Introducción. Por qué las abejas mueren después de picar?

Transcripción

1 CÓMO SE RELACIONAN LOS COMPONENTES DEL MUNDO? Qué estrategias han desarrollado los seres vivos para defenderse del ataque de otros seres vivos? Introducción Figura 1. Picadura de avispa Por qué las abejas mueren después de picar? 1

2 Objetivos de aprendizaje Verificar las estrategias que han evolucionado en los seres vivos para la defensa frente a los ataques de otros seres vivos Ilustrar los mecanismos morfológicos de defensa de los animales Diferenciar las estrategias de defensa química de los animales Distinguir los mecanismos de defensa que presentan las plantas frente a la herbivoría Actividad 1 Mecanismos de defensa La morfología es la disciplina encargada del estudio de la estructura de un organismo; los cambios que se realizan en estos y en su estructura externa, le permiten confundirse con el medio: imitar formas, colores de animales más peligrosos. Las formas de adaptaciones morfológicas tienen dos características: 1. Imitaciones adaptativas: a) El camuflaje b) El mimetismo c) Coloración de advertencia 2. Adaptaciones estructurales 1. IMITACIONES ADAPTATIVAS Figura 2. Mecanismos de defensa. Lagarto de cuernos El camuflaje: es el mecanismo que permite a los organismos ocultarse o hacerse poco visibles para sus presas o depredadores. Tiene la habilidad de confundirse con el medio ambiente, imitar formas, colores de animales más peligrosos o contar con estructuras que permiten una mejor adaptación al medio. (Figura 3) Figura 3. Insecto Palo (Clonopsisgallica) 2

3 El mimetismo: consiste en la apariencia que toma un organismo con respecto a otro, se puede entender como la semejanza en apariencia de algunos organismos inofensivos para parecerse a otros que son peligrosos o desagradables. Figura 4. Serpientes de coral o serpientes rabo de ají Figura 5. Falsa coral o serpiente rey (Lystrophissemicinctus) Coloración de advertencia: Algunos animales han evolucionado hacia coloraciones brillantes y patrones llamativos, como señal de advertencia para sus depredadores y presas. Un ejemplo claro son las mariposas venenosas y las salamandras. Figura 6. Mariposa Monarca (Danausplexippus) 2. ADAPTACIONES ESTRUCTURALES Los cambios en los organismos a nivel de sus estructuras, o los órganos que los hacen más eficientes o se especializan en su entorno para garantizar el éxito reproductivo. Un ejemplo de estas adaptaciones es la que se presenta en las piezas dentales de los mamíferos o en algunas plantas (cactus) para mejorar los procesos de fotosíntesis, captación de nutrientes y defensa de los depredadores. Figura 7. Cactus (Cylindropuntia). Figura 8. Grillo (Orthoptera) 3

4 Algunos organismos debido a cambios en el hábitat y a procesos adaptativos en general, difieren de su especie original (Fig. 9 y 10). Cambios morfológicos Figura 9. Bistonbetularia forma typica Figura 10. Bistonbetularia forma carbonaria. Reúnete con dos compañeros y expresen dos ejemplos de camuflaje y dos de mimetismo. Actividad 2 Venenos en vertebrados e invertebrados Figura 11. Animales venenosos Algunos organismos utilizan una toxina o veneno para matar a su presa o para defenderse. Entregan la toxina con órganos especializados, como aguijones, colmillos, colmillos huecos, una trompa, o tentáculos. (Figura 11). Algunos venenos (neurotóxica) atacan el sistema nervioso, causando dolor, parálisis y finalmente la muerte por insuficiencia cardiaca o pulmonar; Ejemplo: cobras, pez piedra, arañas viuda negra y escorpiones utilizan neurotóxicas. Otro veneno 4

5 (hemotoxina) ataca el sistema circulatorio, causando dolor, hinchazón y cambios en la sangre; Ejemplo: serpientes de cascabel, avispas, víboras y algunas arañas utilizan hemotoxina. (Figura 12). El veneno en los cazadores hace de estos un enemigo silencioso, causando en sus presas una muerte dolorosa, sin opciones de lucha. El veneno aparece y desaparece a lo largo de la historia de los animales, sin poder establecer un patrón evolutivo, aunque la capacidad de cazar activamente y de defensa por medio de venenos suele aparecer en grupos evolucionados. Figura 12. Avispa Los venenos suelen ser sustancias de síntesis compleja, y los animales no pueden emplear mucha energía en formarlas, ya que la necesitan para otras funciones (las plantas, sin esas restricciones, son mucho mejores productoras). Además, las estructuras dedicadas a inocularlas también son complejas y no pueden formarse en poco tiempo. Venenos en vertebrados e invertebrados Entre los invertebrados la utilización del veneno se encuentra en un gran número de especies, entre ellas medusas, anémolas, caracoles, pulpos e insectos. Entre el grupo de los insectos las abejas y las avispas. Pero si colocamos como referencia aquellos venenos que causan daños al ser humano, el número de especies se reduce significativamente. (Figura 13). Figura 13. Medusa venenosa El veneno en animales vertebrados En el proceso evolutivo de los vertebrados un ejemplo claro de utilización de veneno como una estrategia de caza, se observa en los dragones de Komodo, estos lagartos actúan secretando bacterias tóxicas en sus bocas, con los trozos de carne putrefacta que queda enganchada entre sus dientes. Cuando muerden a una presa, las bacterias pasan a la herida y provocan infección. El dragón de Komodo sólo tiene que seguirla durante unas horas y esperar a que la presa muera producto de la infección de sus heridas (Figura 14). Figura 14. Dragón de Komodo 5

6 Entre los vertebrados las serpientes han desarrollado la capacidad de producir e inocular venenos,- mostrándose como una evidencia evolutiva la disposición de sus dientes que son retráctiles y huecos (Figura 15). Existen dos tipos de venenos: Figura 15. Serpiente coral Tabla 1. Características de los venenos. Información tomada y modificada Venenos citotóxicos Venenos Neurotóxicos Veneno Hemotóxicas Tienen como punto de acción Tienen como punto de acción los Ataca el sistema circulatorio, las células vivas del cuerpo nervios del cuerpo atacando las causando dolor, hinchazón y de la víctima, y su acción zonas de los músculos por donde cambios en la sangre; serpientes se centra en la destrucción se envían las señales nerviosas, de cascabel, víboras y algunas de las estructuras de estas, produciendo como resultado temblores, arañas utilizan hemotoxina. produciendo la inflamación, perdida de sensibilidad e incluso la cambio de la calidad de la muerte por asfixia cuando atacan sangre, y descomposición del los nervios del sistema muscular del tejido, causando cuadros de pecho, que es donde se encuentran los gangrena y hasta la muerte. músculos que permiten la respiración. Es un veneno característico Este tipo de veneno es característico de las Mapana y Patoco. de la Serpiente de Coral, Cascabel, Ranas Venenosas e Invertebrados marinos. A continuación se describen algunos ejemplos de especies que utilizan el veneno para cazar, o como mecanismo de defensa. Insectos La escolopendra puede inocular un potente tóxico con sus mandíbulas. Con él paralizan y en parte disuelven el cuerpo de sus víctimas. La combinación de franjas amarillas y negras es exclusivas de la especie (Figura 16). Figura 16. Escolopendra 6

7 Mamíferos El Ornitorrinco, inyecta veneno a través del espolón de una de sus patas traseras, su picadura causa intensos dolores en humanos. El ornitorrinco es una de las dos especies únicas venenosas de mamíferos, la otra especie es la musaraña. (Figura 17). Figura 17. Ornitorrinco Aves El Pitohui de Nueva Guinea es la primera ave en la que se ha descubierto que utiliza veneno como medio de defensa. El veneno es conocido como homobatracotoxina, se concentra principalmente en las plumas y la piel del ave, Las plumas más tóxicas son aquéllas localizadas en la barriga, pecho y piernas de los pájaros (Figura 18). Figura 18. Ave de Nueva Guinea Figura 19. Pez Globo Figura 20. Fragata portuguesa Peces Muchos peces han desarrollado toxinas principalmente como defensa ante sus depredadores. Los peces escorpión pueden inocular veneno con los radios espinosos de su aleta dorsal, pélvica, donde tienen glándulas venenosas. Entre los peces venenosos más conocidos se encuentran el pez gato y el pez globo (Figura 19). Invertebrados marinos Los cnidarios son animales en forma de saco, sus células se han especializado, ya que se diferencian células musculares sensoriales e incluso nerviosas (Figura 20). La fragata portuguesa, posee un veneno que afecta directamente el torrente sanguíneo, produce contracción involuntaria de los músculos o parálisis, llegando a la muerte en algunos casos. Las quemaduras ocasionadas por el contacto de los tentáculos pueden ocasionar cicatrices para toda la vida. 7

8 Reúnete con dos compañeros y den tres ejemplos de animales invertebrados que utilicen el veneno como mecanismo de defensa o de caza. De las figuras 21, 22, 23 y 24, marca con una X la que consideres es venenosa. Justifica tú respuesta. Figura 21. Pez escorpión Figura 22. Llama de Perú Figura 23. Escorpión Figura 24. Rana Dendrobates pulmilio 8

9 Actividad 3 La serpiente coral y su homóloga no venenosa (falsa coral). Figura 25. Serpientes de coral o serpientes rabo de ají (Micrurusfrontalis) Figura 26. Falsa coral o serpiente rey (Lystrophissemicinctus) Las serpientes tienen un cuerpo alargado, muy flexible y cubierto totalmente por escamas córneas, ausencia de párpados y oído externo. La piel cambia con cierta periodicidad, se desprende como una pieza única a partir de los labios. Se alimentan de animales vivos que tragan enteros, especialmente mamíferos y aves. Responde: Qué ventaja adaptativa conlleva para una falsa coral parecerse a una verdadera? 9

10 Reúnete con dos compañeros y den tres ejemplos de animales invertebrados que utilicen el veneno como mecanismo de defensa o de caza. Figura 27. Diferencias entre serpiente coral y falsa coral Figura 28. Diferencias entre serpiente coral y falsa coral Figura 29. Diferencias entre serpiente coral y falsa coral De las siguientes imágenes marca con una X la que corresponde a una falsa serpiente coral. Justifica la respuesta. Figura 30. Serpiente Figura 31. Serpiente 10

11 Figura 32. Serpiente Figura 33. Serpiente Actividad 4 Mecanismos químicos y morfológicos de defensa en las plantas Las plantas constituyen la base de la alimentación gracias a su capacidad para sintetizar glucosa utilizando energía solar, mediante un proceso conocido como fotosíntesis. En muchas ocasiones las plantas tratan de disuadir a los herbívoros que pretenden ingerirlas, para ello se han desarrollado dos mecanismos de protección: el mecánico y el químico. Protección mecánica Se basa en una gran variedad de estructuras defensivas externas sobre flores, tallos, hojas y frutos, del tipo espinas, aguijones, glándulas, pelos, etc. que adoptan formas y disposiciones muy diversas y se han desarrollado a partir de la modificación de hojas, estípulas, brácteas y otras partes de la planta. Protección química o metabolismo secundario Está relacionada con la capacidad de muchas plantas de sintetizar una gran cantidad de biocompuestos (toxinas) llamados a veces metabolitos secundarios ya que no intervienen de forma directa en los procesos metabólicos primarios. Figura 34. Cactus Figura 35. Ortiga. (Úrtica dioica) 11

12 El metabolitos secundario en las plantas Los metabolitos secundarios de origen vegetal se encuentran generalmente como mezclas de compuestos en compartimientos. Suelen variar en su concentración y presencia en las distintas partes de la planta y según la etapa de desarrollo. Algunos de ellos, ya presentes en la planta de origen, suelen activarse como compuestos de defensa o aumentar en su concentración, ante estímulos externos. También se producirán otros nuevos como mecanismo de defensa de la planta. Reúnete con dos compañeros y describan dos plantas que utilizan protección mecánica, y dos que usen protección química como defensa. En el mapa conceptual se hace referencia a las adaptaciones morfológicas Adaptaciones morfológicas Pueden ser Imitaciones adaptativas Adaptaciones estructurales Camuflaje Mimetismo Coloración de advertencia Figura 36. Adaptaciones morfológicas 12

13 Herbívoros Repelencia Disuasión Toxicidad Plantas Plantas Microorganismos Inhibición de crecimiento toxicidad Plantas competitivas Inhibición de germinación crecimiento de plántulas Figura 37. Mecanismo de protección de las plantas Consulta y responde 1. Cómo se fabrica el suero antiofídico? 2. Que plantas conoces en tú contexto que utilicen defensa mecánica y química, nombra dos ejemplos de cada una: 13

14 Lista de figuras Figura 1. Picadura de avispa Figura 2. Mecanismos de defensa. Lagarto de cuernos. Van, E. (2005, diciembre 22). Flat-tail Horned Lizard. [Fotografía]. Obtenido de: Figura 3. Insecto Palo (Clonopsisgallica). Obtenido de: Figura 4. Serpientes de coral o serpientes rabo de ají. Obtenido de: Figura 5. Falsa coral o serpiente rey. Obtenido de: (Lystrophissemicinctus)... Figura 6. Mariposa Monarca (Danausplexippus). Obtenido de: Figura 7. Cactus (Cylindropuntia). Obtenido de: Figura 9. Bistonbetularia forma typica. Obtenido de: Figura 10. Bistonbetularia forma carbonaria. Obtenido de: Figura 11. Animales venenosos Figura 8. Grillo (Orthoptera). Obtenido de: Figura 12. Avispa. Materialscientist. (2005, Junio 6). Female Ichneumon wasp. [Fotografía]. Obtenido de: Figura 13. Medusa venenosa. Michelejennae. (2014, 0ctubre). Medusa. [Fotografía]. Obtenido de: Figura 14. Dragón de Komodo. Somma, R. (1980, Enero 01). Komodo dragon. [Fotografía]. Obtenido de: Figura 15. Serpiente coral. Kamalnv. (2008, Octubre 25). The Indian cobra. [Fotografía]. Obtenido de: Figura 16. Escolopendra. Finklez. (2007, Julio 31). Scolopendra cingulata, a scolopendromorph 14

15 centipede. [Fotografía]. Obtenido de: Figura 17. Ornitorrinco. Ptyx. (1998, diciembre 31). Platypus Ornithorhynchus anatinus. [Fotografía]. Obtenido de: Figura 18. Ave de Nueva Guinea. Sabine s Sunbird. (2008, septiembre 2). Brown-headed para dise-kingfisher. [Fotografía]. Obtenido de: New_Guinea#mediaviewer/File:Brown-headed_Paradise-Kingfisher.jpg Figura 19. Pez Globo. Bricktop. (2006, Noviembre 9). Arothron meleagris. [Fotografía]. Obtenido de: NPS_1.jpg Figura 20. Fragata portuguesa. Biusch. (2011, Marzo 19). Portuguese man o war in Tayrona National Park, Colombia. [Fotografía]. Obtenido de: _ war#mediaviewer/file:physalia_physalis,_tayrona_national_park,_colombia.jpg Figura 21. Pez escorpión. Obtenido de: Rotfeuerfisch.jpg Figura 22. Llama de Perú. Obtenido de: chu-picchu / Figura 23. Escorpión. Obtenido de. Figura 24. Rana Dendrobates pulmilio. Obtenido de. drobates_pumilio.jpg Figura 25. Serpientes de coral o serpientes rabo de ají. Obtenido de: (Micrurusfrontalis) upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cb/micrurus_tener.jpg Figura 26. Falsa coral o serpiente rey. Obtenido de: (Lystrophissemicinctus)... dia.org/wikipedia/comemos/a/a/red. Figura 27. Diferencias entre serpiente coral y falsa coral Figura 28. Diferencias entre serpiente coral y falsa coral Figura 29. Diferencias entre serpiente coral y falsa coral Figura 30. Serpiente Figura 31. Serpiente Figura 32. Serpiente Figura 33. Serpiente Figura 34. Cactus Figura 35. Ortiga. (Úrtica dioica) 15

16 Figura 36. Adaptaciones morfológicas Figura 37. Mecanismo de protección de las plantas Lista de tablas Tabla 1. Características de los venenos. Información tomada y modificada de: planetazoo/venenos.pdf 16

17 Referencias Fuzion Aotearoa Ltd. (2014). New Zealand Ecological Society. Recuperado el 4 de Marzo de 2015, de New Zealand Ecological Society: National Geographic Society. (1996). National Geographic. Recuperado el 20 de Diciembre de 2014, de National Geographic: 17