CIENCIAS NATURALES

Las dos formas básicas de reproducirse un hongo o un organismo vegetal son la reproducción asexual, o vegetativa, y la reproducción sexual. La reproducción asexual puede tener lugar de varios modos, siendo los principales la simple división (propia de los organismos unicelulares, como muchas algas, en los que una célula madre se divide en dos células hijas), la formación de cuerpos reproductores que se desarrollan en la planta madre, separándose una vez alcanzado un desarrollo suficiente (por ejemplo, los estolones del fresal, los bulbos, etc.) y la producción de esporas. Las esporas son células que se desprenden del organismo original y que se desarrollan dando lugar a un nuevo organismo completo. Pueden ser de dos clases: exosporas (las que se forman y se desprenden directamente del organismo materno, como sucede en muchos hongos) y endosporas (las que se forman en el interior de una cápsula especial, desde la que salen al exterior, como sucede con algunos hongos y con todas las p...

Aunque no son capaces de desplazarse activamente como lo hacen los animales (además, su modo de vida no se lo exige), las plantas reaccionan a los estímulos del medio y realizan determinados tipos de movimientos. Atendiendo al modo en que estos movimientos tienen lugar, se distingue entre los producidos por el propio crecimiento de la planta (como sucede, por ejemplo, cuando un brote crece más deprisa por un lado que por el opuesto, provocando una curvatura) y los debidos a fenómenos de turgencia (cuando se modifica la tensión en el interior de los tejidos). En cuanto a las respuestas de la planta ante los estímulos, éstas pueden ser de tres tipos, como se verá a continuación. Taxias, tropismos y nastias Las taxias son desplazamientos de organismos vegetales libres, por lo que sólo se producen en las formas más sencillas, como las algas unicelulares. También las realizan los gametos, las esporas y los plastidios. Pueden ser positivas, cuando se dirigen hacia la fuente del estímulo, ...

Las hormonas son sustancias que actúan sobre el propio organismo que las produce. Son muy activas en los animales, pero también existen en las plantas, 'recibiendo entonces el nombre de fitohormonas u hormonas vegetales. Son las sustancias que actúan sobre el crecimiento de la planta y canalizan las funciones de irritabilidad y coordinación. La primera fitohormona descubierta fue la auxina, que desempeña un importante papel en el crecimiento vegetal. Se encuentra distribuida por la planta de modo no uniforme, y su actividad de termina el ritmo de crecimiento de cada uno de los órganos. Pero no sólo condiciona el crecimiento, sino que es también responsable de fenómenos como el fototropismo, el desarrollo del fruto, su caída y la de las hojas, el hecho de que el desarrollo del ápice apical inhiba la formación de yemas laterales en la base de la planta o la aparición de las raíces adventicias. Además de las auxinas, existen otras hormonas vegetales, como las giberilinas, responsab...

La fotosíntesis es una de las reacciones biológicas de mayores repercusiones para la vida en el planeta, pues gracias a ella fue posible la transformación de la atmósfera inicial de la Tierra en otra rica en oxígeno, que permitió el desarrollo de las formas de vida que hoy conocemos. Esquema del proceso de la fotosíntesis. Su importancia es, además, esencial para todos los organismos heterótrofos, ya que es la única reacción capaz de transformar en materia orgánica los elementos químicos inorgánicos presentes en el medio. Es decir, gracias a la fotosíntesis, los organismos vegetales producen oxígeno libre y fabrican los hidratos de carbono, las proteínas y las grasas que sirven de alimento a los demás seres vivos. Básicamente, la fotosíntesis consiste en transformar compuestos pobres en energía en otros ricos en energía. La cantidad de energía que se añade en el proceso proviene de la luz solar, por lo que la reacción sólo tiene lugar durante el día. Además, para poder aprovechar l...

Para vivir, las plantas necesitan absorber nutrientes del medio, ya sea éste el agua (especies acuáticas) o el suelo (especies terrestres), y transportarlos, junto con agua, hasta las hojas. Entre los numerosos elementos que un vegetal absorbe de su medio, sólo diez son esenciales: cuatro metales (potasio, calcio, magnesio, hierro) y seis no metales (carbono, oxígeno, hidrógeno nitrógeno, azufre, fósforo). El hierro se utiliza para producir enzimas, el magnesio para obtener clorofila y algunos enzimas, el potasio y el calcio para mantener el equilibrio hidrostático del plasma celular, y los restan tes, para fabricar compuestos orgánicos. Estos elementos penetran en la planta por distintos caminos: el carbono se absorbe únicamente del aire, en forma de C02 (a través de los estomas de las hojas); una pequeña parte del oxígeno procede también del aire, mientras que el resto se absorbe a partir del agua y las sales disueltas en el suelo; y todos los demás elementos se absorben del medio ...

Las plantas, lo mismo que cualquier otro organismo, necesitan materiales para construir sus órganos al crecer y, además, energía para su funcionamiento. Al ser autótrofas, son capaces de sintetizar su propia materia orgánica por medio de la fotosíntesis. Unicamente las plantas que viven en medios muy pobres, como son las turberas o los panta nos, han de recurrir a veces a otros métodos, como es el caso de las plantas carnívoras, que capturan pequeños invertebrados. En el metabolismo de los vegetales se pueden distinguir dos procesos básicos: la asimilación y la desasimilación. Asimilación y desasimilación La asimilación consiste en la producción de compuestos orgánicos utilizando una fuente externa de energía, mientras que la desasimilación es el proceso inverso, es decir, la obtención de energía mediante la desintegración de compuestos orgánicos. Las principales reacciones asimilativas son la fotosíntesis y la quimiosíntesis, y como ejemplos de desasimilación pueden citarse la resp...

La fisiología nos permitirá saber fundamentalmente cómo funciona una planta, es decir, de qué modo se alimenta, cómo crece, qué medios utiliza para relacionarse con su entorno, cuáles son los mecanismos de que dispone para hacer frente a los cambios que se produzcan en las condiciones ambientales, etc. El otro aspecto esencial en todo organismo es la reproducción, pues de ella depende que la especie se perpetúe. Veremos, así, qué tipos de reproducción se dan en el reino vegetal. Y con ello aprenderemos también a conocer los distintos elementos relacionados con este fenómeno, es decir, la flor, el polen, la semilla y el fruto.

La hoja consta prácticamente de los mismos ejidos que el tallo, es decir, los tejidos protectores, los fundamentales y los vasculares aunque varíen en su disposición y proporción. Puede considerarse que, de hecho, forma con él una misma unidad, que recibe el nombre de brote . No obstante, se presenta como una especie de apéndice lateral, perfectamente distinguible en la mayoría de casos. En una hoja típica es posible diferenciar una parte ensanchada y más o menos laminar, llamada limbo (con el haz en la parte superior y el envés en la inferior), un pie estrecho, llamado pecíolo , con el que se une al tallo, y a veces un ensanchamiento que rodea el tallo, y que se denomina vaina . El limbo es muy delgado, y los haces conductores que lo atraviesa suelen sobresalir ligeramente, formando los nervios . Visto en corte transversal, consta de un parénquima central, llamado mesófilo , rodeado a ambos lados (hacia el haz y el envés) por la epidermis, recubierta de una cutícula . Ésta no es...

Recibe este nombre la porción del eje de la planta que crece en dirección a la luz, o sea, su parte aérea, que se desarrolla en dirección contraria a la raíz. Los ápices vegetativos, tanto los principales como los secundarios, carecen de una cubierta protectora similar a la que existe en las raíces. El tallo se origina en el embrión y va desarrollándose a partir de meristemos, produciendo después tejidos más especializados que pueden agruparse básicamente en tres tipos: los protectores, los fundamentales y los vasculares, que se disponen concéntricamente. En el interior aparece la médula , que está formada por parénquima y contiene los distintos sistemas vasculares, y en el exterior, la epidermis o la corteza, según los casos. Corte transversal del tallo de un licopodio, que presenta crecimiento secundario y un tejido vascular diferenciado. Una característica del tallo es su división en una serie de engrosamientos, los nudos , separados por espacios intermedios, los entrenudos . Est...

Es uno de los elementos principales de las plantas vasculares. Constituye la parte subterránea de la planta, y desempeña una doble función. Por un lado, sirve de anclaje para la parte aérea y, por el otro, absorbe el agua y los nutrientes del suelo. Tras la germinación de la semilla, el embrión recién formado desarrolla un pequeño apéndice dirigido hacia abajo, alejándose de la luz, que constituye la raíz primaria. En muchos casos, de ella surgen ramificaciones, que a veces se extienden por una gran superficie, y que son las raíces secundarias. Tanto la raíz primaria como las raíces secundarias poseen pelos radicales muy finos, que son los encargados de absorber el agua con los nutrientes en disolución. El extremo por donde la raíz crece es el ápice vegetativo , cuyo extremo, por donde penetra en el suelo, está cubierto por una capa o cofia protectora llamada caliptra . Toda la raíz va recubierta de una epidermis que, junto con los pelos radicales, es la encargada de absorber el agu...

Hay básicamente dos tipos de tejidos vegetales: los tejidos primarios o de formación y los tejidos adultos. Los primeros reciben el nombre de meristemos y los segundos pueden ser parénquimas, tejidos protectores, tejidos de sostén, tejidos conductores y tejidos secretores y glandulares. Los meristemos Se da este nombre a los tejidos embrionales no especializados, que crecen, se multiplican y, con el tiempo, dan lugar a los tejidos adultos o permanentes, que son los que se especializan. Existen dos tipos de meristemos. El primer tipo lo constituyen los meristemos primario s o apicales , formados por células de pequeño tamaño que aparecen en los puntos vegetativos, principalmente en el extremo del tallo y en el de la raíz, que son las dos zonas por las que la planta crece, hacia arriba y hacia abajo. El segundo tipo son los meristemos secundarios o laterales . Se desarrollan a partir de los anteriores y su función es producir nuevas células, las que después se diferenciarán dando luga...

Tanto los hongos como las plantas son organismos pluricelulares en los que las células que los constituyen se reúnen en estructuras organizadas llamadas tejidos , que se especializan en llevar a cabo determinadas funciones. Pero el tipo de organización es variable en los diversos grupos que estudia la botánica. Este corte a través del tallo (arriba) de una plana muestra la configuración típica de sus tejidos. Un análisis más detallado (abajo) muestra los componentes del floema y del xilema, así como los grupos de haces medulares, resultantes del crecimiento de la planta. Todos estos organismos tienen un cuerpo vegetativo que puede corresponder a uno de los dos tipos siguientes: talo o cormo. Talófitas y cormófitas El talo se define como aquel cuerpo vegetativo el que no es posible diferenciar las tres estructuras clásicas de las plantas superiores, es decir, el tallo, la raíz y las hojas. No obstante, a veces el talo desarrolla estructuras que se parecen a esos órganos vegetales, c...

Se ha descrito ya qué es una célula, por lo que únicamente hay que tratar ahora de los elementos que la componen en el caso de las plantas. En la célula vegetal se distinguen tres partes esenciales: la cubierta exterior, el cuerpo celular y los orgánulos. La célula vegetal está rodeada de una pared celular por fuera de la membrana y que, al impregnarse de diversas sustancias, le confiere rigidez. Lo primero que se observa es la pared celular, que contiene celulosa y que, gracias a su rigidez, da forma y consistencia a la célula. Por debajo aparece la membrana celular o plasmática, que es semipermeable (deja pasar unas sustancias y retiene otras), blanda y de naturaleza viscosa. El cuerpo celular o citoplasma es una sustancia viscosa formada por un número variable de proteínas y agua. Los orgánulos, por último, son de formas y estructuras muy diversas: microtúbulos que constituyen un esqueleto interno (citoesqueleto), ribosomas, retículo endoplasmático, aparato de Golgi, vesículas, v...

Estas dos ramas de la botánica, la anatomía y la morfología, nos permiten conocer cómo son las plantas. Aunque en muchos aspectos las dos se solapan, puede decirse a grandes rasgos que, mientras que la anatomía estudia la estructura microscópica, la morfología se ocupa de la forma que esas estructuras adquieren en la planta viva, es decir, la forma que presentan los distintos órganos que la constituyen.

Comprende aquellos organismos incapaces de sintetizar su propio alimento, es decir, todos los heterótrofos. Además de ese rasgo fundamental, los animales se diferencian también de las plantas por el hecho de que la membrana celular carece de pared rígida. La necesidad de buscar el alimento ha hecho que la capacidad de desplazamiento sea muy importante en general para estos organismos. Así, los animales han desarrollado toda una serie de elementos destinados a facilitarles la locomoción, como son un esqueleto de soporte (externo o interno) que les sujeta y un sistema mecánico que permite la movilidad de ese esqueleto. Este hecho ha determinado la aparición de otros sistemas, como el sistema nervioso y el sensorial, que informan al animal de las circunstancias del medio y que le ayudan a que pueda encontrar el alimento. El sistema nervioso, a su vez, en su desarrollo ha llegado a controlar actividades cada vez más complejas. La reproducción, en el reino animal, puede ser asexual o sexu...

El reino vegetal lo forman organismos pluricelulares caracterizados por ser autótrofos gracias a la fotosíntesis, que realizan con ayuda de los cloroplastos. Pueden llegar a alcanzar gran tamaño (algunas secuoyas, hasta 100 m de altura) y ser muy longevos. Una característica citológica importante es que sus células están provistas de una pared rígida. Al poder alimentarse de los nutrientes disueltos en el sustrato, no poseen la capacidad de realizar desplazamientos activos. Se reproducen sexual y asexualmente, y se sirven de otros agentes para dispersarse: forman esporas o semillas que el viento, el agua o los animales transportan a otros lugares.

Los hongos son organismos heterótrofos, desprovistos de clorofila, formados por un conjunto de filamentos tubulares llamados hifas , que al entrelazarse crean una estructura especial, el micelio . Se alimentan de materia orgánica ya elaborada, que obtienen de otros organismos a los que parasitan, o bien de residuos orgánicos en descomposición. Se reproducen por medio de esporas . Aunque gran parte de los hongos son especies microscópicas, los más conocidos para la mayoría de las personas son aquellos que presentan un cuerpo fructífero vistoso, que recibe el nombre de seta , a veces comestible.

Se trata de organismos unicelulares provistos de núcleo verdadero, con mitocondrias y microtúbulos, y que pueden presentar cilios o flagelos. Su posición sistemática es compleja, y en el pasado se les incluía en los otros reinos, como sus representantes más simples. Sin embargo, es más conveniente reunirlos a todos bajo una misma designación, la de protistas. Los que presentan algunos rasgos comunes con los animales se estudiarán, por razones históricas, dentro de la zoología. Comprenden los protozoos, denominación que carece hoy de valor sistemático pero que sirve para identificarlos, es decir: los rizópodos, flagelados, ciliados y esporozoos. Los que presentan rasgos más propios de los vegetales se encuadran dentro del ámbito, también general, de las algas. De éstas, las cianofíceas, se incluyen dentro del reino de los moneras. El resto son eucariotas. Las pluricelulares (rodófitos, clorófitos y feófitos) son objeto de estudio de la botánica. Las unicelulares son los pirrófitos, l...

Se les conoce también por el nombre de procariotas , que significa células sin núcleo verdadero. Constan básicamente de una membrana celular y un citoplasma con una serie de inclusiones. Poseen un único cromosoma, que no está delimitado dentro de una membrana formando un núcleo, carecen de microtúbulos y de centriolos, y se reproducen asexualmente o sexualmente, aunque en este caso de un modo totalmente distinto a como lo hacen las ce las células eucariotas. Las bacterias Constan de un cuerpo celular y una pared, que recubre por fuera la membrana celular y que es suficientemente rígida como para que las bacterias puedan mantener una forma determinada. Ésta puede ser esférica (llamándose entonces cocos), de bastoncillo ( bacilos ) o más o menos en espiral ( espirilos ). La forma de las bacterias ha servido en el pasado para establecer una clasificación morfológica de dichos organismos. Las bacterias pueden presentar unas estructuras finas y numerosas, denominadas pelos, que al parec...

En la antigüedad sólo se distinguía, dentro de los seres vivos, entre animales y plantas, esto se debe en parte a que muchas de las características que distinguen a unos de otros no son perceptibles para un observador externo, y menos con los conocimientos de entonces. Sin embargo, el estudio de la célula a nivel microscópico o submicroscópico y los avances de la bioquímica o la genética han permitido descubrir que determinados organismos presentan unos rasgos que impiden incluirles dentro de cualquiera de estos dos grandes grupos. Los hongos son un caso bien claro, pues reúnen características de los animales y de los vegetales. Por tanto, hoy se admite que son cinco los reinos en los que hay que dividir los organismos vivos conocidos.

Descubiertas a mediados del siglo XIX por George Mendel, explican el modo en que los caracteres se transmiten de una generación a otra. En esa época se desconocían todavía aspectos tales como la naturaleza del material hereditario y el modo cómo se producen, por ejemplo, las mutaciones, pero Mendel eligió unos caracteres simples que le permitieron establecer los fundamentos de la genética. Las tres leyes, o principios, establecidas por Mendel son: La mosca del vinagre ha sido un material de experimentación muy utilizado para estudiar el modo de transmitirse los caracteres. Primera ley de Mendel : en el cruce de dos individuos puros (generación P ) que difieren en un carácter, todos los descendientes (generación F1 ) son iguales ( ley de la uniformidad ). Si los dos caracteres tienen la misma fuerza (codominantes), el carácter de F1 es intermedio entre los dos de P ; si uno de los caracteres tiene más fuerza (dominante), el carácter que presenta F1 será el dominante. Segunda ley ...

Después que Mendel hubiera descubierto las leyes que rigen la herencia en los seres vivos, los estudios citológicos de comienzos del siglo xx fueron aportando indicios de que los procesos hereditarios están íntimamente relacionados con lo que sucede en el núcleo, y en particular, como se fue averiguando a medida que avanzaba en el conocimiento de éste, con uno de sus componentes, los cromosomas. Se llegó así a la hipótesis o teoría cromosómica, que puede resumirse en los siguientes puntos: a) Los genes se encuentran sobre los cromosomas. b) Los genes se disponen linealmente sobre el cromosoma. c) La recombinación de los genes se corresponde con el intercambio de fragmentos cromosómicos. Los cromosomas conservan la información genética en sucesivas generaciones de células mediante el proceso de la mitosis , y transmiten de una generación a otra dicha información por medio de la meiosis . Los cromosomas El cromosoma es una estructura filamentosa formada por una matriz en la qu...

Una vez que el organismo se ha formado y ha logrado impedir su propia disgregación organizándose en una célula, mantiene esa estructura gracias a una serie de reacciones químicas y procesos adicionales que le proporcionan materia y energía. Pero la vida se caracteriza por una propiedad adicional, la reproducción o multiplicación. El modo en que ésta tiene lugar se verá en los capítulos dedicados a la botánica y la zoología. Sin embargo, uno de sus procesos principales se produce en el interior del núcleo celular. Se trata de guardar y transmitir la información adquirida, que permite repetir en otro individuo esos mismos procesos, es decir, la información genética y su transmisión, la herencia.

El carbono es el elemento que caracteriza a la vida y, en diversas formas y compuestos, lo encontramos formando parte de la materia de los seres vivos, ya sean las células (y los tejidos y órganos) o las sustancias producidas por éstas. Veremos a continuación, brevemente, los principales compuestos que aparecen en los materiales orgánicos de todos los organismos. Lípidos Son compuestos orgánicos que forman cadenas más o menos largas, apenas solubles en agua y que desempeñan un papel importante como reservas de energía en los animales. Hay varios tipos: las grasas están formadas por glicerol y ácidos grasos, y pueden ser saturadas (características de los animales) o no saturadas (propias de los vegetales). Los fosfolípidos son lípidos que llevan un grupo fosfato y forman las membranas celulares. Los esteroides son otro grupo importante, pues constituyen, por ejemplo, las hormonas sexuales de los animales. Carbohidratos o hidratos de carbono Son compuestos de fórmula mole...

La actividad de los seres vivos se reduce, en última instancia, a una serie de reacciones químicas entre elementos que existen ya en la naturaleza en forma libre o como compuestos, pero que en ellos han adoptado una disposición especial, organizándose en estructuras características y con predominio de algunos elementos. El conjunto de todas estas reacciones es lo que denominamos metabolismo. Se trata de un proceso donde el número de las reacciones y de componentes es muy variable, aunque siempre, incluso en los organismos más simples, supone una complejidad muy superior a la que podemos encontrar en el mundo inanimado.

LAS CÉLULAS DE LOS ORGANISMOS VIVOS Existe una gran diversidad de células, pero todas las guardan en común un esquema fundamentalmente básico que garantiza su funcionalidad. Podemos considerar la célula como una unidad formada por una sustancia celular, el citoplasma, y que se encuentra el rodeado por de una membrana celular, y que contienen en su interior un órgano rector, el núcleo y una serie de elementos adicionales en forma de inclusiones que denominamos orgánulos. Membrana celular Consta a partes iguales de lípidos y proteínas. Es una delgada estructura en forma de doble capa semipermeable, que impide el paso de determinadas sustancias, pero permite el de otras. Así puede cumplir su doble función: aislar frente al entorno (evitando perder componentes valiosos) y acceder a los nutrientes (elementos necesarios para sintetizar la materia Orgánica). En los animales, la membrana aparece desnuda y es flexible, pero en las plantas se encuentra recubierta de una capa más o menos grues...

LA TEORÍA CELULAR Según ha podido comprobarse, la mínima cantidad de materia con capacidad de autorreplicación y mantenimiento es la célula. Los organismos más simples conocidos son los unicelulares, y por debajo de este nivel de organización solo encontramos los virus. Sin embargo, el virus se encuentra por debajo de ese lumbral a partir del cual podemos hablar de vida, ya que es incapaz de reproducirse salvo que pueda introducirse en una célula y reproducir allí su propia información genética, aunque utilizando para ello el genoma de la célula. Así, pues, el virus será un organismo parásito que fuera de una célula no es más que sustancia orgánica con una cierta organización, pero sin esa facultad vital. La célula puede vivir coma un organismo autónomo, como sucede en el caso de los protistos, o bien formar parte, junto con muchas otras células iguales a ella o diferentes, de un sistema que denominaremos organismo pluricelular. La célula funciona como un sistema abierto, es decir...

La capacidad de autorreplicarse es la principal característica que diferencia a los seres vivos del resto de las estructuras del universo. Todos los restantes elementos que se forman a su alrededor, tanto físicos como químicos, van destinados a este fin primordial, y son las propias leyes de la materia y la selección las que determinan aquellas formas que son adecuadas para la vida. El principal problema al que se enfrentan las estructuras orgánicas es la dispersión de sus elementos. La solución fue encerrar los compuestos orgánicos y todas las estructuras dentro de una membrana, y así surgió lo que conocemos como unidad de la vida, la célula.