Biodiversidad III: Reino Protista

REINO PROTISTA

Son organismos unicelulares eucariotas con uno o varios núcleos y de tamaño variable (entre 2y 1.000 nm). Los núcleos tienen muchas formas.

Pueden tener más de un núcleo y estos a su vez, pueden ser todos similares y con la misma función o ser de diferente forma y función, constituyendo el macro núcleo y el micronúcleo.

El citoplasma esta envuelto por una membrana de 3 capas y algunos protozoarios tienen más de una membrana formando parte de su película.

Muchos protozoarios poseen un glucocalíz o cubierta superficial de proteínas que tiene importancia en su respuesta inmunitaria

Se pueden clasificar de la siguiente manera:

1. Compactos o condensados: se caracteriza por tener una distribución homogénea de cromatina.

2. Vesiculares: tienen una distribución irregular de la cromatina.

Estructuras:

Participan en muchos procesos metabólicos de generación de energía, crecimiento y multiplicación. Como estructuras existen diferentes organelos:

• Mitocondrias: Ausentes en algunos anaerobios como las tricomonas

• Aparato de Golgi

• Lisosomas

• Retículo endoplasmatico liso y rugoso

• Microsomas (peroxisomas e hidrógeno somas)

• Microtúbulos subpeliculares

• Gránulos de secreción y almacenamiento

• Vacuolas digestivas

CICLO VITAL

Se puede desarrollar en varios estadios:

• Una fase de reproducción asexual (esquizogonia o merogonia) con formación de esquizontes y merozoítos.

• Una fase sexual (gamogonia) originando gametos y un cigoto.

• Una fase de división múltiple del cigoto (esporogonia) que da lugar a los esporozoítos.

La forma de vida activa de los protozoos bajo el cual se mueven, alimentan y reproducen se denomina trofozoíto. Éste es metabolicamente activo pero incapaz de vivir durante un tiempo prolongado fuera del hospedador.

Cuando las condiciones se vuelven adversas en algunas especies cambian en fases de resistencia o quistes con unas actividades metabólicas reducidas pero capaces de sobrevivir en el medio y ser las formas de transmisión (infectantes).

Nutrición

Desde el punto de vista de su nutrición los protozoarios de interés médico son:

Heterótrofos: que pueden adoptar un tipo denominado holozoico o saprozoico.

El Holozoico se alimenta por ingestión de microorganismos enteros o partículas alimentarías mediante un proceso de fagocitosis.

Cuando se consumen líquidos el proceso se llama pinocitosis. La fagocitosis y la pinocitosis son formas de nutrición por endocitosis. Los materiales no digeridos pueden eliminarse a través de un citopigio celular o ser eliminados por difusión o exocitosis.

El Saprozoico en su nutrición las sustancias nutritivas penetran por difusión simple o transporte activo a través de la membrana cito plasmática

Reproducción

La reproducción de los protozoarios puede ser sexual o asexual:

Reproducción sexual: adopta diferentes tipos, como la división binaria simple. Se inicia con la formación de gametos haploides que dará lugar por fusión una célula huevo diploide o cigoto.

Biodiversidad II: Reino Monera

REINO MONERA

Los individuos pertenecientes al reino monera, son organismos procariotas unicelulares. Están representados a través de las bacterias y de las algas verdes azuladas (cianobacterias).

Estos son organismos unicelulares, capaces de formar colonias. Distintos tipos de bacterias producen colonias, aparecen cuatro grupos morfológicos:

• bacilos: formas rectas en bastón.

• cocos: forma esférica.

• espirilos: largos bastones en tirabuzón.

• vibriones: espirales incompletas.

Los cocos pueden adherirse en pares, después de la división (diplococos); ocurrir en aglomeración (estafilococos), o formar cadenas (estreptococos).

Cuando los bacilos permanecen juntos se extienden unidos por sus extremos formando filamentos, porque siempre se dividen en el mismo plano (en forma transversal). En algunos géneros, estos filamentos son de aspecto fúngico.

Se caracterizan por el hecho de no poseer membranas nucleares, mitocondrias, plástidios ni flagelos avanzados.

Generalmente, efectúan su alimentación es heterótrofa y la mayoría se alimentan de materia orgánica muerta. Las bacterias y otros microorganismos son responsables de la descomposición y reciclado de la materia orgánica del suelopor medio de la absorción pero algunos especímenes son capaces de realizar procesos fotosintéticos o quimiosinteticos.

Principalmente, su tipo de reproducción es asexual, por fisión binaria o por gemación. Dentro del reino, se puede encontrar a los individuos que son inmóviles y a los que tienen la capacidad de desplazarse.

Cuando el organismo puede desplazarse lo hace a través de la contracción de flagelos simples, pulsan con un movimiento rotatorio y son tan finos y las pulsaciones tan rápidas que es imposible ver este movimiento; o por desplazamiento del citoplasma por cambios de presión hidráulica.

Biodiversidad: La clasificación de los seres vivos Bio IV y V

UN PROBLEMA DE AYER, HOY Y MAÑANA

La clasificación de los organismos siempre ha sido una actividad importante en todas las culturas, lo cual se ve reflejado en la enorme riqueza de términos botánicos y zoológicos existentes y en los vocabularios encontrados de los diferentes dialectos y lenguajes de todos los rincones de la Tierra. Esto se debe a que las clasificaciones son sistemas de palabras o símbolos que denotan conceptos, ya que tales sistemas ponen en contacto y comunicación a todo miembro de una comunidad con su entorno biótico y con el estado del conocimiento de éste.

Hoy en día, las clasificaciones biológicas intentan ofrecer una estimación de la diversidad, las relaciones y la organización de la vida, que sea consecuente con las ideas de la historia evolutiva.
Muchos científicos sostienen que la función principal de las clasificaciones biológicas es la comunicación sintética a través de ellas de las propiedades o atributos de las poblaciones, especies o grupos de especies. Algunos han añadido la posibilidad de poder integrar nueva información a las clasificaciones, sean caracteres o especies nuevas; también se ha planteado que la información en las clasificaciones pueda ser fácilmente recuperada.

Definamos los siguientes conceptos:

TAXONOMIA: es una subdisciplina de la biología que estudia las relaciones de parentesco entre los organismos y su historia evolutiva; la taxonomía actúa después de haberse resuelto el árbol filogenético de los organismos estudiados.

SISTEMATICA: es el estudio de la clasificación de las especies con arreglo a su historia evolutiva (filogenia).

FILOGENIA: se define como la historia o crónica evolutiva de las especies. En principio, no establece grupos taxonómicos como familias, géneros, etc. Su misión es conocer las relaciones evolutivas entre los grupos de especies y hay un acuerdo generalizado en que es el criterio a seguir en el establecimiento de la organización natural y se puede representar gráficamente mediante árboles filogenéticos.

Un árbol filogenético es un árbol que muestra las relaciones de evolución entre varias especies u otras entidades que se cree que tuvieron una descendencia común. Un árbol filogenético es una forma de cladograma.

SISTEMA ACTUAL DE CLASIFICACIÓN:

En 1969 Robert Harding Whittaker plantea una reorganización de la clasificación basándose en las características anatómicas, fisiológicas, genéticas etológicas y evolutivas de los organismos, toma en cuenta la teoría endosimbiótica del origen de las células de Lynn Margulis.

Posteriormente en 1977 Carl Woese, al trabajar con técnicas de secuenciación del ARN ribosomal descubre que dentro de los procariontes se habían incluido organismos que, a nivel molecular, eran bastantes divergentes; en 1990 propuso un nuevo taxón superior al reino, al que llamo "Dominio", reconociendo tres linajes evolutivos: Archaea, Bacteria y Eukarya.

Los Archaea son células Procariotas. Al contrario de Bacteria y Eukarya, tienen membranas compuestas de cadenas de carbono ramificadas unidas al glicerol por uniones de éter y tienen una pared celular que no contiene peptidoglicano. Mientras que no son sensibles a algunos antibióticos que afectan a las Bacterias, son sensibles a algunos antibióticos que afectan a los Eukarya. Los Archae tienen rRNA y regiones del tRNA claramente diferentes de Bacterias y Eukarya. Viven a menudo en ambientes extremos e incluyen a los metanógenos, halófilos extremos, y termoacidófilos.

Las Bacterias son células Procariotas. Como los Eukarya, tienen membranas compuestas de cadenas de carbono rectas unidas al glicerol por uniones éster. Tienen una pared celular conteniendo peptidoglicano, son sensibles a los antibióticos antibacterianos tradicionales, y tienen rRNA y regiones del tRNA claramente diferentes de Archaea y Eukarya. Incluyen a mycoplasmas, cyanobacteria, bacterias Gram-positivas, y bacterias Gram-negativas.

Los Eukarya son Eucariotas. Como las Bacterias, tienen membranas compuestas de cadenas de carbono rectas unidas al glicerol por uniones éster. Si tienen pared celular, no contiene ningún peptidoglicano. No son sensibles a los antibióticos antibacterianos tradicionales y tienen rRNA y regiones del tRNA claramente diferente de Bacterias y Archaea. Incluyen a protistas, hongos, plantas, y animales.

De esta forma Carl Woese y su discípulo Gary Olsen propusieron una versión simplificada y modificada del árbol filogenético que muestra los tres Dominios o líneas primarias: Archaea, Bacteria y Eukarya. En línea descendente siguen seis reinos: Moneras, Arqueobacterias (obviamente separadas de Moneras), Protistas, Hongos, Plantas y Animales. Esta nueva propuesta fue difundida por una de los mejores divulgadores de la ciencia el Dr. Isaac Asimov.

Prontuario para el uso de la calculadora cientifica Bio IV grupo 504

Cuando se observan exhaustivamente todos los elementos de la población (se supone que la observación se efectúa sin errores), entonces se dispone de todos los datos posibles para aquel estudio. Con tales datos, es posible describir exactamente las regularidades, el comportamiento o las características de la población.

• Estadística descriptiva La Estadística descriptiva no es otra cosa, pues, que la ciencia dedicada a descubrir las regularidades o características existentes en un conjunto de datos. Pero si la observación no es exhaustiva, sino que se parte de una muestra con la finalidad de conocer, mediante ella, las características de la población, entonces nos enfrentamos con un proceso de inducción, en virtud del cual se aprovecha la información suministrada por la muestra para conocer, aunque sea aproximadamente, aquellas características.

• Estadística inferencial La Estadística Inductiva, también llamada Inferencia Estadística, tiene, por tanto, como función, generalizar los resultados de la muestra para estimar las características de la población. No obstante, el conjunto de datos muestrales puede describirse o analizarse de la misma forma que una población. Por tanto, el conjunto de observaciones o datos de una muestra puede manejarse en un doble sentido. Primero, para describir el propio conjunto de observaciones, y segundo, para inferir lo que ocurre en la población.

Para facilitar la obtención de nuestros resultados usamos la calculadora científica, la cual presenta varias modalidades de trabajo, entre ellas cuenta con funciones estadísticas.

En el siguiente enlace podrás descargar el archivo de ayuda.

Fermentación Bio V grupos 606,608 y 609

Según la teoría evolutiva acerca del origen de la vida en la Tierra, se considera que la fermentación es el proceso de obtención de energía más antiguo. Sobre esa base se considera que, dadas las condiciones de la Tierra primitiva, en la que no existía oxígeno libre y donde los rayos del sol no llegaban a la superficie terrestre, los primeros organismos sólo podían obtener la energía de los compuestos orgánicos mediante la fermentación. 

El proceso de fermentación es anaeróbico ya que se produce en ausencia de oxígeno; ello significa que el aceptor final de los electrones del NADH producido en la glucólisis no es el oxígeno, sino un compuesto orgánico que se reducirá para poder reoxidar el NADH a NAD+. El compuesto orgánico que se reduce (acetaldehído, piruvato) es un derivado del sustrato que se ha oxidado anteriormente. 
En los seres vivos, la fermentación es un proceso anaeróbico y en él no intervienen las mitocondrias ni la cadena respiratoria. Son propias de los microorganismos, como algunas bacterias y levaduras. También se produce la fermentación en la mayoría de las células de los animales (incluido el hombre), excepto en las neuronas que mueren rápidamente si no pueden realizar la respiración celular; algunas células, como los eritrocitos, carecen de mitocondrias y se ven obligadas a fermentar; el tejido muscular de los animales realiza la fermentación láctica cuando el aporte de oxígeno a las células musculares no es suficiente para el metabolismo aerobio y la contracción muscular.

Desde el punto de vista energético, las fermentaciones son muy poco rentables si se comparan con la respiración aerobia, ya que a partir de una molécula de glucosa sólo se obtienen 2 moléculas de ATP, mientras que en la respiración se producen 36. Esto se debe a la oxidación del NADH, que, en lugar de penetrar en la cadena respiratoria, cede sus electrones a compuestos orgánicos con poco poder oxidante.

En la industria la fermentación puede ser oxidativa, es decir, en presencia de oxígeno, pero es una oxidación aeróbica incompleta, como la producción de ácido acético a partir de etanol.

 
Las fermentaciones pueden ser: naturales, cuando las condiciones ambientales permiten la interacción de los microorganismos y los sustratos orgánicos susceptibles; o artificiales, cuando el hombre propicia condiciones y el contacto referido.

Los tipos de fermentación que existen son:

·  Alcohólica: Se lleva a cabo fundamentalmente por levaduras del género Saccharomyces, que son hongos unicelulares que, en dependencia de la especie, se utilizan en la producción de pan, cervezas o vinos.

· Láctica: es una ruta metabólica anaeróbica que ocurre en el citosol de la célula, en la cual se oxida parcialmente la glucosa para obtener energía y donde el producto de desecho es el ácido láctico.

·Acética: es la fermentación bacteriana por Acetobacter, un género de bacterias aeróbicas, que transforma el alcohol en ácido acético. La fermentación acética del vino proporciona el vinagre debido a un exceso de oxígeno y es considerado uno de los fallos del vino.

·Butírica: es la conversión de los glúcidos en ácido butírico por acción de bacterias de la especie Clostridium butyricum en ausencia de oxígeno. Se produce a partir de la lactosa con formación de ácido butírico y gas. Es característica de las bacterias del género Clostridium y se caracteriza por la aparición de olores pútridos y desagradables.

En el siguiente enlace podrás descargar la practica.

Cromatografía y Fluorescencia Bio V Ntra. Biciego

La fluorescencia es un fenómeno foto-físico de las moléculas de clorofila que permite estudiar la función del fotosistema II (PSII) durante el transporte electrónico en la fotosíntesis y la sensibilidad del PSII al daño que puede sufrir por efecto de diferentes estreses, y las consecuencias que esto tiene en el proceso global de la fotosíntesis

Por tanto, la fluorescencia de clorofilas es una técnica muy útil que permite hacer un seguimiento al proceso de fotosíntesis en general. Se emplea en diferentes estudios:

§   Fisiología de la fotosíntesis

§  Ecofisiología

§  Biología Marina y Acuática

§  Horticultura

§  Agricultura

§  Fisiología de Post-cosecha

§  Mejora Vegetal

§  Genética

¿Qué es la fluorescencia?

Los electrones que forman parte de un átomo o una molécula tienden a permanecer en un estado de menor energía (estado fundamental). Si un átomo absorbe un fotón con suficiente energía, un electrón puede saltar a un orbital de mayor energía. Este estado de mayor energía es más reactivo que el estado fundamental y puede participar en reacciones químicas que son imposibles para el estado fundamental. Esto es muy importante para la fotosíntesis. Incluso en ausencia de reacciones, el estado excitado es inestable y puede volver a su estado fundamental por diferentes vías, incluido la emisión de un fotón. El fotón emitido es la fluorescencia.

La energía luminosa absorbida por las moléculas de clorofila en la hoja tiene tres posibles destinos: La mayor parte se va a usar en fotosíntesis (energía fotoquímica). Una pequeña parte de la energía, la que no puede emplearse en fotosíntesis, se disipa en forma de calor o bien puede ser re-emitida como luz (en forma de fluorescencia) con el fin de que el exceso de energía no dañe a los fotosistemas. La cantidad de energía emitida como fluorescencia es muy pequeña (1-2% del total de luz absorbida).

En condiciones normales, la fotosíntesis predomina sobre los otros procesos, pero en condiciones de estrés, la planta no puede trabajar a pleno rendimiento y el exceso de energía debe disiparse. Como consecuencia, los procesos no fotoquímicos aumentan.

Para un análisis de fluorescencia es conveniente adaptar a la planta a condiciones de oscuridad durante unos 10-15 minutos.

Cuando una hoja se transfiere desde la oscuridad a la luz, los centros de reacción del PSII se van cerrando progresivamente. Esto da lugar a un aumento en el rendimiento de la fluorescencia de las clorofilas. A partir de este momento, los niveles de fluorescencia disminuyen de nuevo. Este fenómeno se conoce como quenching y se explica  de dos maneras: Primero, se produce un incremento en la tasa de transporte de electrones fuera del PSII. Esto es debido a la activación mediada por luz de los enzimas implicados en el metabolismo del carbono y en la apertura de los estomas. Este tipo de quenching se denomina “quenching fotoquímico”. Al mismo tiempo, se produce un aumento de la eficiencia en la que la energía se convierte en calor. Este último proceso se denomina “quenching no fotoquímico” (NPQ).

Para el análisis de la fluorescencia de clorofilas se han definido y calculado diferentes coeficientes para cuantificar el quenching fotoquímico y no fotoquímico. Para los procesos fotoquímicos, el parámetro más útil para medir la eficiencia del PSII es el rendimiento cuántico del PSII (Ø_PSII o Y(II)), que mide la proporción de luz absorbida por la clorofila asociada al PSII  que es usada en procesos fotoquímicos. Otro parámetro ampliamente usado es el quenching fotoquímico (qP).  Aunque es muy similar al Ø_PSII , el significado del qP es algo diferente. En este caso, el qP hace referencia a la proporción de centros de reacción del PSII que están abiertos. Ø_PSII y qP están interrelacionados con un tercer parámetro, Fv/Fm, que mide la eficiencia del PSII, es decir, mide el rendimiento cuántico si todos los centros de reacción del PSII estuviesen abiertos.

Los procesos no fotoquímicos (NPQ) están relacionados con la disipación de calor, y su escala varía desde 0 hasta el infinito. El NPQ tiene varios componentes, pero el más importante es el denominado qN (coeficiente del quenching no fotoquímico). Este parámetro varía en una escala desde 0 a 1 y está relacionado con la disipación de calor mediante el ciclo de las xantofilas. NPQ y qN son indicadores de estrés y han demostrado ser parámetros muy sensibles para la detección temprana de condiciones de estrés mediante imagen de fluorescencia. En este sentido se pueden usar para valorar situaciones de estrés abiótico como biótico, pudiendo analizar el efecto de estreses ambientales en el cloroplasto, incluso antes de que se observen señales de síntomas en las hojas 

En el siguiente enlace puedes descargar la práctica.

Ärea foliar y fotosintesis Bio IV Mtra. Biciego

¿Qué es el IAF? El índice de área foliar (IAF) es la expresión numérica adimensional resultado de la división aritmética del área de las hojas de un cultivo expresado en m2 y el área de suelo sobre el cual se encuentra establecido, también expresado en m2. El IAF permite estimar la capacidad fotosintética de las plantas y ayuda a entender la relación entre acumulación de biomasa y rendimiento bajo condiciones ambientales imperantes en una región determinada.

La determinación del área foliar es fundamental en estudios de nutrición y crecimiento vegetal, con ésta se puede determinar la acumulación de materia seca, el metabolismo de carbohidratos, el rendimiento y calidad de la cosecha (Bugarin et al., 2002). Es una medida necesaria para evaluar la intensidad de asimilación de las plantas, parámetro de gran relevancia cuando se efectúa el análisis de crecimiento de un cultivo. Radford (1967), plantea que para aplicar las técnicas de análisis de crecimiento en estudios con plantas se requiere como mínimo una medida de la cantidad de material vegetal presente (peso seco) y una medida del sistema asimilatorio (área foliar) de las plantas, y a partir de estas medidas se pueden calcular los diferentes parámetros de un análisis de crecimiento sencillo. Existen diversos procedimientos para la determinación del área foliar, desde modernos y automáticos equipos como planímetros ópticos, hasta laboriosos y tediosos métodos de laboratorio como el planímetro mecánico. Cuando las plantas son consideradas de manera individual, las medidas lineales de la hoja pueden utilizarse en relaciones funcionales (Simón y Trujillo, 1990).

El área foliar guarda relaciones significativamente consistentes con sus medidas lineales, las cuales pueden establecerse mediante ecuaciones de regresión, como lo reportaron Elsner y Jubb (1988), quienes estimaron el área foliar mediante modelos lineales simples en hojas de vid. Ascencio (1985), determinó el área foliar en plantas de frijol (Phaseolus vulgaris L.), yuca (Manihot esculenta Crantz) y camote (Ipomoea batatas L. Parr), utilizando dimensiones lineales y peso seco de hojas. De igual forma, Fonseca et al. (1994), estimaron el área foliar en hojas de mangabeira (Hancornia speciosa Gom). Asimismo, Rajerdran y Thambura (1987), estimaron el área foliar mediante modelos lineales en sandía. Estas ecuaciones se pueden utilizar para estimar el área foliar a partir de esas medidas lineales fácilmente obtenibles (Ray y Singh, 1989).  

En la siguiente liga puedes descargar el formato de la práctica.

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