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viernes, 18 de septiembre de 2015

El movimiento | Funciones biológicas (III)

El movimiento es un cambio de posición, el cual puede ser de todo el cuerpo o sólo de una parte. Los animales utilizan el movimiento para encontrar o capturar una presa, para reproducirse o como mecanismo de huida.

Movimiento y biologia

- Tipos de movimiento


Los animales utilizan varias estrategias para moverse en función de su propia estructura y el medio en el que se desarrollan. Se puede decir que la locomoción es una de las características de los seres vivos que más han tenido que adaptarse a ese medio durante la evolución. El ejemplo más claro se encuentra en los mamíferos. Habiendo colonizado el medio terrestre, un grupo de ellos volvieron al medio acuático, son los cetáceos como los delfines o las ballenas. Estos animales para poder adaptarse al agua perdieron las extremidades posteriores, las piernas de un ser humano, y las anteriores, los brazos del ser humano, se transformaron en aletas. También, en otro grupo de mamíferos como son los murciélagos, comenzaron a sufrir un alargamiento de las extremidades anteriores y sus dedos, que se cubrieron con pliegues membranosos para imitar las alas de las aves. Estos animales se habían convertido en voladores.

jueves, 5 de diciembre de 2013

Movimientos en los vegetales superiores

En los vegetales superiores se dan movimientos provocados por estímulos externos, divididos en dos tipos, que seguidamente analizaremos.

Movimientos vegetales superiores

- Los movimientos provocados por agentes ambientales que ejercen una acción según una dirección determinada y que originan una orientación particular de los órganos de la planta


Reciben el nombre de tropismos y presentan una cierta analogía con las taxis. Estas movimientos pueden estar causados por estímulos de distinta naturaleza: fuerza de la gravedad (geotropismo), cantidad de agua presente en el suelo (hidrotropismo), presencia de sustancias químicas (quimiotropismo), presencia de fuentes de luz (fototropismo) o contacto con otros cuerpos (tigmotropismo).

- Los movimientos que se producen en la misma dirección predeterminada por la estructura del órgano que reflejan una orientación precisa respecto a la dirección del agente (se les denomina nastias, del griego nasthè, "posición")


La raíz, por ejemplo, tiene un claro geotropismo positivo (es decir, la tendencia a hundirse hacia el centro de la tierra), que se manifiesta en toda su intensidad en el ápice. Las raíces secundarias son, en principio, menos geotrópicas, pero también se convierten en geotrópicas si deben sustituir al eje de la raíz principal.

El aparato radical es capaz de "percibir" el agua a grandes distancias. Se conocen casos en los que las raíces del árboles lejanos invadieron tuberías de agua porque continuaron alargándose en dirección a la humedad filtrada a través de las tuberías secundarias (hidrotropismo positivo). Las partes aéreas de la planta son en cambio hidrotrópicamente negativas, al igual que las plantas acuáticas que normalmente no abren sus flores en el agua: ciertamente el eje donde se encuentran los órganos reproductores se alarga hasta emerger. Esto demuestra que el hidrotropismo influye sobre el crecimiento.

Los árboles que se encuentran a lo largo de las avenidas de las grandes ciudades se han hecho aún más sensibles en cuento al tropismo de sus raíces. Bajo tierra hay cientos de obstáculos: marañas de cables y tuberías entre los que introducirse y sobre todo alejarse si contienen sustancias venenosas como determinados gases. Al tratar de raíces siempre hay que mencionar el fototropismo negativo: rehúyen la luz, e incluso las raíces adventicias, como por ejemplo las de la hiedra, se desarrollan siempre en la parte sombría. Para el tallo la situación es distinta: éste presente geotropismo negativo y fototropismo positivo. La planta, salvo excepciones, tiende a crecer en altura alejándose del suelo, y, en ocasiones, aferrándose a un soporte. Los casos más extraordinarios se encuentran en las selvas ecuatoriales, donde las lianas trepan fatigosamente a lo largo de los troncos de los árboles, para alcanzar siempre cotas más altas. En este ambiente, elevarse por encima de la maraña de plantas significa sobrevivir, puesto que bajo el denso techo formado por la copa de los demás árboles reina la oscuridad. A la necesidad de alejarse del suelo cabe añadir el irresistible reclamo de la luz, fuente de vida de todas las plantas gracias al mecanismo de la fotosíntesis.

Sin ir más lejos, en las huertas de nuestro país también hay plantas que intentan por todos los medios elevarse del suelo: su ápice vegetativo, igual que un pequeño radar, efectúa un lento movimiento circular, describiendo en el espacio una curva en espiral. Si encuentra un soporte se enrolla a su alrededor siguiendo siempre la misma dirección.

El movimiento en sacacorchos es muy importante desde el punto de vista mecánico, ya que en efecto la espiral actúa como un muelle: si se tira de él, se alarga, contrayéndose de nuevo al cesar la fuerza y volviendo a la posición inicial.

Todas las plantas trepadoras poseen zarcillos, y los científicos han descubierto por qué se ensortijan. Los zarcillos crecerían derechos, pero en contacto con un cuerpo sólido (un palo, un árbol, un hilo, etc.) sienten una irritación que se traduce en un tropismo que les lleva a doblarse hacia el objeto que los irrita, enrollándose a su alrededor. No hay que confundir por tanto la torsión de los zarcillos con la de los tallos volubles.

Este fenómeno se denomina tigmotropismo (del griego thigma, "contacto", y de tropismo). Un tipo particular del mismo es el reotropismo, que es la torsión causada por una veloz corriente de agua que provoca la curvatura de la planta en la misma dirección de la corriente.

El tropismo más llamativo del tallo es debido a la luz (fototropismo). Las auxinas que favorecen el crecimiento se desplazan a las zonas no iluminadas determinando un mayor alargamiento del tallo en aquellas partes que se encuentran a la sombra y su consiguiente inclinación hacia la luz.

Las hojas se comportan de una forma particular respecto a la luz: son plagiótropas (del griego plagios, "oblicuo"), es decir, que se orientan para recibir casi de forma perpendicular las radicaciones lumínicas, y, como ocurre en las leguminosas, modifican su orientación respecto a la incidencia de la luz. No es difícil observar tropismos muy notables, como por ejemplo el del girasol común que cada día rota la corola de su amplia flor siguiendo el movimiento aparente del sol.

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- Ciclo vital de las plantas: otros artículos del blog


+ La importancia de la luz y de la temperatura

+ Las hormonas vegetales

+ Movimientos de los vegetales inferiores

+ Las nastias

miércoles, 4 de diciembre de 2013

Movimientos de los vegetales inferiores

Si bien el reino vegetal se caracteriza por carecer de la capacidad de moverse, esta carencia no es absoluta.

Vegetales inferiores

- Ejemplos de movimiento en las plantas


Es más, entre los vegetales inferiores se encuentran numerosos ejemplos de movimiento. Algunos vegetales son tan pequeños que no se adhieren al suelo, pudiendo de esta forma desplazarse y cambiar de lugar. El adulto, de todos modos, es incapaz de desplazarse, cosa que no sucede con los gametos (y esto ocurre con frecuencia entre las plantas superiores) o el óvulo recién fecundado. Las plantas superiores, que al estar sujetas por sus raíces al suelo no pueden permitirse verdaderos desplazamientos, manifiestan su capacidad de movimiento mediante curvaturas, torsiones, o flexiones respecto a las variaciones del medio externo, lo que se conoce como tropismos.

Algas y gametos ciliados se desplazan con un auténtico movimiento de locomoción y son capaces de reaccionar acercándose o alejándose de una fuente de estímulos determinados. Estos movimientos que tienen una dirección determinada se denominan taxis, y según si la respuesta al estímulo se produce en el sentido en que éste actúa o en sentido contrario, se habla de taxis positiva o taxis negativa. Existe además la "reacciona de fobia", cuando un organismo al llegar a un lugar oscuro retrocede en busca de la fuente de luz.

Determinadas algas unicelulares como Closterium, manifiestan claramente su sensibilidad a la luz: en un recipiente iluminado por un solo lado se dirigen hacia la fuente de luz retorciendo el cuerpo. Este fenómeno denominado fototaxis (del griego photòs, "luz", y tàxis, "disposición"), se da también en las células ricas en cloroplastos. Con la ayuda de un buen microscopio es posible observar a los cloroplastos orientándose según de donde provengan los estímulos luminosos. No siempre los desplazamientos son de movimiento positivo, es decir, hacia la fuente de luz; en ocasiones ésta es demasiado intensa y entonces los cloroplastos y las algas unicelulares se alejan de ella.

Las sustancias químicas también pueden ejercer un especial reclamo sobre los vegetales, en cuyo caso el movimiento se denomina quimiotaxis. Resultan interesantes los experimentos realizados con algunas bacterias ávidas de oxígeno en presencia de un alga que, al ser iluminada, produce el precioso gas: las bacterias se dirigen hacia el alga rodeándola.

En los helechos parece que los anterozoides (células germinales masculinas) alcanzan la célula femenina gracias a la atracción ejercida por sustancias químicas especiales. Por lo general ocurre que determinados estímulos, al manifestarse con intensidad moderada, provocan taxis positivas, mientras que al sobrepasar un determinado límite dan lugar a taxis negativas. La costumbre puede además provocar que la taxis se inhiba después de reiterados resultados negativos.

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+ La importancia de la luz y de la temperatura

+ Las hormonas vegetales

+ Movimientos en los vegetales superiores

+ Las nastias

miércoles, 8 de mayo de 2013

¿Cómo se mueven los animales?

La estructura del esqueleto y del aparato muscular es, con más o menos modificaciones, muy parecida en todos los representantes del mundo de los vertebrados.

Aguila en movimiento
El águila es una rapaz de gran tamaño, dotada de una considerable envergadura alar, que en algunas especies puede superar los dos metros. Construye su nido en picos inaccesibles para protegerlo mejor.

- Animales sin columna vertebral


En los animales que carecen de columna vertebral, los exoesqueletos sirven como elemento de sujeción de las diferentes formaciones musculares, a fin de permitir el desplazamiento. Aquí también existen excepciones, pero afectan sólo a determinados habitantes acuáticos que viven sujetos a una roca del fondo o a un escollo bañado por las olas. En efecto, estos animales gozan de la seguridad de poder obtener el alimento que precisan de las mismas aguas, en las que vagan perennemente de la forma más variada minúsculos protozoos, algas unicelulares y huevos o larvas de microscópicas dimensiones. Una situación de este tipo es, en cambio, imposible para quien pasa su vida en tierra firme o en el aire, donde el problema de conseguir alimento se presenta a diario. De hecho en el mundo animal el fin último de cada forma de locomoción está en relación con al aprovisionamiento, con la conquista de un espacio propio (un territorio), con la defensa y con la búsqueda de un compañero. En este sentido se interpretan ciertas formas de comportamiento instintivo que se manifiestan periódicamente con expresiones como, por ejemplo, la danza, la parada o la lucha, sobre todo coincidiendo con el período reproductor.

- El movimiento por excelencia en el agua: la natación


En el agua el movimiento típico por excelencia es la natación, consistente en una serie muy compleja de acciones que permiten la flotación y la propulsión del cuerpo, tanto en la superficie como en el fondo. El movimiento de los peces está determinado por la cola y por los movimientos ondulatorios del cuerpo. Anfibios, reptiles y algunas aves nadan utilizando esencialmente las extremidades dotadas de las llamadas membranas natatorias que facilitan el avance en el agua. Casi todos los mamíferos terrestres tienen la capacidad de nadar, aunque esta facultad no viene siempre acompañada de una propensión natural hacia el medio líquido. Castores y osos, además naturalmente de los mamíferos acuáticos por excelencia (focas, ballenas, morsas, delfines), se desenvuelven en aguas turbulentas con insuperable maestría.

- Desplazamiento en tierra firme de los animales


En tierra firme, los animales se desplazan caminando, corriendo, saltando, cavando o trepando, y para cada una de estas situaciones sus órganos locomotores -2 en el hombre, 4 en todos los tetrápodos, 6 en los insectos (denominados por ello hexápodos), 8 en las arañas y en mayor número en otras categorías sistemáticas, hasta llegar a las innumerables patas de los cienpiés y los milpiés- están conformados de manera que puedan responder adecuadamente a las condiciones ambientales.

+ Locomoción sobre el suelo de algunos invertebrados


Algunos invertebrados (lombrices o larvas de ciertos insectos) muestran una locomoción sobre el suelo menos evolucionada; ésta consiste en una serie de movimientos que acortan y alargan el cuerpo, que avanza aferrándose al suelo por medio de unos finos pelos que recubren su superficie exterior.

+ Desplazamiento en tierra firma de animales incapaces de alzarse del suelo


Los animales incapaces de alzarse del suelo (determinados anfibios, las lagartijas y las serpientes) proceden como si estuvieran nadando, mediante una serie de movimientos ondulatorios que recuerdan los de los peces. En estos casos, además, los miembros, si están presentes, asumen generalmente el papel de estructuras de apoyo y no de órganos activos de locomoción. Una función parecida desarrollan las escamas ventrales de las serpientes, cuya disposición impide al animal resbalar hacia atrás.

+ El movimiento en las especies que mantienen el cuerpo elevado del suelo


Por el contrario, en todas las especies que mantienen el cuerpo levantado del suelo, los miembros constituyen los órganos activos de locomoción, que puede desarrollarse de diferentes modos en las distintas especies o también en función de las variadas exigencias de la vida en un mismo individuo: en efecto, un caballo puede marchar al paso, al trote o al galope. El salto es un tipo particular de locomoción terrestre, casi siempre acompañado de un notable desarrollo de las extremidades posteriores, las más implicadas, y de la cola, que sirve de elemento de apoyo y de equilibrio. El vuelo es el movimiento propio de los animales que frecuentan el aire: las aves, muchos insectos, los murciélagos entre los mamíferos y algunos reptiles primitivos ya extinguidos. Las alas de los insectos son 4 (raramente 2) y están formadas por expansiones laterales de la cutícula, sostenidas por nerviaciones y conectadas al tórax. Los músculos soldados al exoesqueleto realizan la acción rítmica de subir y bajar las alas. En las aves, en cambio, las alas derivan de una transformación de las extremidades anteriores. Las posteriores siguen siendo aptas para caminar. En los reptiles alados fósiles, los pterosaurios, el ala era una membrana sostenida por el esqueleto de la extremidad anterior.

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- Moverse para vivir: artículos en el blog


+ Vida es movimiento

+ Las estructuras de sostén

+ Esqueleto del cuerpo humano

+ Las articulaciones y la estructura de los huesos

+ La columna vertebral

+ La cabeza

+ Huesos de las extremidades superiores e inferiores

+ Los músculos, motores del cuerpo

+ Músculos lisos y músculos estriados

+ El trabajo muscular: un fenómeno químico

+ La dependencia entre nervios y músculos

Vida es movimiento

Los animales son organismos heterótrofos, es decir, seres que deben proveerse de las sustancias orgánicas que precisan. Están por tanto obligados a buscar el alimento y para ello precisan moverse. Su vida, en consecuencia, se basa, salvo algunas excepciones, en la movilidad, lo que exige un sistema locomotor (en los vertebrados, típicamente constituido por huesos y músculos) y un sistema nervioso para la coordinación del movimiento.

Vida y movimiento en biologia
El delfín, un mamífero, se adaptó hace millares de años a la vida acuática.

- Cada movimiento, un trabajo mecánico que requiere energía


Cada movimiento, en sus más variadas manifestaciones y fines -la contracción de un músculo, la vibración de los cilios de un tejido, el fluctuar del cuerpo gelatinoso de una ameba, el desplazamiento de los cromosomas o bien el de un espermatozoide en busca de un óvulo que fecunda- consiste en un trabajo mecánico para cuya realización se necesita energía.

+ ¿Quién aporta la energía necesaria para el movimiento?


En cada célula, esa contribución energética es aportada por la molécula del adenosintrifosfato (ATP), que permite modificar el estado de determinados minúsculos elementos estructurales del citoplasma relacionados con la contracción del tejido muscular y responsables del desplazamiento del cuerpo celular o de algunas de sus partes.

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+ Las estructuras de sostén

+ Cómo se mueven los animales

+ Esqueleto del cuerpo humano

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+ Músculos lisos y músculos estriados

+ El trabajo muscular: un fenómeno químico

+ La dependencia entre nervios y músculos