaleza, la Tierra se cubriría de cadáveres y las sustancias que necesitan los organismos se agotarían, pues quedaría formando parte de estos restos y, por tanto, cesaría la vida. Un grupo de bacterias viven en las raíces de ciertas plantas como las del maní y de los frijoles. Estas bacterias aprovechan el nitrógeno del aire y los transforman en sustancias alimenticias, las cuales son utilizadas por las plantas en su nutrición; a su vez, las bacterias reciben como beneficio las sustancias elaboradas por la planta. Muchas bacterias que habitan en nuestro tubo digestivo son también importantes. Algunas que se hallan en el intestino contribuyen a la digestión de ciertos alimentos, sin las cuales esta sería incompleta y nos enfermaríamos. Se han hallado algunas especies de bacterias productoras de antibióticos. Hay vitaminas como la B 12, que se obtiene en la industria a partir de determinadas bacterias que las producen. Algunas bacterias son utilizadas en la fabricación de productos alimenticios, como yogur, queso y vinagre. Tanto los antibióticos, como las vitaminas y los alimentos que se obtienen por procesos industriales que utilizan a ciertos organismos en su producción, constituyen ejemplos de aplicación de la biotecnología. Aprovechando a estas bacterias u otros organismos el proceso de obtención de estos productos resulta menos costoso y más rápido. Además de sus beneficios, las bacterias causan muchos perjuicios al hombre. Muchas enfermedades son producidas por estos microorganismos. En nuestro país se llevan a cabo campañas masivas contra muchas enfermedades bacterianas, se ha creado el amplio plan del médico de la familia y se mejoran notablemente los niveles de salud general del pueblo. Enfermedades bacterianas como el tétanos, la tuberculosis y la difteria, prácticamente se han extinguido en Cuba. Con el uso de antibióticos, logramos combatir muchas de estas enfermedades. Existen medidas preventivas a nivel de toda la población y se hace necesario que cada uno de nosotros las cumplamos. Así, por ejemplo, debemos evitar que los alimentos sean descompuestos por la acción bacteriana o de otros microorganismos; para esto, una medida muy utilizada es la refrigeración. 6

7 Una medida muy empleada es la afectación del crecimiento o la destrucción completa de las bacterias, por medio del calor; de este modo se procede con el agua, los alimentos y muchos objetos como prendas de vestir, jeringuillas y agujas de inyección. Además se ha incrementado la campaña de control y erradicación de las enfermedades que son ocasionadas por bacterias en las plantas y los animales de interés económico para el hombre. Entre estas podemos citar a las que enferman a la caña de azúcar y provocan la llamada raya roja. Ejercicios 1. Mediante un esquema, indica las características estructurales de las bacterias. 2. Representa, por medio de esquemas, cómo se multiplican las bacterias. 3. Algunas bacterias, en determinadas circunstancias, se rodean de una cubierta gruesa. Qué importancia tiene esta propiedad? 4. Explica, mediante ejemplos, qué beneficios nos aportan las bacterias. 5. Cita algunos de los beneficios que reporta al hombre la biotecnología. 6. Investiga a qué llamamos pasterización y qué importancia tiene este procedimiento? Protistas. Los protistas son otro grupo de microorganismos, no observables a simple vista, pero de mayor complejidad que las bacterias. A pesar de su pequeñísimo tamaño, hay especies que mantiene estrecha relación con otros organismos, por ejemplo, con los animales domésticos y con el hombre, a los que les pueden ocasionar graves enfermedades y hasta la muerte. Muchas especies, por el contrario, son inofensivas y otras pueden ser beneficiosas. Hay especies de protistas que suelen vivir en agua salada y otras en agua dulce, como las llamadas diatomeas. Otras viven exclusivamente en agua dulce como la ameba, el paramecio y la euglena. Las giardias y los plasmodios son ejemplos de parásitos de otros organismos, como el hombre. En todos los protistas se distingue claramente la única célula que forma su cuerpo, por lo cual estos organismos son unicelulares. Al observarlos, se distingue un núcleo bien diferenciado del citoplasma por medio de la envoltura nuclear. El citoplasma de estos organismos, por lo general, presenta estructuras que no existen en las bacterias, tales como vacuolas y mitocondrias. Como conoces, el tipo de célula que tiene estas características se denomina eucariota. Si quisiéramos resumir las características que definen a este grupo, es imprescindible tener presente que todos los protistas son organismos unicelulares eucariotas. La mayoría de los protistas liberan la energía que necesitan, por medio de la respiración aerobia, aunque existen otros que realizan la fermentación; asimismo, algunos protistas pueden respirar con dioxígeno y, cuando este es escaso, efectúan la fermentación. 7

8 Este grupo presenta formas muy variadas de nutrición. La generalidad de los protistas son heterótrofos; entre ellos podemos encontrar las dos formas de nutrición heterótrofa; algunos, como los paramecios, presentan nutrición heterótrofa ingestiva, es decir, ingieren las sustancias alimenticias y las digieren dentro de su cuerpo; otros heterótrofos, como los plasmodios, presentan nutrición heterótrofa absortiva, es decir, absorben directamente del medio ambiente las sustancias alimenticias. Existen algunos protistas, como las diatomeas, que son autótrofas; en el caso de las euglenas, se combinan ambos tipos de nutrición, la autótrofa y la heterótrofa. En los protistas es común la reproducción asexual, mediante la cual el organismo adulto se divide y se originan nuevos individuos. En algunos representantes de este grupo tienen lugar formas de reproducción sexual, con la participación de gametos. Los protistas requieren de humedad en su desarrollo y están ampliamente distribuidos en mares, aguas dulces y hasta en terrenos húmedos. Los cuerpos de las diatomeas, los foraminíferos y los radiolarios se encuentran protegidos por bellísimas conchas de diferentes formas. Estos microorganismos suelen estar en las aguas de mares o lagos y, cuando mueren, sus conchas se depositan en los fondos. Se han descubierto enormes depósitos de restos de diatomeas, que vivieron hace millones de años en mares que actualmente son tierra firme; así los restos de estos organismos se convierten en formadores de suelos. Cuando flotan en la superficie de las aguas, las diatomeas forman parte del plancton que, junto con otros microorganismos, constituyen un elemento básico de la cadena de alimentación en la naturaleza. Los científicos determinaron la existencia de petróleo con bastante exactitud a causa de la presencia de los restos de conchas de ciertas especies de foraminíferos en las rocas donde se realizan perforaciones. Especial importancia tiene el conocimiento de las características de las especies que son parásitos del hombre y de otros organismos. Seleccionaremos algunos que suelen afectar con frecuencia la salud del hombre. La ameba histolítica. Por lo general, vive en el intestino grueso, aunque puede invadir otros órganos, como el hígado y los pulmones, donde produce lesiones graves; la enfermedad que ocasiona es conocida como disentería amebiana, en la que son comunes las diarreas con sangre. La infección se origina cuando ingerimos alimentos o tomamos agua, en los que se encuentran los quistes del parásito, ya que salen con las heces fecales de las personas enfermas y pueden alcanzar las aguas potables y los alimentos. Una especie de giardia vive en el intestino del hombre; cuando es abundante, ocasiona al enfermo diarreas con sangre, acompañadas de anemia. La infección se produce comúnmente por el agua que utilizamos diariamente. 8

9 Existen otros parásitos que requieren de moscas y mosquitos para infectar al hombre. Tal es el caso del plasmodio, que se propaga mediante la picadura de hembras del mosquito anofeles infectados. Ellas se alimentan de la sangre del hombre y, cuando le trasmiten el parásito, este ocasiona la enfermedad llamada paludismo, la cual, gracias al esfuerzo del Estado, se ha erradicado de nuestro país a pesar de que aún existe esta especie de mosquito. Ejercicios 1. Qué características deben estar presentes en un organismo para identificarlo como protista? 2. Compara la estructura de una bacteria con la de un protista. 3. Investiga sobre el ciclo de vida de la ameba histolítica. De acuerdo con las características que presenta, cómo podrías evitar que continúen enfermándose otras personas?discute estas medidas con tus compañeros de aula y tu familia. 4. Resulta realmente valioso conocer a estos organismos microscópicos? Ejemplifica. Hongos. En el grupo de los hongos se incluyen organismos extraordinariamente diversos, como los hongos de sombrerillo y el moho del pan. Los hongos están constituidos por células eucariotas y su cuerpo generalmente está formado por unos filamentos microscópicos pluricelulares llamados hifas las cuales se ramifican en todas direcciones; unas penetran en el lugar en que se desarrolla el hongo, y le permite fijarse y absorber de él las sustancias alimenticias. Estas hifas constituyen el micelio del hongo. En muchos casos, el micelio no se observa a simple vista, ya que se encuentra en el interior del lugar donde vive, por ejemplo, en la madera, en las hojas, en los frutos y en el suelo. Los hongos carecen de clorofila. Son heterótrofos absortivos. Podemos encontrarlos parasitando plantas, animales y al hombre; en otros casos, sobre restos de organismos muertos. Algunos hongos, aunque no son parásitos, viven en estrecha relación con otros organismos, beneficiándose ambos. Generalmente, los hongos obtienen la energía que necesitan mediante la respiración aerobia; algunos, como las levaduras, realizan la fermentación. A partir del micelio, se originan hifas que forman las estructuras reproductoras, que pueden ser microscópicas o macroscópicas. Los hongos conocidos como mohos forman estructuras reproductoras microscópicas, mientras que los de sombrerillo y oreja de palo, forman estructuras reproductoras macroscópicas. Lo que observamos de los oreja de palo y de los de sombrerillo son, en su conjunto, las estructuras reproductoras del hongo. En ellas se diferencia una parte superior y una inferior; en la inferior, se pueden observar estructuras en forma de láminas, tubos y laberintos, en los cuales se forman las esporas las cuales predominan como estructuras de la reproducción, tanto asexual como sexual. Ellas se 9

10 producen en gran número y son dispersadas mediante el viento, el agua, los animales y el hombre. Los hongos son organismos constituidos por células eucariotas con pared celular, con nutrición heterótrofa absortiva y reproducción fundamentalmente por esporas; la mayoría de estos presentan micelio. Aunque los hongos poseen características comunes que nos permiten diferenciarlos de otros organismos, no todos son iguales; unos son unicelulares, por ejemplo, las levaduras, mientras que la mayoría está constituido por hifas, que son pluricelulares. Las estructuras reproductivas tienen también características diferentes; pueden ser microscópicas como en el moho del pan y el penicilio o macroscópicas como los de sombrerillo y los orejas de palo. El estudio de los hongos es importante, por las enfermedades que producen en los cultivos, los animales y el hombre, y por su aplicación en la alimentación y la industria. Entre los hongos que afectan las plantas se encuentran algunos de los llamados orejas de palo, que vuelven frágiles a los troncos de los árboles. Además, podemos mencionar el carbón del maíz, que produce un abultamiento de aspecto esponjoso y color negro en las mazorcas, y el tizón tardío de la papa. Que afecta a las hojas en las cuales se presentan unas manchas amarillentas. El moho azul provoca enfermedades en las plantas de cultivo; daña las hojas del tabaco, lo que ocasiona grandes pérdidas a la economía. El hongo de la pudrición roja de la caña de azúcar puede presentarse en cualquier parte de la planta, principalmente en los tallos. Los hongos perjudiciales a las plantas se propagan muy rápidamente porque las esporas son transportadas a plantas sanas, lo que produce un gran daño a la agricultura; por esta razón, en nuestro país se han tomado las medidas siguientes: prohibición y control del transporte de plantas y semillas afectadas de una región a otra para evitar la propagación de las esporas, así como el empleo de funguicidas para exterminar rápidamente los hongos y, con ello, la infección. Algunos tipos de aspergilos producen enfermedades que dañan los pulmones del hombre y de animales; se adquieren cuando manipulamos semillas o plantas que contienen esporas, o por contacto directo con las palomas, las que padecen con frecuencia esta enfermedad. Muchas de las afecciones de la piel son producidas por hongos; entre ellos podemos mencionar el pie de atleta. Los hongos también tienen importancia por su utilidad en la industria; por ejemplo, las levaduras se utilizan en la fabricación de cerveza, vino y pan. Ciertas especies de penicilio se emplean en la producción de quesos, y otras, en la producción industrial de penicilina que se utiliza contra muchas enfermedades producidas por bacterias. 10

11 La utilización de los hongos en todos estos procesos industriales constituyen ejemplos de aplicación de la biotecnología. Desde tiempos remotos han sido empleados algunos hongos en la alimentación, como el champiñón, las trufas y las colmenillas. El uso de los hongos debe ser muy cuidadoso, ya que algunas especies son venenosas incluso, algunos contienen más de cinco venenos mortales. La fertilidad de los suelos está determinada, en gran medida, por la acción de los hongos y las bacterias sobre los organismos, ya que descomponen sus restos en sustancias útiles a las plantas. Existen hongos que se unen a determinados organismos unicelulares fotosintetizadores, formando un solo individuo, el liquen. Los líquenes se emplean en la fabricación de colorantes, perfumes y medicinas, ya que numerosos líquenes contienen sustancias que son empleadas en el tratamiento de heridas y quemaduras. Además, estos son de gran importancia en la naturaleza como formadores de suelos. Ejercicios 1. Qué características presentan los hongos que los diferencian de bacterias y protistas? 2. Expresa dos semejanzas entre bacterias, protistas y hongos. 3. Elabora un cuadro comparativo entre bacterias, protistas y hongos. Las plantas. Las plantas son organismos pluricelulares, autótrofos, que presentan clorofila y están constituidos por células eucariotas con pared celular. Es necesario que conozcas que, entre las plantas, se encuentran algunas especies unicelulares. En las plantas no todos los grupos de células son iguales. A los grupos de células que, en conjunto, realizan una función determinada en el organismo se les llama tejidos. A su vez, los tejidos generalmente constituyen órganos; por ejemplo las raíces, los tallos y las hojas de las plantas con flores. Los tejidos y los órganos determinan, en las plantas que los presentan, una mayor complejidad estructural en el cuerpo, ya que están especializados en la realización de las funciones que mantienen su vida y la continuidad de la especie. Son conocidas como plantas vasculares aquellas plantas que presentan tejidos y órganos. Nuestro país posee una gran riqueza de plantas endémicas, que son aquellas propias u originarias de un área o país. En Cuba constituyen verdaderos tesoros naturales, que 11

12 debemos cuidar para el disfrute de las actuales y futuras generaciones; tenemos una altísima responsabilidad en este sentido. Las plantas desempeñan una importante función en la naturaleza. Cuando las plantas realizan la fotosíntesis se van formando sustancias alimenticias y se libera dioxígeno. Las sustancias alimenticias son utilizadas por las plantas, pero además por otros organismos, entre ellos, tú. Además de ser fuente de alimento y dioxígeno, son lugar de protección y vivienda de numerosos organismos y protege a los suelos de la erosión. Las algas. Las algas son plantas que has observado sobre los arrecifes o las arenas de las costas, después de un fuerte oleaje, o en lagos, ríos o presas, formando capas de color verde en sus aguas. Las algas son plantas acuáticas, por lo que las funciones fundamentales las realizan en este medio ambiente, y no presentan ningún tipo de estructura especial, como son tejidos y órganos. El dióxido de carbono, las sales minerales y el dioxígeno, requeridos en la elaboración de sustancias alimenticias y en la liberación de energía, pasan disueltas en el agua a través de toda la superficie del cuerpo y llega a cada una de las células que lo forman, lo que posibilita el desarrollo y el crecimiento del organismo. La reproducción, que puede ser asexual y sexual, ocurre necesariamente en el medio acuático, siendo este muy propicio para la dispersión de esporas y gametos, además del lugar donde ocurre la fecundación. El cuerpo puede presentar numerosas formas. Se conocen especies filamentosas, otras formando láminas aplanadas y muchas se confunden con estructuras que semejan los órganos de las plantas vasculares. Algunas especies son microscópicas y unicelulares, y otras llegan a medir muchos metros de longitud. Aunque todas poseen clorofila, existen numerosas especies que poseen, además otros pigmentos, los cuales enmascaran el color verde, distinguiéndose, además de las algas verdes, las llamadas algas pardas y algas rojas. En los mares cubanos, son características entre las algas pardas, el sargazo y la padina y, como representantes de las algas rojas, el Bryothamnion y la laurencia. Entre las algas rojas y pardas se encuentran especies que sirven de alimento al hombre y a algunos animales, muy consideradas por el alto valor nutricional que presentan. De las algas rojas se obtiene el agar-agar, sustancia utilizada en trabajos de laboratorio con microorganismos y en las industrias farmacéuticas y alimentaria. Entre las algas verdes, existen especies unicelulares, como la clorela, de gran importancia en la purificación de aguas albañales, las que, después de ser descontaminadas, se usan para regar campos cultivados. 12

13 Según investigaciones realizadas, se conoce que, de algunas especies de lagas primitivas, adaptadas a resistir períodos cada vez mayores fuera del agua, se originaron las primeras plantas terrestres. A partir de ellas y en el lento transcurso de la evolución, fue poblándose la tierra de las más diversas especies de plantas, algunas de las cuales solo conocemos por sus restos fósiles. La formación de tejidos y órganos constituyó una adaptación a la vida en la tierra: unos tejidos son de importancia en la absorción del agua del suelo; otros, de importancia en la conducción de esta hacia todas las células del cuerpo y, otros, que evitan su desecación. A continuación comenzarás a estudiar los tejidos mediante el ejemplo de una planta con flores. Recubriendo externamente a toda la planta, se encuentran los tejidos protectores. Uno de estos, propio de las partes verdes de la planta, presenta las células muy unidas entre sí, las cuales están cubiertas por una sustancia que forma una cutícula, constituida por una sustancia impermeable que impide la pérdida de agua contenida en la planta por la acción del aire y los rayos solares. Pero, como conoces, entre los organismos y el medio ambiente es fundamental el intercambio de sustancias. Esto se logra en las plantas porque, de tramo en tramo, en el tejido protector se encuentran unos poros, que pueden abrirse y cerrarse y que forman parte de unas estructuras llamadas estomas, localizadas fundamentalmente en las hojas y también en los tallos jóvenes. A través de estos estomas ocurre el intercambio de gases (dioxígeno, dióxido de carbono y vapor de agua), necesarios en la realización de funciones muy importantes para la planta, como son la fotosíntesis, la respiración y la transpiración. En determinada zonas cercanas a los extremos de las raíces, las células del tejido protector se alargan y no presentan cutícula, lo que constituyen los pelos radicales, que tienen gran importancia para las plantas pues, a través de ellos ocurre la absorción de agua y sales minerales del suelo. Por ser organismos que realizan la fotosíntesis, todas las plantas presentan células con clorofila, donde ocurre esta función. A diferencia de las algas, esas células se encuentran en órganos expuestos a los rayos solares, como son las hojas y los tallos jóvenes; constituyen el tejido fotosintético, en el que elaboran las sustancias alimenticias necesarias en el crecimiento y desarrollo de la planta, y de las cuales obtiene la energía imprescindible en la realización de sus funciones. Las sustancias alimenticias elaboradas que no son utilizadas de inmediato por la planta; son almacenadas en los tejidos de reserva, los que se caracterizan porque sus células tienen determinados plastidios y vacuolas. En todas las plantas que se han adaptado a la vida en la tierra se encuentran los tejidos de conducción cuya función es el transporte de sustancias. Presentan células alargadas dispuestas una a continuación de las otras que constituyen vasos, razón por la que se les llama plantas vasculares. 13

14 Todas las plantas vasculares se encuentran fijadas al suelo por la raíz. Entre las adaptaciones a la vida en la tierra se encuentran los tejidos de sostén, cuyas células están impregnadas de sustancias que le proporcionan solidez a la planta, de importancia para mantener una forma definida y elasticidad para resistir el batir del viento. Estos tejidos se pueden encontrar asociadas a los tejidos de conducción, que también intervienen en el sostén de muchas plantas. La resina de los pinos, los aceites de los cítricos y el néctar de las flores son sustancias secretadas por los tejidos secretores, los cuales se encuentran en algunas plantas. En todas las plantas se encuentran células con la propiedad de dividirse y dar lugar a otras células; estas constituyen los tejidos de crecimiento. Los encontramos en todos los puntos de crecimiento de las plantas; en los extremos de las raíces y en las yemas de los tallos. Habrás notado que existe una estrecha relación entre las características de las células de los tejidos y la función que ellos realizan, lo cual se debe a la especialización de las células, de importancia en la adaptación al medio ambiente terrestre. Órganos de las plantas. Los órganos de las plantas están formados por diferentes tejidos. En cada órgano, los tejidos que lo forman garantizan su protección, sostén, crecimiento, reparación de partes dañadas, así como la energía necesaria en sus funciones. A su vez, cada órgano está especializado en la realización de una o varias funciones, y su estructura, forma y posición en el cuerpo de la planta se encuentran plenamente relacionados con ellas. Por ejemplo, la raíz tiene, como funciones: absorber agua y sales minerales del suelo y la fijación a este de los órganos aéreos. La raíz fija la planta al suelo y, mediante ella, se absorbe agua y sales minerales, pero esas sustancias deben llegar a las hojas, que son fundamentalmente los órganos encargados en elaborar las sustancias deben llegar a las hojas, que son fundamentalmente los órganos de elaborar las sustancias alimenticias mediante la fotosíntesis. El tallo tiene la función de posibilitar el paso de esas sustancias hacia las hojas, además de sostenerlas; pero, tanto el tallo como la raíz, necesitan de sustancias alimenticias fabricadas en las hojas. En todas las plantas se encuentran estructuras reproductoras, las cuales, en las vasculares, por presentar tejidos, generalmente constituyen órganos. En los órganos reproductores se forman las células reproductoras que intervienen en la reproducción. El desarrollo alcanzado por estos órganos no es igual en todos los tejidos vasculares, llegando en algunos a encontrarse en conos, alcanzando su mayor especialización en las plantas que presentan flores. A diferencia de otros grupos, en las coníferas y las angiospermas el embrión se encuentra en la semilla. Ejercicios 1. Explica por qué son consideradas las algas como las plantas más sencillas. 14

15 2. Menciona razones que justifiquen la importancia de las algas. 3. Compara los tejidos de las plantas vasculares en cuanto a características de sus células y funciones. 4. Explica, mediante un ejemplo, cómo la función de un órganos de una planta vascular influye en el funcionamiento del organismo como un todo. 5. Compara las algas y las plantas vasculares. Musgos. Los musgos son plantas de pequeño tamaño, habitan en lugares húmedos y sombríos y se presentan en la naturaleza formando manchas verdes de diversos tamaños. El cuerpo de los musgos está formado por hojitas, que son estructuras pequeñas y estrechas, semejantes a hojas. Estos se encuentran sostenidos por un eje semejante a un tallito corto. Estas plantas se fijan al suelo mediante rizoides, estructuras ramificadas por medio de las cuales absorben el agua con las sales minerales disueltas. Los musgos, como todos los organismos, se reproducen. Muchos de ellos presentan órganos sexuales femeninos y masculinos en la misma planta, que constituye la fase formadora de gametos, o también pueden encontrarse en plantas separadas. La fase formadora de gametos posee clorofila y tiene vida independiente. En presencia del agua, se realiza la fecundación, cuando el gameto masculino nada hasta alcanzar el gameto femenino. Como resultado de este proceso, en el órganos sexual femenino se origina un huevo o cigote, del cual se desarrolla un pedúnculo, que posee en su extremo a la estructura formadora de esporas. Estos últimos, que carecen de clorofila, se nutren a expensas de la pequeña plantica verde, y no pueden tener vida independiente; constituyen la fase formadora de esporas de la reproducción de estas plantas. Cuando una espora madura y cae en condiciones favorables, germina y origina un filamento verde, del que nace la nueva planta. Estas fases se suceden una a la otra, alternándose, y de conjunto constituyen el ciclo de vida de estas plantas. Podemos plantear que los musgos son plantas pequeñas, con estructuras semejantes a tallos, hojas y raíces, que poseen en su ciclo de vida una fase formadora de gametos más desarrollada y de vida independiente, y otra formadora de esporas, menos desarrollada y dependiente de la plantica verde donde se forman los gametos. La distribución de los musgos en la Tierra es muy amplia. Se encuentran en los climas fríos, en las zonas templadas y en los trópicos, donde alcanza su mayor diversidad. La mayor parte de los musgos crece en el suelo, en las rocas, en las ramas y los troncos de los 15

16 árboles, en los suelos encharcados donde predominen condiciones de humedad y poca iluminación. Aunque son plantas terrestres, son primitivas, pues su cuerpo no está totalmente adaptado al medio ambiente. Por qué entonces pueden vivir en la tierra firme? Como ya conoces, en la fase formadora de gametos existen estructuras sencillas, como los tallitos y las hojitas, que realizan la fotosíntesis, al igual que los rizoides, que les permiten fijarse al suelo y absorber el agua y las sales minerales, las que son conducidas hacia las partes superiores de la pequeña plantica, mediante células alargadas de gran sencillez, ya que en estas plantas todavía no se ha desarrollado un verdadero tejido conductor; esta es la razón por la cual constituyen una excepción entre las plantas vasculares. Sin embargo, a pesar de presentar estas adaptaciones, que les permiten vivir en la tierra firme, en los musgos se observa la dependencia del agua como condición indispensable en su reproducción. Los musgos, aunque son plantas de gran sencillez, tienen importancia en la naturaleza. En muchos casos, crecen sobre las superficies y grietas desnudas de las rocas, donde se acumulan sus restos, los cuales se descomponen y forman parte del suelo, sobre el que pueden vivir otras plantas y llegar a cubrir toda la zona. Por este motivo son considerados formadores del suelo y, además, colonizadores de lugares donde, para otros organismos, la vida no es posible. Ejercicios 1. Menciona qué características le han permitido a los musgos adaptarse a vivir en tierra firme. 2. Por qué podemos plantear que los musgos no se han independizado totalmente del medio ambiente acuático? 3. Qué característica fundamental puedes plantear que diferencia a los musgos, como una excepción dentro de las plantas vasculares? Helechos Los helechos son plantas vasculares primitivas que poseen verdaderas raíces, tallos y hojas. Si observas algunas de estas plantas distinguirás el tallo subterráneo que puede ser alargado o bien corto y recto, del que se originan hojas, generalmente grandes, de color verde, donde se forman las esporas, y se elaboran las sustancias alimenticias, ya que son organismos autótrofos. Del tallo también crecen raíces, que le permiten a la planta fijarse al suelo y absorber el agua con las sales minerales disueltas, las que son transportadas junto con las sustancias alimenticias, a toda la planta por el tejido de conducción. Estas plantas se encuentran recubiertas externamente por el tejido de protección que presenta estomas, a través de los cuales se produce el intercambio de gases. 16

17 Los helechos presentan un ciclo de vida con dos fases independientes. En determinadas épocas del año, generalmente en el envés de las hojas, se aprecian unos abultamientos carmelitas que contienen las estructuras donde se forman y maduran las esporas. Esta planta que forma esporas en determinadas épocas del año constituye la fase formadora de esporas de la reproducción de los helechos. Cuando una de las estructuras que contienen las esporas se rompe, éstas últimas son diseminadas por el viento y, si alcanzan un lugar con condiciones favorables de humedad y temperatura, germinan y originan una estructura muy simple y pequeña cuya forma es similar a la de una lámina acorazonada, con rizoides y clorofila, denominada protalo. Este es de corta vida e independiente, y en él se encuentran los órganos formadores de gametos masculinos y femeninos. El protalo es una planta simple que pasa inadvertida y constituye la fase formadora de gametos de la reproducción de los helechos. La reproducción de estas plantas requiere de la presencia de agua, pues mediante esta, en el protalo, el gameto masculino nada hasta alcanzar el gameto femenino y se efectúa la fecundación como resultado de la cual se forma un cigote, del que se origina la planta de helecho. Si analizas la reproducción de estas plantas, podrás darte cuenta de que tienen dos fases bien definidas, que se suceden una a la otra, con alternancia; cada una tiene vida independiente y constituyen, en su conjunto, el ciclo de vida de los helechos, que todavía dependen del agua en su fecundación, lo que limita la vida de estas plantas en la tierra y demuestra su carácter primitivo, pues no están totalmente adaptadas al medio ambiente terrestre. Los helechos son plantas vasculares, con raíces, tallos y hojas; que poseen en su ciclo de vida dos fases independientes, de las cuales la fase formadora de esporas es más desarrollada en relación con la fase formadora de gametos, el protalo. Desde el punto de vista de su adaptación constituyen uno de los primeros grupos de plantas que se adaptaron al medio ambiente terrestre, se han desarrollado tejidos más especializados como respuesta adaptativa, lo que ha dado origen a estructuras que realizan funciones más eficientes, como raíces verdaderas y tejido de conducción así como la presencia de tejido de protección con estomas, que evita la desecación y garantiza el intercambio de gases pero mantienen una condición que los limita y evidencia que su adaptación a la tierra no es total; y es la necesidad del agua, mediante la cual se efectúa la fecundación y se puede completar el ciclo de vida. Los helechos tienen una gran diversidad. Se encuentran distribuidos por todas las zonas climáticas y alcanzan su mayor diversidad, desarrollo y número de especies en las zonas 17

18 tropicales, lugares donde existen condiciones ambientales óptimas. Algunas especies se han adaptado a vivir a pleno sol. Los helechos contribuyen, como todas las plantas, a enriquecer la atmósfera con el dioxígeno que desprenden como resultado de la fotosíntesis. Además, tienen valor ornamental, pues embellecen con su diversidad de formas, a parques, jardines y bosques. Muchos helechos tienen propiedades medicinales y curativas; por ejemplo, la calaguala, empleada contra los dolores reumáticos y el culantrillo de pozo cuyas hojas son utilizadas para combatir estados catarrales. Hasta aquí podemos resumir que a partir de organismos eucariotas primitivos se originaron las plantas. Como primer grupo se encuentran las algas. Algunas especies de lagas verdes primitivas se adaptaron a vivir fuera del medio ambiente acuático, durante períodos cada vez mayores; estos fueron los antecesores de las primeras plantas terrestres. Es indudable que la resistencia a la desecación constituyó una variación hereditaria favorable; esto posibilitó sobrevivir a las algas que la poseían y dejar un mayor número de descendientes en las nuevas condiciones de vida, por acción de la selección natural. La integración de los factores causales de la evolución posibilitó el surgimiento de las primeras plantas terrestres. A partir de estas plantas terrestres primitivas, surgieron los musgos y los helechos, plantas parcialmente adaptadas al medio ambiente terrestre, pues todavía dependen del agua en su reproducción. Ejercicios Coníferas. 1. Qué condiciones requieren los helechos en su vida? 2. Cuál es la fase más desarrollada y que predomina en el ciclo de vida de los helechos? Ocurre los mismo en el ciclo de vida de los musgos? Explique su respuesta. 3. Menciona tres de las principales adaptaciones que presentan los helechos al medio ambiente terrestre. 4. Qué características presentan los helechos que los diferencias de los musgos y de las algas? 5. Explica por qué las algas, los musgos y los helechos, aunque presentan diferencias notables, son plantas. Al saborear un mango, una guayaba, un anón o una habichuela, habrás notado que las semillas se encuentran protegidas por una parte del fruto. No todas las plantas que producen 18

19 semillas las tienen en esa forma. Existen otras que, por el contrario, las presentan descubiertas o desnudas. Las plantas que se caracterizan por presentar la semilla descubierta son conocidas como gimnospermas. El término gimnosperma procede de las palabras griegas gymnos, desnuda y sperma, semilla. Existe diversidad entre las plantas que presentan semillas descubiertas; entre estas encontramos las denominadas cicas como la palma corcho, endémica de la provincia de Pinar del Río y considerada como fósil viviente, ya que es una especie sobreviviente de la flora de tiempos remotos. Un grupo importante de plantas con semillas desnudas y más numeroso que las cicas, es el de las coníferas; entre estas, encontramos especies de pinos, araucarias y sabinas. Al observar un pino, se destaca una raíz de considerable profundidad, con un eje central muy largo, que asegura la fijación de la planta, la protege de la acción violenta de los vientos y le permite la absorción del agua a grandes profundidades. El eje profundo de la raíz se continúa con la parte aérea de la planta formando el tallo, constituido por un eje único con abundante tejido de crecimiento en su extremo superior; si este extremo es dañado por el viento o el hombre, el árbol se afecta en su crecimiento en longitud; además, el tallo crece en grosor. Del eje principal del tallo salen las ramas laterales, que son de mucho menor tamaño que este. Estas plantas se caracterizan por presentar, en el tallo, un abundante tejido secretor, que secreta una sustancia olorosa, la resina, que es de gran importancia en la planta ya que impide la entrada de microorganismos que pueden dañarla. Las hojas son siempre verdes, de forma variada y de superficie pequeña; en el caso de los pinos, tienen forma de aguja que, según la especie, se agrupan de manera distinta. Las hojas están cubiertas por una gruesa cutícula que impide la pérdida del agua del organismo y le permite adaptarse a climas secos; también, poseen estomas que garantizan el intercambio gaseoso entre los tejidos del organismo y el medio ambiente. En las hojas se realiza la fotosíntesis. Las coníferas poseen tejidos de conducción, constituidos por vasos, por los cuales circulan agua, sales minerales y sustancias alimenticias; estos tejidos permiten la conducción de estas sustancias a largas distancias en el interior del organismo y les brinda resistencia y elasticidad a las plantas. En las ramas jóvenes de los pinos, como representantes de las coníferas, se observan los conos, formados por escamas dispuestas alrededor de un eje central, en las que se encuentran las estructuras reproductoras y se desarrollan las esporas en cuyo interior se 19

20 forman los gametos; los conos más pequeños y de color amarillento, son los masculinos y los de mayor tamaño, de color carmelitoso, los femeninos. Los conos femeninos se encuentran en los extremos de las ramas jóvenes y cada escama presenta en su base dos estructuras de forma ovoide, en cuyo interior se encuentran los óvulos. Estas estructuras reciben el nombre de primordios de semilla. En las escamas de los conos masculinos se encuentran los granos de polen, en cuyo interior se originan los gametos masculinos, los cuales presentan, a ambos lados, dos estructuras llenas de aire que les permiten ser trasladados fácilmente a grandes distancias por el viento. Grandes cantidades de granos de polen son trasladadas por el aire y caen sobre los conos femeninos; estos granos de polen llegan a los primordios de semilla y, de esta forma, se produce la polinización ; este tipo de polinización, que depende del aire, es característico de las coníferas. Una vez ocurrida la polinización, se forma el tubo polínico, por el cual son trasladados los gametos masculinos hasta el óvulo y, al unirse a este, ocurre la fecundación. En la fecundación de estas plantas no es necesaria la intervención del agua. Una vez ocurrida la fecundación, los conos femeninos comienzan a crecer y sus escamas se vuelven duras; cuando maduran, se separan las escamas y llevan en su base dos semillas desnudas, que son resultado de la transformación de los primordios de semillas. Cada semilla contiene el embrión y está provista de un ala, que facilita su dispersión por el viento. Cuando la semilla cae en el suelo y las condiciones son favorables para su desarrollo, se origina una nueva planta. Podemos llegar a la conclusión que las coníferas son plantas con hojas de pequeña superficie, siempre verdes, raíces profundas, órganos reproductores en cono, y semilla desnudas. Las coníferas en general son plantas muy diversas. Algunas pueden vivir miles de años y ser muy altas. Las araucarias, al igual que los pinos, son coníferas. Su gran tamaño las hace vistosas y elegantes; presentan la copa generalmente en forma cónica. Sus ramas se disponen alrededor del tallo a modo de pisos; por este motivo una de sus especies es conocida con el nombre de siete pisos. Existen otras coníferas que no alcanzan la altura de los pinos, como la tuya, el ciprés y la sabina, las cuales presentan sus hojas pequeñas, muy numerosas, en forma de escamas y unidas a ramas cortas. En Cuba encontramos diferentes especies de pinos: el pino hembra o blanco, que presenta sus agujas reunidas en grupos de a dos, al igual que el pino de Mayarí; el pino macho o 20