Mecanismos Fisiológicos del Comportamiento Animal. Curso

Transcripción

1 Mecanismos Fisiológicos del Comportamiento Animal Curso

2 Tema 7 Visión y comportamiento

3

4

5 Espectro electromagnético I

6 Características de la E radiante

7 Espectro electromagnético II Banda de luz visible

8 Generación del campo electromagnético

9 Ubicación de la rodopsina

10 Absorción de E por la rodopsina

11 Distribución de la rodopsina Presencia Ausencia

12 Rodopsina Molécula de rodopsina Mecanismo hipotético por el cuál el retinal puede alterar la conformación de la opsina Isomerización del retinal por acción de la luz

13 Química de la rodopsina

14 Respuestas eléctricas de los fotorreceptores la luz Invertebrado Vertebrado

15 Tipos de ojos en invertebrados: ocelo

16 Tipos de ojos en invertebrados II: Ojo de cámara con agujero de aguja

17 Tipos de ojos en invertebrados III: Ojo compuesto

18 Tipos de ojos en invertebrados IV: Ojo con lente y retina

19 Ojo compuesto: estructura de onmatidios 1. Córnea De aposición De superposición 2. Cristalino 3. Células retinulares 4. Rabdoma 5. Células pigmentarias con pigmento extendido 6. Células pigmentarias con pigmento agrupado

20 Ojo compuesto: funcionamiento Aposición (animales diurnos) Superposición (animales crepusculares) b1: funcionamiento diurno con pigmento extendido. b2: funcionamiento nocturno con pigmento agrupado

21 La visión de la rana leopardo Rana leopardo (Rana pipiens) Vista superior del cerebro de la rana Sección lateral esquematizada del techo óptico, con 4 capas de células cerebrales

22 Células ganglionares en rana I Según Hartline (1938) Células de apertura (ON CELLS) Generan impulsos prolongados y lentos durante el estímulo lumínico. Células de cierre (OFF CELLS) Generan impulsos prolongados después del cese del estímulo lumínico. Células de apertura-cierre (ON-OFF CELLS) Generan impulsos en pequeños trenes que responden al cambio de intensidad del estímulo lumínico.

23 Células ganglionares en rana II Según Lettvin y col. (1960) Célula ganglionar 1 Detecta perfiles estáticos: respuesta máxima al desplazarse una pequeña silueta y detenerse en su campo visual. Grandes siluetas estáticas no desencadenan respuesta. Célula ganglionar 2 Detecta perfiles convexos: se estimula muy rápidamente por pequeños objetos de tonalidades oscuras, bordes curvos y dotados de movimientos espasmódicos. Si sus movimientos son parsimoniosos, la tasa de actividad es mucho más baja. Célula ganglionar 3 Detecta perfiles móviles: especializada en detección de siluetas que penetran o salen de su campo de percepción. Son las células de apertura-cierre de Hartline. Célula ganglionar 4 Detecta amortiguamiento: se activan por falta de iluminación en el campo de percepción. Son las células de cierre de Hartline. Célula ganglionar 5 Detecta intensidad luminosa: su puesta en marcha depende de la intensidad de las ondas que chocan con la capa superficial de la retina. Son las células de apertura de Hartline.

24 Efectos comportamentales Objetos grandes e inmóviles: Prácticamente imperceptibles. Ignora objetos estáticos. Objetos móviles: Respuesta de las células 1, 2 y 3. Posible alimento/predador. Perfiles convexos: Respuesta de la célula 2. Detector de insectos. Predadores: Respuesta de las células 1, 3 y 4. Contornos en movimiento (1 y 3). Movimiento seguido de detención (1). Sombra (4).

25 Organización sináptica de la retina en Necturus Necturus maculosus

26 El ojo de los mamíferos Corte esquemático de un ojo humano

27 Morfología de los fotorreceptores

28 Segmentos externos de los fotorreceptores

29 Sensibilidades espectrales Fotorreceptores de un primate

30 Propiedades de los sistemas fotópico y escotópico Propiedad Sistema fotópico Sistema escotópico Receptores Conos Bastones Nº de receptores por ojo (aprox.) 6 millones 120 millones Fotopigmentos 3 opsinas del cono. Rodopsina Base de la visión en color Sensibilidad Baja. Requiere estimulación relativamente intensa. Empleados para la visión diurna. Alta. Puede estimularse con una intensidad luminosa débil. Empleados para la visión nocturna. Localización en la retina En la fóvea y a su alrededor. En el exterior de la fóvea. Tamaño del campo receptivo Pequeño. Su exactitud es alta. Grande. Su exactitud es baja.

31 Capas de la retina

32 Integración visual en mamíferos

33 Proyección visual cortical

34 El mundo visual en la abeja I Abeja (Apis mellifera) Danza de la abeja de la miel en la superficie de un panal dentro de la colmena. La flecha larga indica el componente de la danza que marca la localización de la fuente de alimento.

35 El mundo visual en la abeja II Experimentos de K. von Frish (1967) 1. Bloqueo de la visión del cielo y del sol durante la danza. Orientación incorrecta. 2. Bloqueo de la visión del cielo y del sol. Sustitución por foco artificial. Orientación correcta. 3. Bloqueo de la visión del sol, pero no del resto del cielo despejado. Orientación correcta. 4. Bloqueo de la visión del sol, y de casi todo el cielo despejado. Orientación correcta. 5. Paso de la luz incidente por un filtro polarizador rotado. Orientación rotada.

36 El mundo visual en la abeja III Mapa parcial de la orientación del vector E en el cielo diurno, visto como una semiesfera desde un punto distante. Las líneas negras representan el meridiano solar y parte de otros tres grandes círculos que pasan a través del sol.

37 Tema 8 Naturaleza de la función motora

38 Tipos de células musculares Músculo liso Músculo esquelético Músculo cardíaco

39 Estructura del músculo esquelético I

40 Estructura del músculo esquelético II

41 Estructura del músculo esquelético III

42 Estructura del músculo esquelético IV

43 Proteínas contráctiles I Actina Miosina

44 Proteínas contráctiles II 1. Bandas o líneas Z 2. Filamentos de actina en el interior del sarcómero 3. Filamento aislado de actina. Agregado de monómeros de actina (son las esferas) 4. Filamento de tropomiosina 5. Troponina 6. Banda central de haces de miosina, ubicada en el centro del sarcómero 7. Filamentos de miosina, con la región de la cabeza proyectada hacia afuera 8. Sarcómero 9. Bandas I de los sarcómeros vecinos. Están insertadas en la banda Z 10. Banda A 11. Banda H

45 Mecanismo de la contracción muscular I

46 Mecanismo de la contracción muscular II

47 Mecanismo de la contracción muscular III

48 Tipos de fibras musculares en crustáceos I

49 Inervación de los músculos del cangrejo

50 Organización sináptica en la unión neuromuscular de los artrópodos

51 Inhibición en el sistema nervioso de los artrópodos

52 Integración de la respuesta motora (Mantis religiosa) I Santateresa (Mantis religiosa) al acecho Cambiando de lugar Cazando Organización del sistema nervioso Organización nerviosa del cerebro

53 Integración de la respuesta motora (Mantis religiosa) II Regulación nerviosa de la respuesta motora

54 Tipos de inervación motora Fibra fásica de un vertebrado Fibra tónica de un vertebrado. Inervación multiterminal Fibra de artrópodo. Inervación multiterminal polineuronal

55 Vertebrado Artrópodo Excitación muscular

56 Fibras del músculo esquelético de vertebrados

57 Tema 9 Locomoción

58 Clasificación de movimientos

59 Comportamientos estereotipados A: Movimiento oscilante de la pinza del cangrejo violinista B: Cópula en el pulpo C: Cópula en Helix pornatia D: Ataque del gato salvaje europeo E: Macho de Sepia officinalis en parada nupcial F: Avispa cavadora con su presa G: Macho del pez espinoso estimulando la freza de la hembra mediante vibraciones H: Salto del ratón en el perro doméstico

60 Relación entre especializaciones estructurales y tipos de locomoción

61 Componentes neurales de los sistemas motores INVERTEBRADOS VERTEBRADOS

62 Detección de las deformaciones del exoesqueleto

63 Comparación de ritmos de marcha Barras amarillas: pie levantado Barras negras: pie asentado

64 Tipos básicos de generadores de ritmo D: neurona conductora; E: motoneurona extensora; F: motoneurona flexora; P: marcapasos; I: interneurona

65 Control neural de la locomoción humana Ganglios basales moduladores Control motor inmediato

66 Natación y reptación primitiva Pez Salamandra

67 Control de la natación en la lamprea marina (Petromyzon marinus) # Red nerviosa en cada segmento medular. # Tronco del encéfalo señal excitatoria a grupos neuronales bilaterales. # Respuesta excitatoria o inhibitoria de algunas neuronas. # Acción de neuronas excitadoras (E). Activación de motoneuronas û Contracción músculos de ese lado. Activación de neuronas inhibidoras (I) û Relajación músculos del otro lado. # Receptores de estiramiento: Unos limitan la contracción del otro lado. Otros activan la contracción del mismo lado. # Neuronas inhibidoras (L) Reciben información cerebral. Inhiben neuronas I del mismo lado.

68 Apéndices locomotores Las patas de las cucarachas y las piernas humanas funcionan gracias a los mismos tipos de músculos. Los músculos semitendinosos humanos corresponden a los flexores de las cucarachas, y los cuádriceps a los extensores. Los sensores de los insectos se hayan orientados de manera que puedan detectar deformaciones en todas direcciones, y puedan regular músculos concretos.

69 Ciclo del caminar en el gato (Felis catus)

70 Forma de caminar de la cucaracha americana (Periplaneta americana) Se basa en ciclos de dos fases. La figura muestra un ciclo de la pata posterior derecha (destacada). En la fase de estabilidad (1, 2), la pata presiona contra la superficie e impulsa al insecto; en la de balanceo (3, 4), se levanta la pata y se la impulsa hacia delante Las mediciones de la actividad muscular muestran que los músculos extensores actúan en la primera fase y los flexores en la segunda.

71 Respuesta de huida de la cucaracha I Bufo marinus

72 Respuesta de huida de la cucaracha II Cercos: 17 segmentos con 13 pelos sensoriales cada uno

73 Respuesta de huida de la cucaracha III

74 Generador rítmico de la marcha en la cucaracha

75 Adaptaciones al vuelo: convergencia evolutiva

76 Vuelo en los insectos Vuelo sincrónico (libélulas) Vuelo asincrónico (abejas, avispas)

77 Cortejo en la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster)

78 Adaptación al vuelo en las aves Fragata (Fregata magnificens) Albatros real del norte (Diomedea sanfordi)