1. Nivells d’organització dels éssers vius.
3. Els cinc regnes dels éssers vius.
4. Morfologia de les plantes i els animals.
Què és un ésser viu? Com podríem definir el què és un ésser viu? Quines característiques són les que ens fan diferenciar un ésser viu d’un inert o no viu?
És complexa la resposta que cal donar. Perquè no hi ha diferència a nivell de “matèria prima”…
Un ésser viu i un inert comparteixen la matèria primera, però l’organització d’aquesta matèria sí és diferent.
Per una altra banda podríem definir els éssers vius per les característiques comunes a tots ells: aleshores hauríem de definir un ésser viu com aquell que està format per cèl·lules i que realitza tres funcions vitals: es nodreix, es relaciona i es reprodueix.
Els virus són acel·lulars (no estan formats per cèl·lules) i, per tant, es troben al límit entre la matèria viva i la inerta.
1. Nivells d’organització de la matèria.
Els éssers vius , igual que els inerts estan constituïts per matèria. Aquesta matèria esta organitzada en diferents nivells, segons complexitat d’organització.
La diferència entre els éssers vius i la matèria inerta no està en la seva composició. Els àtoms del cos humà o dels organismes unicel·lulars són els mateixos que componen els planetes, les roques i les estrelles. En realitat, la diferència entre un ésser viu i un ésser no viu no està en els materials, sinó en com s’organitzen aquests materials.
En aquest vídeo us en podreu fer una idea…
Els nivells de complexitat de la matèria viva.
Per a facilitar l’estudi de la matèria viva es diferencien vuit nivells d’organització, que són:
Imatge i informació extreta de NaturalsOMNivell subatòmic.
Comprèn les partícules subatòmiques, partícules molt i molt petites que ja no es poden dividir. Per exemple protons i electrons.
Nivell atòmic.
Comprèn els àtoms Els àtoms formen tota la matèria viva i inert. Els diferents tipus d’àtoms donen lloc als elements (els que es troben a la taula periòdica). Els àtoms més abundants en la matèria viva són el carboni, l’hidrogen, l’oxigen i el nitrogen (CHON, segons les seves inicials).
L’àtom fonamental és el carboni, que pot establir una gran diversitat d’enllaços amb altres àtoms i també amb ell mateix. Aquesta plasticitat li permet formar llargues cadenes de carboni, amb ramificacions o, fins i tot, molècules cícliques.
Nivell molecular.
Comprèn les molècules que són la unió de dos o més àtoms. Per exemple les molècules d’aigua, molècules de glucosa, etc.
Les molècules que formen part dels éssers vius se’n diuen biomolècules. N’hi ha dos tipus de biomolècules:
Biomolècules orgàniques , exclusivament de la matèria viva, formades bàsicament per àtoms de C i H combinats generalment amb altres tipus d’àtoms com O, N, P, S. Són els glúcids, les proteïnes, els lípids i els àcids nucleics.
Biomolècules inorgàniques , es podem trobar també formant part dels éssers inerts i no estan constituïdes bàsicament per C. Són l’H2O, el CO2, l’O2, les sals minerals.
Els orgànuls cel·lulars també estan inclosos en el nivell molecular.
Nivell cel·lular.
Comprèn les cèl·lules. Per exemple cèl·lules nervioses, cèl·lules musculars, etc.
Nivell pluricel·lular (orgànic).
Comprèn els teixits, els òrgans, els sistemes i els aparells. Per exemple el teixit conjuntiu, el ronyó, el sistema nerviós, l’aparell respiratori, etc.
Nivell de població.
Comprèn les poblacions és a dir els individus de la mateixa espècie que ocupen una mateixa àrea en un temps determinat. Per exemple la població de pardals que hi ha actualment en una determinada zona.
Nivell de comunitat o biocenosi.
El conjunt de poblacions que conviuen en un medi.
Nivell d’ecosistema.
Comprèn els ecosistemes, és a dir el conjunt de poblacions que hi ha en una determinada zona (biocenosi) i les relacions que s’estableixen entre elles i entre elles i el medi ambient (biòtop).
El concepte de nivells d’organització implica que dins el Cosmos, tant en el món inert com en el món vivent, existeixen diversos nivell d’organització de la matèria; cada nivell inclou com a components tots els nivells inferiors (per exemple, un organisme pluricel·lular està constituït per cèl·lules formades per l’associació de molècules orgàniques que, al seu torn, es construeixen per la interacció d’àtoms, etc).
2. La cèl·lula.
És l’estructura viva més senzilla que es coneix, és a dir que és capaç de realitzar les tres funcions vitals, que són nodrir-se, relacionar-se i reproduir-se.
Tots els organismes vius estat constituïts per cèl·lules (una o moltes cèl·lules) Aquesta idea que ara ens sembla tan normal, no va poder ser coneguda fins al moment en què es construïren els primers microscopis, ja que la majoria de les cèl·lules són invisibles a l’ull humà.
La gran majoria de cèl·lules estan estructurades en tres parts: membrana, citoplasma i nucli.
A través de la membrana es produeix l’intercanvi de substàncies entre la cèl·lula i el medi exterior.
Fins que es va inventar el microscopi electrònic (1934) els biòlegs creien que totes les cèl·lules tenien la mateixa estructura: membrana-citoplasma-nucli. A partir d’aquest moment es va descobrir que alguns grups d’éssers vius unicel·lulars tenien una estructura diferent.
Són les cèl·lules que no tenen nucli, és a dir són les que presenten el seu ADN més o menys condensat en una regió del citoplasma però sense estar envoltat d’una membrana.
Només les trobem en dos grups de microorganismes: bacteris i cianobacteris.
Són cèl·lules molt senzilles, els seus orgànuls pràcticament només són els ribosomes, els mesosomes (uns orgànuls exclusius d’aquestes cèl·lules) i algunes també tenen uns flagels molt senzills. La principal característica és que no tenen membrana nuclear. En general són mes petites que les eucariotes, més primitives i no formen teixits especialitzats.
Tenen una membrana plasmàtica però a més a més tenen una paret cel·lular que no és de cel·lulosa sinó d’una altra substància anomenada mucopolisacàrid. Els únics orgànuls que té són els ribosomes, més petits però molt nombrosos, i la resta de funcions (respiració, algunes la fotosíntesi…) les fan en uns plecs de la membrana anomenats mesosomes.
A la membrana poden tenir cilis (molts filaments i curts) o flagells (pocs filaments i molt allargats) que els permeten el moviment.
Clicant sobre la imatge accediràs a un interactiu que t’explica amb molt de detall les característiques d’un bacteri.
Són les cèl·lules que tenen nucli, és a dir son les que presenten el seu ADN rodejat d’una membrana.
Tenen estructura eucariota les cèl·lules dels animals, plantes, algues, fongs i protists (algues i protozous). La cèl·lula eucariota és la unitat estructural i funcional de tots els organismes pluricel·lulars.
La cèl·lula eucariota és capaç de realitzar les tres funcions vitals i es pot definir com una estructura biològica constituïda per tres parts: membrana-citoplasma-nucli.
Dintre de la cèl·lula eucariota distingim entre una cèl·lula animal i una cèl·lula vegetal. Entre elles hi ha diferències estructurals (presenten orgànuls exclusius) i funcionals ( la cèl·lula vegetal és autòtrofa, mentre que l’animal és heteròtrofa).
Clicant sobre les imatges accediràs a uns interactius sobre les característiques de cada tipus de cèl·lula eucariota:
I per acabar, aquí tens un paquet d’activitats Clic per repassar tot el que s’ha explicat de la cèl·lula eucariota. Clica en la imatge per poder fer les activitats:
3. Els cinc regnes dels éssers vius.
Una mica d’història…
Linneo, al segle XVIII, va separar als éssers vius en dos grans grups, el Regne Animal i el Regne Vegetal. Al segle XIX, Haeckel va proposar un nou grup d’éssers vius, el Regne Protoctists.
El 1969, Whittaker agrupà els éssers vius en cinc regnes, els tres anteriors i dos nous, anomenats Regne dels Fongs o Fungi i Regne de les Moneres. Posteriorment, Margulis i Schwartz van modificar els criteris de classificació i els noms d’alguns regnes. Els regnes que van proposar eren Moneres, Protoctists, Fongs, Plantes i Animals.
Karl Woese, el 1991, va plantejar una nova variació en aquest sistema. Woese creà un nou taxó per sobre dels regnes i l’anomenà Domini. Segons aquesta nova classificació, els éssers vius s’agruparien en tres dominis: Bacteri, Archaea i Eukarya.
Característiques generals dels cinc regnes:
Per saber més sobre els diferents regnes:
“Proyecto Biosfera“ pels regnes Monera, Protoctist i Fungi i clicant aquí pel regne Vegetal i aquí pel regne Animal.
“Aracné“: clicant en les diferents unitats podràs ampliar informació sobre els cinc regnes.
4. Morfologia de les plantes i els animals.
4.1. Morfologia de les plantes.
Les plantes són formades per dues parts fonamentals: l’arrel i el tany, que comprèn la tija i els seus apèndixs (les fulles, les flors i els brots o gemmes).
Clicant en la imatge accediràs a una pàgina amb molta informació sobre com són les plantes.
Navega per les paraules enllaçades que et portaran a les característiques i diferents tipus d’arrels, tiges, fulles, flors i fruits.
En el següent Quadern Virtual hi ha un seguit d’exercicis molt fàcils per repassar la morfologia de les plantes. La darrera pantalla (la 9) fa referència a la reproducció i ja la treballarem més endavant. Clica en la imatge o en l’enllaç per accedir-hi.
4.2. Morfologia dels animals.
La majoria d’animals vertebrats tenen el cos dividit en cap, tronc i extremitats. D’altres, com els artròpodes, el tenen dividit en cap, tòrax, abdomen i disposar d’apèndixs articulats.
Segons la disposició de les diferents parts del cos parlem d’una simetria en la disposició de les parts del cos.
Clicant en els diferents grups accediràs a l’organització externa de cada grup d’animals:
Esponges, anèl·lids, mol·luscs, cnidaris, artròpodes, equinoderms, cordats.
5. Les funcions vitals.
Els éssers vius es caracteritzen perquè fan aquestes funcions:
1. Nutrició.
Els organismes necessiten incorporar matèria i energia del medi i que utilitzaran per al seu manteniment.
Nutrició cel·lular: És el procés mitjançant el qual la cèl·lula incorpora nutrients de l’exterior o medi en què viu. Aquests nutrients experimenta una sèrie de reaccions químiques en l’interior de la cèl·lula, en aquestes transformacions s’obté energia (E) que s’utilitzarà per realitzar totes les funcions. El conjunt d’aquestes reaccions constitueix el metabolisme en el qual es distingeixen reaccions de destrucció (catabolisme) i reaccions de construcció (anabolisme).
Què és el metabolisme?
2. Relació.
És la capacitat que tenen els éssers vius de captar la informació del seu medi, tant intern com extern, els estímuls, d’interpretar-los i elaborar una resposta adequada. Mitjançant la funció de relació els éssers viu també coordinen els seus aparells i sistemes per tal que puguin funcionar correctament.
Relació i coordinació a nivell cel·lular: Les respostes de les cèl·lules a estímuls es manifesten amb canvis de forma, moviments, canvis metabòlics, secrecions, etc.
Certes cèl·lules responen a alguns estímuls (falta d’aliment, excessiva calor …) segregant substàncies que es dipositen en la seva membrana i les aïllen de l’exterior. La cèl·lula així embolicada es diu quist i pot romandre molt temps amb una vida latent fins que canvien les condicions i reprèn la seva activitat. És una resposta típica dels bacteris.
Les respostes de moviment s’anomenen tactismes: són positius si s’acosten a l’estímul i negatius si s’allunyen. Segons el tipus d’estímul, pot ser fototactisme (si l’estímul és la llum), quimiotactisme (una substància química), termotactisme (una variació de temperatura), etc.
Els protoctists tenen reaccions més complexes que els bacteris. Els protozous i les algues microscòpiques es mouen davant la presència de llum o de substàncies en el medi. El moviment cel·lular es realitza per pseudòpodes, flagels o cilis.
3. Reproducció.
Mitjançant aquesta funció els éssers vius són capaços de formar còpies d’ells mateixos. En els organismes unicel·lulars es produeix per: bipartició, gemmació i esporulació.
6. Funció de nutrició.
És el conjunt de processos necessaris per captar la matèria i energia, necessària per a que l’organisme creixi, mantingui les seves estructures i desenvolupi totes les seves activitats.
La funció de nutrició inclou diversos processos: la captació de nutrients, la seva transformació, la seva distribució a totes les cèl·lules i l’eliminació de substàncies de rebuig que es produeixen com resultat de l’ús que es fa dels nutrients en les cèl·lules. Això és comú a animals i vegetals. Per a això el cos de l’ésser viu té òrgans i aparells especialitzats en la realització d’aquestes tasques.
En aquest vídeo podreu veure com s’alimenten alguns microorganismes:
6.1. Nutrició de les plantes.
Les plantes tenen nutrició autòtrofa, és la nutrició en la que l’organisme pren del medi matèria inorgànica. Aquesta matèria inòrganica és transformada en matèria orgànica a través del procés anomenat fotosíntesi.
Clicant en la imatge accediràs a una animació on s’explica de forma molt resumida com es nodreixen les plantes:
La nutrició de les plantes es duu a terme de la manera següent:
6.1.1. Captació d’aigua i sals minerals: L’aigua i les sals minerals són absorbides pels pèls absorbents de les arrels i formen la saba bruta. La saba bruta viatja pelxilema, un teixit conductor format per vasos llenyosos, fins a les fulles.
Clica en l’apartat 3.1 d’aquesta unitat didàctica (“Absorción de agua y sales por la raíz”) per accedir a les animacions que mostren com s’absorbeixen l’aigua i les sals minerals a través de les arrels, així com el funcionament d’un pèl absorbent i en l’apartat 3.2 (“Transporte de la savia bruta”) per veure quin és el recorregut de l’aigua i les sals minerals a través del xilema.
6.1.2. Combinació CO2 i H2O: Quan arriba a les fulles, la saba bruta es combina amb el diòxid de carboni (CO2) que obtenen de l’aire, a través d’unes obertures especials situades al revers de les fulles anomenades estomes. Gràcies a l’energia de la llum solar es formen glúcids (sucres) i es desprèn oxigen (O2).
Aquesta transformació, mitjançant la qual es forma matèria orgànica, s’anomena fotosíntesi. Té lloc en el cloroplast de la cèl·lula vegetal.
Clica en l’apartat 3.4 d’aquesta unitat didàctica (“Fotosíntesis”) per veure una animació sobre aquest procés.
6.1.3. Transport de la saba elaborada: Els glúcids, juntament amb l’aigua, formen la saba elaborada i constitueixen l’aliment de la planta. La saba elaborada viatja pel floema, un teixit conductor format per vasos liberians, cap a totes les zones de la planta.
Clica en l’apartat 3.5 d’aquesta unitat didàctica (“Transporte de la savia elaborada”) per veure el seu recorregut.
6.1.4. Respiració i obtenció d’energia: Alhora que fan aquest procés, les plantes també respiren: agafen oxigen de l’aire i desprenen diòxid de carboni. La respiració la duen a terme tots els teixits de la planta, però molt especialment els de la fulla, en totes les cèl·lules, en uns orgànuls anomenats mitocondris. Combinen l’oxigen amb els sucres que han fabricat, amb la qual cosa obtenen l’energia necessària per desenvolupar les funcions vitals i produir altres biomolècules orgàniques, com proteïnes i greixos.
Clica en l’apartat 2.2 d’aquesta unitat didàctica (“La respiración celular”) per visualitzar què necessiten i què obtenen les cèl·lules en el procés de respiració cel·lular.
Si segueixes el recorregut de la fletxa que assenyala l’arbre repassaràs d’una forma molt senzilla la nutrició en les plantes:
En aquesta presentació es resumeix molt bé tot l’exposat en aquest apartat. Les imatges i els esquemes us ajudaran a entendre-ho molt bé:
Realitza els següents exercicis:
Sobre les funcions vitals:
Sobre obtenció de matèria i energia:
Sobre la nutrició en les plantes:
Sobre fotosíntesi i la seva importància biològica i ecològica:
6.2. Nutrició dels animals.
La nutrició animal comprèn:
6.2.1. El procés digestiu.
Aquest procés passa per quatre fases:
1r. Ingestió: Presa d’aliments de l’exterior.
En aquest enllaç hi ha una taula amb els diferents tipus d’ingesta de l’aliment i en aquest altre amb les diferents formes que tenen els animals per capturar l’aliment. Quan l’hagis llegit, fes les següents activitats:
2n. Digestió: Transformació dels aliments en nutrients. Aquesta transformació pot ser intracel·lular o extracel·lular.
3r. Absorció: Pas dels nutrients a la sang.
4t. Egestió: Eliminació dels residus no digerits transformats en matèria fecal i expulsats a l’exterior.
El procés digestiu té lloc en l’aparell digestiu que pot ser de dos tipus:
Cavitat gàstrica: és un sac entapissat de cèl·lules que comunica amb l’exterior per un únic orifici anomenat òscul, que fa les funcions de boca i anus.
Tub digestiu: és un tub més o menys llarg, que comença a la boca, per on entren els aliments, i acaba en l’anus, per on s’expulsen els residus. Al llarg del tub es distingeixen regions que realitzen missions específiques, adaptades al tipus d’alimentació de cada animal. En aquest tub s’hi aboquen substàncies segregades per glàndules que ajuden a la digestió.
Clicant sobre aquest enllaç o sobre la imatge accediràs als esquemes dels diferents tipus d’aparell digestiu que tenen els animals.
Per repassar el procés digestiu, fes aquests dos exercicis:
6.2.2. Repartiment de l’aliment per tot el cos.
L’aparell circulatori és el mecanisme de transport, és a dir, l’encarregat de dur tant els materials nutritius des de l’aparell digestiu fins a les cèl·lules com del transport de l’oxigen des de les estructures respiratòries fins a les cèl·lules. També és l’encarregat d’emportar-se els material residuals de les cèl·lules que han de ser expulsats a l’exterior. També pot transportat elements del sistema immunològic.
Hi ha diversos líquids circulatoris:
Aigua de mar: Es pot considerar el primer líquid circulant com veiem en les esponges. Entra l’aigua pels porus i el porta nutrients i oxigen a totes les cèl · lules del cos, i sortirà per l’orifici superior arrossegant substàncies de rebuig.
Hidrolimfa: la posseeixen els equinoderms. És molt similar a l’aigua de mar i transporta nutrients i productes de rebuig. La trobem a l’interior d’un curiós aparell (aparell ambulacral), que a més els serveix per moure’s.
Hemolimfa: És el líquid circulatori dels artròpodes i mol·luscs. Pot ser de diferents colors o fins i tot incolora. Conté cèl·lules de diferents tipus i funcions. És convenient que recordis que en alguns artròpodes el transport de gasos és independent de l’aparell circulatori.
Sang: Els vertebrats tenim com a primer líquid circulatori la sang que està formada per una part líquida que és el plasma, i una sèrie de components cel·lulars com són els glòbuls vermells per al transport d’oxigen, els glòbuls blancs amb funció defensiva i les plaquetes que intervenen en la coagulació de la sang.
Limfa: Els vertebrats tenim un altre líquid circulant que és la limfa que circula pels vasos limfàtics. Recull el plasma que s’escapa pels vasos sanguinis perquè torni al sistema circulatori. La limfa té només un tipus de cèl·lules, els glòbuls blancs amb funció defensiva.
En els organismes més senzills i de talla petita l’aparell circulatori es presenta en forma d’un líquid circulatori que és impulsat pels moviments del cos.
A mesura que augmenta la talla corporal, aquest sistema resulta insuficient i apareix un aparell circulatori constituït per artèries, venes i capil·lars. Simultàniament a l’aparició d’aquest sistema de vasos apareix un òrgan propulsor del líquid circulatori (cor), el qual, per mitjà de contraccions, assegura el moviment d’aquest líquid que pot, d’aquesta manera, arribar a totes les cèl·lules.
L’aparell circulatori pot ser de dos tipus:
Tancat, quan el líquid circulatori sempre circula per l’interior de vasos. L’intercanvi de materials transportats es fa per permeabilitat de les parets
d’aquests vasos (normalment a la zona de contacte amb les cèl·lules les parets es fan extremadament primes. És el cas dels vertebrats i anèlids.
Obert, quan el líquid no sempre circula per vasos sinó que acaba desembocant en cavitats o llacunes on el líquid circulatori queda parcialment aturar, i és precisament en aquestes llacunes on s’efectua l’intercanvi amb les cèl·lules.
Després és recollit de nou per vasos per completar el circuit: ha de tornar cap al cor on tornarà a ser impulsat cap a les estructures respiratòries. És propi dels mol·luscs i artròpodes.
Clicant sobre les imatges les veuràs més grans.
Clicant sobre aquest enllaç accediràs als esquemes dels diferents tipus d’aparell circulatori que tenen els animals.
Amb tota la informació que tens, fes aquests exercicis:
6.2.3. Intercanvi de gasos.
A través de la respiració els éssers vius, la capten oxigen del medi extern i l’expulsen el diòxid de carboni produït pel metabolisme. L’oxigen serà utilitzat per les cèl·lules per a la combustió de la matèria orgànica i l’obtenció de l’energia que aquesta conté.
Els animals, necessiten oxigen per obtenir energia en els processos cel·lulars.
Han de realitzar un intercanvi gasós entre l’organisme i el seu medi, d’aquest prenen l’O2 i al medi desprenen CO2, format durant el procés de la respiració cel·lular. L’intercanvi gasós es produeix sempre per difusió. Aquesta es realitzarà de forma diferent en funció de la mida, l’hàbitat i la complexitat de l’animal.
En animals senzills com protozous, esponges i celenterats, l’O2 dissolt en l’aigua passa per difusió a les cèl·lules i de la mateixa manera el CO2 es difon a l’aigua.
En animals que viuen en ambients humits o aquàtics com certs anèl · lids, alguns artròpodes i amfibis (que a més tenen pulmons) respiren a través de la pell: és la respiració cutània. En aquest tipus de respiració es necessita que la pell sigui fina i permeable als gasos, a més d’estar contínuament humida.
A mesura que augmenta la complexitat de l’animal apareixen estructures especialitzades per fer més eficient el procés de la difusió.
Respiració branquial: Les brànquies són característiques d’animals aquàtics, com alguns anèl·lids, mol·luscs, crustacis, equinoderms i peixos. Hi ha dos tipus de brànquies: externes i internes.
Respiració traqueal: Pròpia d’insectes i altres artròpodes terrestres. Aquest aparell està format per una sèrie de tubs, les tràquees, en què l’aire entra a través d’uns petits orificis de la superfície del cos, anomenats estigmes.
Les tràquees es van ramificant i disminuint de diàmetre, fins que contacten directament amb les cèl·lules, on es realitza l’intercanvi gasós per difusió. No necessiten per tant, un aparell circulatori per al transport de gasos.
Respiració pulmonar: Els pulmons són bosses de fines parets, que serveixen per realitzar l’intercanvi gasós, per al que es connecten amb l’exterior mitjançant una sèrie de conductes.
Segons s’ascendeix en l’escala animal, els pulmons van incrementant la seva superfície interna, des dels amfibis, on els pulmons són sacs sense cap tabicació, pel que complementen aquesta respiració amb la cutània, fins arribar a les aus i els mamífers, on els pulmons són els més desenvolupats a causa dels sacs aeris de les aus i als alvèols en mamífers.
Aquests mecanismes permeten a aquests dos grups de vertebrats un considerable augment de la superfície respiratòria.
Aquí tens uns exercicis per repassar l’intercanvi de gasos:
- La respiració traqueal
- Encreuats dels elements de l’aparell respiratori
- L’aparell respiratori
- Autoavaluació aparells respiratoris
En aquest vídeo es resumeixen les diferents maneres de respirar dels animals:
6.2.4. Eliminació de les substàncies de rebuig.
L’activitat metabòlica de les cèl·lules genera productes de rebuig que han de ser eliminats fora de l’organisme, ja que si s’hi acumulen resulten tòxics.
Entre aquestes substàncies hi ha: el diòxid de carboni, l’amoníac i laurea.
Quan parlem d’excreció doncs, sempre pensem en l’eliminació de productes de rebuig. Aquesta però, és només una de les seves funcions.
L’excreció és a més, un sistema regulador del medi intern, és a dir, determina la quantitat d’aigua i de sals que hi ha en l’organisme en cada moment, i n’expulsa el seu excés de manera que es mantingui constant la composició química i el volum del medi intern (homeòstasi). Així és com els organismes vius asseguren la seva supervivència davant les variacions ambientals.
En els animals més senzills aquests productes s’eliminen per simple difusió a través de la paret del cos, com en el cas de lesesponges i dels cnidaris.
Estructures excretores no especialitzades:
- Els pulmons dels vertebrats i les tràquees dels artròpodes ja que expulsen el diòxid de carboni, considerat substància de rebuig.
- La pell dels amfibis també té aquesta consideració, ja que també expulsa CO2.
- Les glàndules sudorípares dels mamífers expulsen suor, que té una composició química similar a l’orina.
- El fetge (2) elimina l’hemoglobina procedent dels glòbuls vermells destruïts, en forma de pigments biliars. Aquests passen amb la bilis a l’intestí i són eliminats en les restes fecals. A més, el fetge és el responsable de transformar la majoria de les substàncies tòxiques abans de la seva expulsió.
Estructures excretores especialitzades:
(1)Tubs de Malpighi: En insectes. Són tubs tancats per l’extrem que s’obre a la cavitat de l’animal i l’altre extrem desemboca en l’aparell digestiu.
(3)Nefridis: Es troben en anèl·lids i mol·luscs. Són tubs enrotllats amb els dos extrems oberts: un a la cavitat de l’animal i un altre a l’exterior.
Glàndules secretores de sal: En aus marines. S’obren normalment en la cavitat nasal.
(4)Ronyons: En vertebrats. Formats per milions de nefrones (5).
Exercicis per practicar:
En aquesta presentació es resumeixen els aspectes més importants de la nutrició en animals:
Aquesta animació (clica sobre la nutrició) ajuda a entendre la relació entre els diferents aparells i sistemes que formen part de la funció de nutrició.
7. Funció de relació.
La relació és la funció en virtut de la qual els éssers vius responen a estímuls del medi. La coordinació és la funció mitjançant la qual els éssers vius organitzen les respostes als estímuls que reben de l’exterior o del seu propi medi intern. Pot ser nerviosa o endocrina.
7.1. Relació, coordinació i adaptació en plantes i animals.
Tant plantes com animals responen als estímuls. Però ho fan de formes diferents. La diferència més evident és la que té a veure amb el moviment. Les plantes no es desplacen, i els animals, en general, sí.
• Els estímuls són qualsevol factor que pot ser captat per un ésser viu, qualsevol canvi, en el seu medi intern o extern. Els estímuls poden ser químics (olors, concentració d’oxigen en sang, sabors,…) o físics (la temperatura, la llum, la pressió, el so…).
• Les respostes poden ser moviments, secrecions o simplement creixements direccionals, com succeeix amb les arrels de les plantes respecte a l’aigua (quimiotropisme) o amb les branques respecte a la llum (fototropisme).
Aquí tens una explicació sobre el tipus d’estímuls i com es provoquen les respostes.
Fes aquestes activitats:
7.2. La funció de relació en els vegetals.
Les plantes són capaces de percebre els canvis ambientals que actuen com a estímuls externs i reaccionar davant d’ells. Com la mobilitat de la planta és molt reduïda, la resposta davant d’aquests estímuls no origina desplaçament, sinó un tipus o altre de moviment.
Aquestes respostes són més lentes, donat que són el resultat de l’activitat de les hormones vegetals o fitohormones.
Les hormones dels vegetals es produeixen en cèl·lules de secreció que no formen glàndules, però circulen per l’interior del vegetal amb la saba bruta i actuen allà on és necessari.
Segons l’estímul l’hormona segregada serà una o altra.
Controlen el creixement i desenvolupament del vegetal.
Hi ha hormones que:
- activen els processos de creixement, floració, gemmes apicals, formació d’arrels en els esqueixos (auxines);
- que fan germinar les llavors i indueixen a la formació de flors i fruits (giberelines);
- que retarden la caiguda de la fulla i l’envelliment i indueixen a la diferenciació cel·lular i formació de nous teixits (citoquinines);
- que provoquen el tancament dels estomes quan hi ha sequera o inhibeix el creixement del vegetal en moments de crisi, produint una mena de letargia (àcid abscísic);
- que faciliten la maduració dels fruits i la degradació de la clorofil·la, fent caure les fulles (etilè).
Una altra resposta als estímuls dels vegetals són diferents tipus de moviments, també provocats per l’acció de les hormones:
Són moviments de creixement del vegetal en què varia l’orientació de la planta. Poden ser negatius quan la planta s’allunya de l’estímul i si aquesta s’acosta a l’estímul. Els principals són:
- Fototropisme: moviments cap o en contra de la llum.
- Geotropisme: moviments en contra o cap a terra. La tija creixerà sempre cap amunt per trobar la llum necessària per a la fotosíntesi; les arrels cap a la terra, allà trobaran l’aigua i les sals minerals.
- Quimiotropisme: provocat per la presència de substàncies químiques, com sals dissoltes,anhídrid carbònic, oxigen, etc. Aquest comportament permet que el vegetal tingui una trobada més directa amb aquestes substàncies.
- Hidrotropisme: moviment del vegetal cap a zones humides, on es troba l’aigua. Davant d’aquest estímul l’arrel manifesta una clara resposta positiva, per la qual cosa es parla d’un hidrotropisme positiu.
- Tigmotropisme: moviment de creixement orientat sota la influència del contacte físic. Per exemple, les tiges que tendeixen a créixer al voltant d’un suport com les dels ceps. Per tant, posseeixen tigmotropisme positiu; les arrels en canvi, són negatives la qual cosa els permet eludir obstacles que es presenten en el terreny, com pedres i roques.
Són moviments passatgers de determinades zones del vegetal. Tipus:
- Fotonàstia o resposta a la llum, com l’obertura d’algunes flors al de matí o al capvespre.
- Sismonàstia, produïdes quan l’estímul és el contacte, com el moviment de les plantes carnívores i d’alguns tipus de mimosa.
- Termonàstia o resposta a les variacions de temperatura, com el tancament de la flor de la tulipa.
- Hidronàstia o resposta a la humitat de l’ambient, com en l’obertura dels esporangis en les falgueres.
- Traumatonàstia o resposta produïda per una ferida.
Les respostes de les plantes. (explicació en castellà breu i clara de tropismes, nàsties i hormones vegetals).
La mimosa púdica és un clar exemple de sismonàstia:
Realitza les següents activitats:
- Moviments vegetals.
- Resposta dels vegetals.
- Sopa de plantes.
- Les respostes en les plantes (test).
- Com respondrà la planta?
- Encreuats.
- Què produeix cada resposta?
7.3 La funció de relació en els animals.
La funció de relació en els animals és coordinada per dos sistemes: el sistema nerviós i el sistema endocrí.
Els dos sistemes treballen coordinadament per donar la resposta més adequada als estímuls captats.
El sistema nerviós rep informació, la interpreta, elabora respostes i les transmet als efectors de manera que coordina el cos dels animals. El moviment es produeix quan els músculs es contrauen i es relaxen, és a dir, quan l’aparell locomotor executa la resposta motora ordenada pel sistema nerviós.
El sistema endocrí format pel conjunt de totes les glàndules endocrines controla accions lentes, de llarga durada, a través d’uns missatgers químics: les hormones. La producció de llet per les mames, la menstruació, la metamorfosi d’alguns animals, el creixement… són exemples de processos controlats per hormones.
7.3.1. La percepció
Tots els animals compten amb cèl·lules nervioses especialitzades , en captarestímuls: sons, imatges, olors, temperatura, sabors, pressió, és a dir variacions del medi ambient . Aquestes cèl·lules s’anomenen receptors. Els receptors s’encarreguen de captar l’estímul i i traslladar-lo al sistema nerviós en forma d’impulsos nerviosos.
Els receptors es localitzen tant en la part externa de l’organisme com en el seu interior, i poden estar agrupats formant òrgans especialitzats: els òrgans dels sentits. Cada òrgan del sentit està especialitzat en captar un determinat tipus d’estímul.
Tipus de receptors sensorials. Els podem classificar segons el tipus d’estímul que capten en:
- Mecanoreceptors: (capten efectes mecànics), com els receptors del tacte de la pell (sentit del tacte), els de l’equilibri de l’oïda interna i els de l’audició del caragol de l’oïda (sentit de l’oïda).
- Termoreceptors: (capten temperatures) com els termoreceptors de la pell.
- Quimioreceptors: (capten substàncies químiques) com les mucoses olfactives del nas (sentit de l’olfacte) i les papil·les gustatives de la llengua (sentit del gust).
- Fotoreceptors: (capten llum) com la retina de l’ull (sentit de la vista).
- Propioceptors: Els estímuls que provenen de l’interior de l’organisme són detectats per receptors interns.
Exercicis sobre percepció:
7.3.2. La coordinació animal.
Els animals presenten dos sistemes per coordinar els estímuls que arriben a l’organisme i elaborar la resposta i perquè totes les activitats i processos d’un organisme es donin simultàniament i de forma correcta. Són el sistema nerviós i el sistema hormonal.
El sistema nerviós capta informacions, les analitza i elabora respostes que poden ser de dos tipus: motrius (que comporten un cert tipus de moviment, realitzat per músculs) i secretores (producció de determinades substàncies per òrgans glandulars).
Els músculs i les glàndules són els òrgans efectors, és a dir, els encarregats de donar resposta als estímuls. Des dels centres nerviosos i a través dels nervis els arriba la informació en forma d’impuls nerviós. Entre la captació de l’estímul i la producció de la resposta transcorren tan sols unes mil·lèsimes de segon: aquesta és, precisament, la principal característica del sistema nerviós dels vertebrats, la gran velocitat de resposta davant els estímuls.
7.3.2.1. La coordinació nerviosa.
El sistema nerviós actua donant respostes rapides davant d’un estímul. Està format per unes cèl·lules molt complexes, anomenades neurones.
En aquest vídeo s’expliquen les principals característiques d’aquestes cèl·lules tan especials:
En el vídeo anterior s’afirma que les neurones no es poden regenerar. Estudis recents estan refutant aquesta teoria i segons el neuròleg José Manuel García Verdugo sí que ho poden fer. En aquesta entrevista ens ho explica.
Els animals presenten diferents tipus de sistemes nerviosos. Trobem sistemes tan senzills com els de Cnidaris o tan complexos com els de vertebrats. Les possibilitats radiquen en la presència d’una xarxa difusa, un sistema nerviós ganglionar ventral, un sistema radial o un sistema format per un tub neural dorsal i que han sorgit d’una evolució del sistema nerviós en els animals:
Tipus de sistema nerviós:
- Xarxa difusa: Els Cnidaris posseeixen cèl·lules nervioses situades a l’epidermis. L’impuls nerviós s’expandeix en totes direccions.
- Sistema nerviós ganglionar ventral: En aquest model el sistema nerviós es localitza a la zona ventral del cos, en el mateix pla on es situa la boca. Està format per ganglis, que són aglomeracions de neurones, i cordons nerviosos, que estan formats per les prolongacions de les neurones. El trobem en Platihelmints, Mol·luscos i Anèl·lids El trobem en Pen Platihelmints, Mol·luscs i anèl·lids amb creixent grau de complexitat.
- Sistema radial: El trobem en els Equinoderms, animals que presenten simetria radial. Tenen un anell oral del qual parteixen cinc branques que reben la informació del sistema ambulacral. Un segon anell oral, més profund, del qual surten cinc ramificacions, controla el moviment dels braços. Finalment, un anell aboral, del qual parteixen cinc ramificacions nervioses, innerva la pell, entre les plaques dèrmiques.
- Tub neural dorsal: El sistema nerviós dorsal en forma de tub és característic de Cordats, arribant al seu màxim desenvolupament en Vertebrats. Es compon del sistema nerviós central, format principalment per un tub nerviós, la medul·la espinal, que recorre la part dorsal del cos i que a l’extrem anterior del cos s’eixampla i forma l’encèfal. Aquest, en els vertebrats, està protegit per una coberta, el crani.
De l’encèfal i la medul·la espinal surten els nervis principals, que es ramifiquen i arriben a totes les parts del cos formant el sistema nerviós perifèric: format per prolongació de les cèl·lules nervioses i que uneixen el sistema central amb les vísceres, músculs i superfície del cos.
Dins del sistema nerviós perifèric distingim el sistema nerviós autònom, que controla les funcions que realitzen els òrgans interns sense un control conscient per part de l’individu, com ara el batec cardíac, els moviments respiratoris, la digestió, l’excreció, etc.
Anàlisi d’un exemple de coordinació nerviosa.
7.3.2.2 La coordinació hormonal.
El sistema hormonal o endocrí està format per un conjunt de glàndules que alliberen al medi intern unes substàncies anomenades hormones. Aquí trobaràs un esquema sobre com funcionen les hormones.
Les hormones són substàncies químiques que controlen l’activitat de l’organisme. La resposta produïda per una hormona és lenta però duradora, a diferència del que passa en amb les respostes produïdes pel sistema nerviós, ràpides, però curtes en el temps.
Els animals que posseeixen aquest sistema de control davant els estímuls del medi són els artròpodes i els vertebrats. En aquest enllaç s’explica com actuen les hormones en aquest grups d’animals.
En aquest vídeo es veu un procés regulat pel sistema endocrí: La metamorfosi d’un espiadimonis.
Aquí tens un vídeo que explica els sistema endocrí humà:
Realitza les següents activitats:
7.3.3. Les respostes en els animals.
Quan es produeix un estímul, l’animal el capta per mitjà dels òrgans dels sentits. Els receptors envien la informació als centres coordinadors, que interpreten la informació i elaboren la resposta adequada, i envien els missatges als òrgans efectors, que són els que duen a terme les respostes.
Els centres coordinadors dels animals són el sistema nerviós i el sistema endocrí , que treballen coordinadament per donar la resposta adequada. Davant d’un estímul, els animals poden produir dos tipus de respostes: la motora i la secretora.
- La resposta motora és un moviment i la realitza l’aparell locomotor: l’esquelet i la musculatura. Aquest moviment pot provocar un desplaçament o no (per exemple quan tremolem pel fred ens movem però no ens desplacem). Els animals es desplacen de formes diferents. Clica aquí per veure-ho.
- La resposta secretora és la producció d’una determinada substància i la duen a terme les glàndules endocrines com ja hem vist anteriorment.
Fes les següents activitats:
7.3.4. El comportament.
El conjunt de respostes que duu a terme l’animal quan es relaciona amb el medi és el que anomenem comportament.
La vida d’un animal és, en definitiva, una successió de comportaments, com ara els següents:
- Alimentaris, com tots els comportaments associats a la recerca de menjar, a la captura de preses, a emmagatzemar aliment per a èpoques desfavorables
- Associats a la reproducció: com l’acostament del mascle i la femella, la cura de les cries i l’acoblament, les parades nupcials per conquistar parella…
- De defensa o d’alarma, com córrer per fugir d’un depredador, tancar-se dins d’una conquilla, etc.
Depèn de l’acció del cervell (sistema nerviós i sistema endocrí) i quant més complex és aquest, més varietat de comportaments presenta l’espècie en qüestió. Les disciplines que estudien la conducta i el comportament animal són l’etologia per als éssers vius en general i en el cas dels humans, la psicologia.
Hi ha comportaments innats i comportaments adquirits (els que s’aprés amb els anys de vida).
7.3.4.1. Comportament innat.
És aquell que té origen en la informació genètica rebuda dels progenitors, no s’aprenen, s’hereten, de la mateixa forma que s’hereta la forma del cos. L’animal es comporta d’una manera concreta davant un estímul i no ho ha aprés de ningú. Fer una teranyina és una teranyina és un comportament innat en les aranyes.
Dins el comportament innat hem de distingir ente: els instints i els reflexos.
Acte reflex: reaccions automàtiques provocades per un estímul causat per un element exterior a l’individu. Com retirar la mà ràpidament al punxar-se…
Si vols saber com funciona el reflex rotulià (aixecar la cama quan ens colpegen amb el martellet del metge), clica en l’enllaç i després, en el menú lateral esquerre a “Reflejo rotuliano”.
L’instint: És una forma de comportament concreta i innata en la qual es dóna invariablement una sèrie particular de respostes a uns estímuls específics. Els actes instintius són pautes de conducta innata o comportament heredat , generalment complexes, que requereixen la participació de la totalitat de l’animal, i que són iguals per a tots els membres d’una espècie, els quals permeten l’adaptació al medi.
Gràcies a l’instint els ocells construeixen nius, els animals protegeixen les seves cries, defensen el seu territori. Altres exemples de comportament instintiu són la preparació del llit per part de la mamífera quan ha de parir, o les llepades que fa als cadells tant bon punt han nascut i la cura i protecció que els dóna.
7.3.4.2. Comportament adquirit.
Són totes aquelles pautes d’actuació que s’aprenen, és a dir fa falta un aprenentatge per poder actuar de tal manera. Generalment l’aprenentatge és fruit de la socialització, de la imitació de les cries als seus pares, de la convivència dels individus amb altres de la seva espècie. Els animals aprenen moltes de les seves conductes:
Les zebres i altres herbívors aprenen de les seves mares a tenir cura i estar a l’aguait de depredadors mentre es beu aigua, els ocells cantors modulen els seus cants i tonades després d’haver escoltat el cant dels seus similars, aprenen a composar melodies “estudiant” el cant dels seus similars.
També és gràcies a un aprenentatge que les aus arriben a distingir els seus depredadors: associant l’organisme que veuen quan escolten el senyal d’alarma que fan les aus adultes de la mateixa espècie, el crit els fa aprendre a reconèixer quines són les situacions de perill.
La funció de relació en humans. Vols fer aquest test interactiu?: Són preguntes sobre el sistema nerviós, el sistema endocrí i l’aparell locomotor (esquelet i musculatura)
Aquí hi ha un resum molt ampli de la funció de relació en els éssers vius.
En aquesta presentació es resumeixen els aspectes més importants de la funció de relació:
Clica per tornar a l’inici.
8. Funció de reproducció.
La reproducció és una de les funcions essencials dels éssers vius, que assegura la supervivència dels organismes al llarg del temps, donant lloc a nous individus semblants a ells mateixos.
Mitjançant la reproducció un organisme origina una cèl·lula o un grup de cèl·lules, que després d’un procés de desenvolupament, dóna origen a un nou organisme de la mateixa espècie, possibilitant la supervivència de la mateixa.
L’ésser que es reprodueix és el progenitor mentre que els nous éssers originats per reproducció són els descendents.
Hi ha dues modalitats de reproducció:
8.1. Reproducció asexual:
La reproducció asexual és el tipus de reproducció més senzill i primitiu, no requereix de cèl·lules especialitzades. Els nous éssers són originats a partir d’un sol organisme. Els descendents són genèticament iguals als seu progenitor. Com a forma general, una cèl·lula, anomenada “cèl·lula mare”, es divideix donant lloc a dues o més cèl·lules anomenades “cèl·lules filles”, amb la mateixa informació genètica que la cèl·lula mare.
Aquest tipus s’anomena també reproducció vegetativa perquè la realitzen cèl·lules somàtiques, les que formen les diferents parts del cos del progenitor.
Reproducció asexual en organismes unicel·lulars:
Bipartició (típica de bacteris i protozous)
Gemmació (la trobem en llevats)
Esporulació (en algues, fongs i alguns protozous)
Pluripartició (en alguns protozous)
Reproducció asexual en organismes pluricel·lulars:
Podem parlar de cinc tipus de reproducció asexual en organismes pluricel·lulars:
- Gemmació (il·lustracions 1 i 2)
- Escissió (il·lustracions 3 i 4)
- Fragmentació (il·lustracions 5 i 6)
- Esporulació (il·lustracions 7, 8 i 9)
- Partenogènesi (il·lustració 10)
(2) Gemma terminal d’una branca d’arç
(1)
(3) Escisió d’una planària.
(4) Escisió d’una estrella de mar.
(5) Estoló de maduixera.
(6) Tubercle de patata.
(7) Esporulació en bolets
(8) Esporòfit de molsa.
(9) Sorus de falguera.
(10) Les abelles i altres insectes es poden reproduir per partenogènesi.
……………………………………………………………………………………………………………………………………..
Reproducció sexual:
Els nous éssers s’originen a partir de la fusió de cèl·lules especialitzades de dos organismes. Els descendents, tot i que són semblants, són genèticament diferents al seus progenitors.
Les cèl·lules especialitzades en la funció de reproducció sexual s’anomenen gàmetes. Aquests gàmetes es caracteritzen perquè contenen la meitat del nombre de cromosomes que la resta de cèl·lules de l’organisme. La fecundació o unió dels gàmetes dóna lloc a un zigot o ou que originarà un embrió. La finalitat és formar una gran varietat de combinacions genètiques en els nous organismes per millorar les possibilitats de supervivència donant lloc a individus genèticament diferents entre ells i diferents als progenitors.
La reproducció sexual està present en la major part d’animals i plantes, fins i tot es troba en organismes procariotes i eucariotes unicel·lulars.
La reproducció sexual és un procés complex que comprèn tres fases: gametogènesi, fecundació i desenvolupament embrionari (clica en el menú esquerre un cop hagis entrat en l’enllaç).
En la majoria d’espècies existeixen dos tipus d’individus que produeixen gàmetes diferents, la qual cosa determina el seu sexe. En els animals el sexe masculí produeix espermatozoides i el sexe femení , òvuls. En els vegetals, els gàmetes masculins s’anomenen anterozoides i els femenins, oosferes. Els gàmetes es produeixen en uns òrgans especials anomenats en els animals gònades (gònades masculines o testicles i gònada femenina o ovaris), i en els vegetals gametangis (gametangis masculins o anteridis i gametangis femenins o arquegonis).
En alguns éssers vius aquestes dues formes de reproducció s’alternen al llarg de la seva vida (o cicle biològic). En els vegetals és el que es coneix com alternança de generacions. Els animals que presenten al llarg de la seva vida els dos tipus de reproducció diem que tenen reproducció alternant com és el cas dels cnidaris.
Ambdós tipus de reproducció tenen avantatges i inconvenients. Aquí es descriuen.
Fes les següents activitats per repassar la reproducció sexual i asexual:
8.1. La reproducció asexual de les plantes.
També s’anomena reproducció vegetativa i es dóna en algunes plantes que tot i poder-se reproduir de forma sexual també ho fan de forma asexual. Consisteix en la multiplicació de les plantes a partir d’un tros de la planta mare, ja sigui de les arrels, les tiges o les fulles.
Existeixen mecanismes de reproducció asexual naturals i artificials (esqueixos, injerts, estaques).
Les plantes originades seran idèntiques a les originals. Les principals formes de reproducció asexual en vegetals són:
Estoló: brot lateral d’una tija, més o menys prim i molt allargat, que creix per sobre la superfície del sòl o per sota d’ell. Presenta diversos entrenusos i és portador de petites fulles o esquames. Les gemmes presents a les aixelles de les fulles donaran lloc a inflorescències, o a nous estolons. Són exemples de plantes amb aquest tipus de reproducció vegetativa les maduixeres o les violes.
Tubercle: Correspon a una tija, normalment subterrània, que es presenta engruixida i rica en substàncies de reserva (principalment midó o inulina). En la superfície del tubercle ja format, podem distingir petites berrugues o relleus. De forma axil·lar a cada ‘berruga’ hi ha una gemma o “ull” de la patata. que esdevindrà el nou brot o “grill”. La reproducció vegetativa de les plantes amb tubercle és molt més ràpida que a través de les llavors. Com a exemples de plantes amb tubercles es poden citar la patatera i la begònia.
Bulb: Òrgan, ordinàriament subterrani, constituït per una tija curta i engruixida, amb una gemma destinada a originar la tija aèria en donar-se les condicions adequades, i envoltada de fulles carnoses i riques en reserves, entre les quals hi ha altres gemmes, que originaran nous bulbs.
El bulb representa un òrgan de resistència que permet a un gran nombre de geòfits de travessar l’època desfavorable (freda o seca) del seu cicle vegetatiu. Per la seva riquesa en substàncies de reserva, diverses espècies bulboses tenen interès alimentari. Exemples de bulbs els troben en alls, cebes, calçots, safrà, lliris, …
Rizoma: Són tiges subterrànies gruixudes, de creixement horitzontal que produeixen arrels adventícies. Acostumen a presentar petites fulles en forma d’esquames, o bé les cicatrius d’aquestes, a mena de línies circulars. El creixement del rizoma és il·limitat i de tipus estacional.
Cap amunt emeten branques i cap avall arrels. Normalment els rizomes són propis de plantes vivaces que perden les parts aèries en l’estació desfavorable.
Plantes com les canyes i els bananers es reprodueixen d’aquesta forma.
Arrel: A partir d’algunes arrels també es pot formar una planta sencera, ja que presenten unes gemmes amb capacitat d’originar futures tiges..
Així ho presenten alguns arbres: pollancre, Populus ; pomeres (Pyrus malus) i algunes plantes herbàcies com la corretjola (Convolvulus arvensis), bàbol (Cardaria draba), card (Cirsium arvense), gerdera (Rubus idaeus) i moniato (Ipomoea batatas), rave (a) (Raphanus sativus), pastanaga (b) (Daucus carota), nap (c) (Brassica napus).
8.2. La reproducció sexual de les plantes.
Els vegetals alternen dins el seu cicle vital una etapa de reproducció asexual i una etapa de reproducció sexual.
Això fa que distingim dues generacions: l’espòrofit, que és diploïde 2n i forma per meiosi espores dins d’unes estructures anomenades esporangis, i el gametòfit especialitzat en la reproducció sexual i en la formació dels gàmetes.
Aquestes dues generacions es succeeixen: quan l’espora que ha produit l’esporòfit germina apareix un gametòfit. El gametòfit produirà gàmetes que tras la fecundació originaran de nou un esporòfit. És coneix com alternança de generacions.
L’esporòfit i el gametòfit no són igual d’importants en tots els tipus de plantes. A mesura que els vegetals evolucionen la generació del gametòfit va quedant reduïda fins a convertir-se en un petit grup de cèl·lules que no podem veure a simple vista.
8.2.1. Cicle biològic de les molses.
Les molses són plantes criptògames, sense flors ni llavors. Formen el grup dels briòfits i en elles el gametòfit és la generació més important (la que reconeixem com a molsa) i l’esporòfit és tan sols un brot. Pots veure una animació que explica aquest cicle clicant aquest enllaç en l’apartat “Musgos”.
8.2.2. Cicle biològic de les falgueres.
Les falgueres també són plantes criptògames, sense flors ni llavors. Formen el grup dels pteridòfits. En aquestes plantes el gametòfit és petit, poc aparent i es troba al sòl, l’esporòfit pren la forma que reconeixem com falguera. Pots veure una animació que explica aquest cicle clicant aquest enllaç en l’apartat “Helechos”.
Per repassar la reproducció de molses i falgueres, fes les següents activitats:
Test, relacionar dibuixos, encreuats.
8.2.3. Cicle biològic de les plantes amb flors i llavors.
Les plantes amb flors i llavors constitueixen el grup dels espermatòfits o plantes fanerògames. Hi distingim dos grups:
Gimnospermes: Són les plantes que produeixen llavors però no fruits. A causa de això les seves llavors no es troben tancades dintre de fruits. Per exemple el pi.
Angiospermes: Són les plantes que produeixen llavors i també fruit que engloben i protegeixen a les llavors. Per exemple l’ametller.
La flor com a òrgan reproductor dels espermatòfits.
La flor és l’òrgan que permet la reproducció sexual d’una planta sense necessitat d’aigua en el medi per poder traslladar-se els gàmetes masculins, ja que aquests es traslladen a través de l’aire dintre dels grans de pol·len.
En primer lloc cal ressaltar que no totes les flors són molt vistoses, sinó que hi ha flors com les dels pi o les del blat, que són molt poc vistoses. És a dir que hi ha plantes amb flors, com el pi o el blat, que a primer cop d’ull no ho semblen. El per què hi ha flors vistoses i altres que no ho són està relacionat amb quina estratègia segueix la planta per dispersar el pol·len que produeixen les seves flors.
Una flor està formada per un conjunt de fulles molt modificades i disposades habitualment en verticils. Les parts de la flor són:
Dibuix d’AMADEU BLASCO del llibre “Hidros” de 1r d’ESO. Editorial Casals. 2002
Calze amb cinc sèpals “d’herba de gat”.
Calze: part més exterior del periant (conjunt del calze i la corol·la), sovint en forma de copa, i està formada per les fulles modificades que són els sèpals. Té una funció típicament de protecció, sobretot en l’estadi de poncella; per això és verd, fotosintètic, més o menys consistent i no destaca visualment.
Corol·la de rosàcia formada per cinc pètals.
Corol·la: és el conjunt de pètals d’una flor. La corol·la sol ser caduca i normalment es marceix aviat i rarament participa en la formació del fruit. La corol·la té generalment una funció atractiva i és la part més vistosa de la flor amb diferents colors. Amb aquestes coloracions, derivades de pigments diversos, i les olors les plantes que es pol·linitzen per insectes o altres animals atrauen els pol·linitzadors. Podem classificar la corol·la segons diferents criteris i així podem parlar de diferents tipus de corol·la (segons el nombre de pètals, si estan units o separats, segons la simetria de la seva disposició…).
Androceu de lillium format per cinc estams.
Androceu: és el conjunt dels estams, que són els òrgans reproductors masculins de la flor que generen les gàmetes mòbils. L’estam, està format cadascun per l’antera i el filament. Cada antera consta de dues teques unides. A cada teca hi ha dos sacs pol·línics dins dels quals hi ha espores haploides que formaran petítissims gametòfits masculins. Són els grans de pol·len i en el seu interior es formaran els anterozoides (gàmetes masculins). Hi ha diferents tipus d’estam segons la simetria de la seva disposició, si estan lliures o soldats per alguna part…
Gineceu.
Gineceu: És la part femenina de la flor. Està formada per una o més estructures en forma de botella de coll allargat denominades pistils. Cada pistil està formada per una o per diverses fulles modificades que reben el nom de carpels. En un pistil es poden distingir tres parts: la base eixamplada o ovari, el coll o estil i la boca o estigma que posseeix una sèrie de pèls que ajuden a la fixació dels grans de pol·len quan cauen sobre ells. A l’interior del ovari hi ha una o més formacions anomenades òvuls a l’interior dels quals es troben els gàmetes femenins o oosferes.
Les flors es poden agrupar per formar inflorescències.
En aquest enllaç de la Universitat de Granada hi ha una molt bona explicació de les parts de la flor. En el menú de l’esquerra també hi ha informació sobre els tipus de flor i les diferents inflorescències.
I en aquesta pàgina trobaràs molta informació sobre les parts i tipus de flors i sobre les diferents formes d’inflorescència.
Podem resumir aquest cicle biològic en el cas de les angiospermes en 5 fases, que són:
1. Pol·linització.
2. Fecundació.
3. Formació de llavors i fruits.
4. Germinació.
5. Formació de gàmetes.
1. Pol·linització.
És el procés pel qual els gàmetes masculins continguts en els grans de pol·len són transportats fins l’òrgan sexual femení. És un procés de vital importància per a la reproducció sexual de les plantes.
La pol·linització és el viatge (en el temps i l’espai) dels grans de pol·len; que s’inicia en el lloc on es formen: els sacs pol.línics de les anteres i que finalitza quan són recepcionats per l’estigma del gineceu.
L’estigma que rep el pol·len pot ser el de la mateixa flor, parlem d’autopol·linització (o autogamia) , o bé el d’una altra flor, però de la mateixa espècie, aleshores en diem pol·linització creuada (o al·logàmia).
“Polinización”. Uns apunts ben complets, clica sobre les paraules subratllades i apareixeran les imatges.
Podem dividir la pol·linització en tres etapes:
1) La formació del pol.len i el seu alliberament: les parets de l’antera es trenquen i el pol·len surt. Aquest fenomen es diu dehiscència.
2) El viatge del pol.len. El pol·len per realitzar el viatge requereix d’un “vehicle o transport” que li faciliti el desplaçament. En diem agent pol·linitzador. Els tipus de pol·linització segons l’agent pol·linitzador són:
Anemòfila: La pol·linització es fa amb l’ajut del vent. Com que en el procés de pol·linització no hi intervenen altres éssers vius, els vegetals anemòfils, no han desenvolupat flors oloroses ni nèctar. Normalment els òrgans reproductius mascle i femella estan en flors separades. Les flors mascle tenen llargs filaments acabats en estams exposats a l’aire com els aments i les flors femenines tenen els estigmes en forma de ploma.
Entomòfila: La pol·linització es fa a través d’insectes. Coleòpters (escarabats, marietes,…) dípters, abelles i papallones són els agents més importants. Els insectes acudeixen a les flors en busca de pol·len i sobretot, nèctar i atrets pels colors i els aromes. Aquesta pol·linització és la més especialitzada, ja que trobarem insectes que sols estan adaptats per anar a unes determinades flors degut a la seva estructura xucladora.
Zoomòfila: La transferència del pol·len es fa gràcies a vertebrats, especialment d’ocells. Va lligada a flors grosses, de colors vermells o grocs, no aromàtiques, amb molt de nèctar fluid, om per exemple els colibrís que pol·linitzen sense necessitat de cap suport, gràcies a la seva capacitat de sostenir-se en vol. Però també trobem exemples en rat-penats i encara altres grups d’animals pol·linitzadors, menys corrents, entre els quals el cargols i llimacs, alguns rèptils, alguns petits mamífers, alguns simis … i els humans.
La Vallisneria americana spiralis es pol·linitza per hidrofilia.
Hidrofilia: Algunes plantes aprofiten el curs de l’aigua per a traslladar els grans de pol·len. Les plantes amb aquest tipus de pol·linització es diuen hidrògames.
Adaptacions de les plantes als tipus de pol·linització.
3) La recepció del pol·len . Els grans de pol·len han de dipositar-se sobre l’estigma adequat, de la mateixa flor o d’una altra, però de la mateixa espècie.
2. Fecundació.
És el procés pel qual els anterozoides conduïts pel tub pol·línic penetren dins del sac embrional i es fusionen amb l’ovocèl·lula. Com a resultat apareixerà un zigot que es transformarà en un embrió.
El gra de pol·len fixat sobre l’estigma genera un llarg tub anomenat tub pol·línic que recorre l’estil fins arribar a l’ovari. Dins l’ovari estàn els òvuls. Cada òvul és un gametòfit femení. Per l’interior del tub pol·línic descendeixen els dos gàmetes masculins. Els dos gàmetes masculins que arriben a l’ovari són fèrtils i tindrà lloc una doble fecundació. Per veure amb detall aquest procés tens aquesta animació i aquesta pàgina de la Universitat de Granada en el cas de les angiospermes.
En aquest vídeo es veu com apareix el tub pol·línic en uns grans de pol·len vistos al microscopi òptic:
3. Formació de llavors i fruits.
3.1. L’òvul es transforma en llavor:
La llavor és una estructura consistent en l’embrió amb els teixits de reserva protegits per una coberta protectora que anomenem testa.
Després de la fecundació la corol·la i el calze de la flor comencen a pansir-se, es sequen i cauen. Al mateix temps l’ovul fecundat es transforma en una llavor. Aquesta transformació consisteix en:
– el zigot es divideix ràpidament i es transforma en un embrió. L’embrió continua creixent i aviat apareixen una plúmula i una radícula, que donaran lloc a la tija i a les arrels, respectivament.
– apareix unes fulles anomenades cotilèdons (un en les monocotiledònies i dos en dicotiledònies). Aquestes fulles actuen de reserva alimentària i també fan la fotosíntesis fins que apareixen les primeres veritables fulles.
– les parets de l’òvul es converteixen en la coberta exterior o testa.
Els teixits de reserva de la llavor emmagatzemen midó, algunes proteïnes i alguns lípids que serveixen d’aliment durant la germinació i les primeres etapes de la plàntula.
Els espermàtofits disposen d’estratègies per dispersar les llavors : algunes tenen «ales», o plomalls o pèls per dispersar-se, altres suren a l’aigua com ara les que apareixen aquí. Les angiospermes tanquen les llavors dins de fruits i això col·labora en la dispersió de les llavors.
3.2. L’ovari es transforma en fruit.
El fruit és l’ovari desenvolupat que conté la llavor o les llavors formades.
Després de la pol·linització de la flor, els òvuls esdevenen llavors i tot l’ovari es modifica profundament; es fa carnós, s’endureix o canvia de forma. Moltes vegades afecta a altres estructures de la flor.
En aquesta imatge pots veure com l’ovari s’ha transformat per donar lloc al fruit:
I en aquesta altra les parts del fruit:
Les principals funcions del fruit són les següents:
- Contenir les llavors mentre l’embrió no hagi finalitzat la seva maduració.
- Proporcionar a l’embrió les substàncies nutritives que li són necessàries.
- Protegir l’embrió abans no arribi el moment de la dispersió de les llavors.
- Contribuir, en molts casos, a la disseminació de les llavors.
Mentre es forma la llavor, les parets del ovari es fan més gruixudes i es transformen en les diferents capes del fruit. Si són tendres es denominen fruits carnosos. Per exemple la poma, el préssec, el raïm, la taronja o el meló. Si són de parets no carnoses es denominen fruits secs. Per exemple les pipes de gira-sol, el gra dels cereals (blat, civada, ordi,…), la gla, les nous, els llegums (el pèsol , la mongeta).
Podem classificar els fruits de formes molt diverses:
– Frutos. Una completíssima web sobre els fruits. Clica sobre el tomàquet, les cireres, la llimona,… i apareixerà tota la informació.
– “El fruto” pàgina de la Universitat de Granada. Si cliques en el menú de l’esquerra accediràs als Tipus de fuits i la seva classificació.
– Pipes de girasol?….Fruits que semblen llavors (en castellà i també llavors que semblen fruits, no t’equivoquis!).
– Existeix una gran varietat de fruits i també moltes formes de classificar-los. Si en vols saber més pots visitar aquest enllaç Frutos. Clasificación
– T’atreveixes ja a contestar les preguntes d’aquest test sobre la reproducció de les plantes? (és en castellà).
4. Germinació.
La germinació consisteix en l’entrada sobtada en activitat de l’embrió latent quan les condicions d’humitat i temperatura són adequades. Es manifesta per la sortida de la radícula fora de la testa. D’aquesta manera, l’embrió comença a rebre aliments (sucre i aminoàcids) per al creixement.
Les llavors comencen a germinar només quan les condicions externes són favorables, mentre aquestes no apareixen la llavor és manté en repós, esperant unes bones condicions. En diem que la llavor està en període de repós o latència.
Les llavors poden tenir un període de latència molt llarg, sense perdre la capacitat d’entrar en germinació quan les condicions seran favorables; en part depèn de la quantitat i del tipus de reserves que tenen. Algunes llavors (macrollavors) contenen grans quantitats de reserves i poden créixer durant un cert temps amb independència de la fotosíntesi (aglans, llegums…). Altres llavors (microllavors) contenen molt poques reserves i depenen de la capacitat fotosintètica dels cotilèdons des del moment de la germinació (Arabidopsis, enciam…).
En aquest esquema es resumeix tot el procés de reproducció d’una planta angiosperma:
Dibuix d’AMADEU BLASCO del llibre “Hidros” de 1r d’ESO. Editorial Casals. 2002
Pots veure una animació que explica aquest cicle clicant aquest enllaç en l’apartat “Angiospermas”.
A continuació tens una sèrie d’activitats per repassar els teus coneixements i si tens dubtes, consulta aquí:
Test, relaciona dibuixos, encreuats.
El cicle biològic de les plantes gimnospermes.
Com s’ha comentat anteriorment, les gimnospermes són plantes amb flors però que no tenen fruits, per la qual cosa les seves llavors no estan tancades en fruits sinó descobertes. El grup més abundant de les Gimnospermes és el de les Coníferes o plantes amb cons, estructures que vulgarment són conegudes amb el nom de pinyes. Les coníferes són arbres (hi ha un tronc principal i després branques) o arbustos (no hi ha un sol tronc principal). Les més abundant en el nostre país són els pins.
Con de cedre.
Pinya pinyonera amb pinyons.
Si s’observa una pinya madura es pot comprovar que les seves llavors, els pinyons, no estan dintre de la pinya sinó en contacte amb l’exterior. Altres coníferes són el xiprer, l’avet i el cedre.
Flor masculina de pi.
Flor femenina de pi.
Dibuix d’AMADEU BLASCO del llibre “Hidros” de 1r d’ESO. Editorial Casals. 2002
I aquí es veu el cicle biològic d’un pi:
Dibuix d’AMADEU BLASCO del llibre “Hidros” de 1r d’ESO. Editorial Casals. 2002
Pots veure una animació que explica aquest cicle clicant aquest enllaç en l’apartat “Gimnospermas”.
Fes aquest test per comprovar els teus coneixements sobre les plantes. Pots consultar la informació aquí.
I per acabar, aquestes dues activitats:
Encreuats gimnospermes, relacionar noms i dibuixos de les flors de les gimnospermes.
8.3. La reproducció asexual dels animals.
Escissió o fragmentació:
Regeneració d’una estrella de mar.
L’animal es trenca en dos o més fragments. Cadascun d’ells es desenvoluparà formant un animal complet. Aquesta ruptura pot ser com a part d’una acció de l’animal, com succeeix en els pòlips i meduses, o pot ser accidental. L’exemple més característic és el de les estrelles de mar, en què a partir de cada un dels seus braços es pot regenerar una estrella completa.
Gemmació:
Hidra.
Es dóna també en invertebrats primitius. Consisteix en que en una zona determinada de l’animal un grup de cèl·lules es divideixen formant una mena de quist denominat gemma. Aquesta gemma pot separar l’animal mare i originar un nou individu. També pot romandre unida a ell formant d’aquesta manera una agrupació d’individus originats per reproducció asexual anomenada colònia, com per exemple succeeix en els corals.
Esporulació:
Passa en algun invertebrat, encara que és molt més rara que en vegetals, i se sol donar quan l’animal travessa alguna època desfavorable, tal és el cas d’animalons que viuen en bassals que es dessequen, com alguns crustacis i rotífers. Quan la bassa es va dessecant, aquests animals produeixen unes estructures de resistència comparables a espores o quists que tenen una forta coberta. Una vegada que la bassa torna a tenir aigua, les espores i quists germinen, s’obren i es desenvolupa un nou animal.
Partenogènesi:
El pugó pot reproduir-se per partenogènesi en algunes èpoques de l’any.
És una forma de reproducció basada en el desenvolupament i creixement de cèl · lules sexuals femenines no fecundades. Consisteix en que un òvul, sense la intervenció d’un espermatozoide, es desenvolupi i dóna lloc a un adult. La trobem sobretot en invertebrats, especialment en insectes, com ara el pugó, i els anomenats insectes socials: abelles i formigues. Tots els abellots (són les abelles mascle) neixen per partenogènesi, mentre que les obreres (abelles femelles) provenen d’un òvul fecundat. La partenogènesi també apareix en alguns vertebrats. Llegeix aquesta notícia que ho testifica.
Poliembrionia:
Només es produeix en vertebrats, en què després de la reproducció sexual es forma l’embrió normalment. Després l’embrió es fragmenta i dóna lloc a diversos embrions iguals. Trobem aquest tipus de reproducció en certs mamífers petits, com armadillos i alguns mustèlids.
Per repassar, fes aquestes activitats:
8.4. La reproducció sexual en animals.
En la reproducció sexual hi ha dos tipus d’individus segons el tipus de gàmetes produïts:
- Els unisexuals, que tenen un sol sexe, masculí o femení, amb un únic tipus de gònades, que formen un tipus únic de gàmetes (que tenen la meitat de la informació genètica):
- Les gònades dels individus de sexe masculí s’anomenen testicles, i els gàmetes, espermatozoides.
- Les gònades del sexe femení són els ovaris, i els gàmetes els òvuls.
Els que posseeixen els dos sexes, individus als que anomenem hermafrodites, com els cargols de terra o els cucs de terra. Posseeixen les dues gònades i produeixen els dos gàmetes, però no es poden autofecundar, sempre calen dos individus.
Femella de faisà (esquerra) i mascle (dreta), com a exemple de dimorfisme sexual.
Mascles i femelles poden tenir el mateix aspecte o bé diferenciat, llavors parlem de dimorfisme sexual.
En la reproducció sexual quasi sempre el gàmeta masculí és mòbil i el femení és sèssil o immòbil. D’altra banda, el femení és unes 1000 vegades més gran que el masculí, ja que ha de contenir tot el vitel de l’ou.
8.4.1. Fecundació.
La fecundació és la unió d’un espermatozoide i un òvul. La cèl·lula formada rep el nom d’embrió, que es desenvoluparà fins a donar lloc a un nou individu, diferent als seus progenitors.
Depenent del lloc on es realitzi, pot ser:
Fecundació externa: Els espermatozoides i els òvuls s’ajunten a l’exterior de l’animal. Els espermatozoides són cèl·lules molt sensibles al medi que els envolta. Han d’estar en un medi amb gran quantitat d’aigua per poder desplaçar-se fins l’òvul, pel que aquest tipus de fecundació s’ha de realitzar en aigua o en un mitjà molt humit, com en el cas dels cucs de terra, invertebrats aquàtics, amfibis o els peixos.
Fecundació interna: és la que es produeix a l’interior de l’animal, que serà la femella en espècies amb sexe separat. Per això, els espermatozoides han d’entrar en l’oviducte. La forma de fer-ho pot ser:
– posant en contacte les cloaques, és a dir, la part final del tub digestiu que s’obre a l’exterior per l’anus (insectes, aus, rèptils),
-amb òrgans especialitzats per introduir els espermatozoides, com poden ser aletes (taurons), tentacles modificats (calamars i pops), palps (aranyes), etc,
– mitjançant òrgans copuladors (penis) en els animals superiors (mamífers) i algun invertebrat (cuc, cargol de terra).
8.4.2. Desenvolupament embrionari.
Segons el lloc on es produeix el desenvolupament embrionari cal diferenciar entre animals:
Ovípars: Són aquells en els quals el desenvolupament embrionari passa fora del cos de la mare però l’embrió està a l’interior d’una estructura especial, protegit per una sèrie de cobertes i envoltat per tot el necessari per desenvolupar-se. Aquesta estructura rep el nom d’ou, i es dóna tant en invertebrats (insectes), com en vertebrats (peixos, amfibis, rèptils, aus), ja siguin aquàtics o terrestres.
Ovovivípars: Són animals en què el desenvolupament embrionari esdevé a l’interior d’un ou, però l’ou no es posa a l’exterior, sinó que es queda a l’interior de la mare, on s’obre (eclosiona) i surten a l’exterior cries vives. Es dóna en molts peixos, com els taurons i en algunes serps. Un cas excepcional és el del cavallet de mar, que és ovovivípar i és en el cos del mascle on es desenvolupen els ous. Mireu aquest vídeo espectacular!
Vivípars: Són aquells que donen a llum a l’exterior cries vives. El desenvolupament embrionari passa a l’interior d’una estructura especial que té la mare, l’úter. Es dóna en els mamífers. Segons com és alimentat l’embrió fins que neix, hi ha dos tipus de vivípars:
Marsupials: No formen placenta. El fetus neix de forma prematura (abans de temps) i es fica en una bossa especial que hi ha a la pell de la mare, anomenada marsupi. En ella estan les mamelles que van a alimentar el fetus fins que acabi el seu desenvolupament. Aquest tipus es dóna en els cangurs, coales, uombats, etc.
En aquest vídeo expliquen com neixen i viuen les cries de cangur:
Placentaris: l’embrió primer i després el fetus, són alimentats per la mare a través d’una estructura que s’anomena placenta , que posa en contacte la sang de la mare amb la del fetus. Són la majoria dels mamífers.
8.5. Cicles vitals.
Després del desenvolupament embrionari i el naixement, els animals continuen creixent i desenvolupant-se fins que arriben a la seva maduresa sexual i ja estan capacitats per a tenir descendència. Aquest desenvolupament post-embrionari, des que neix fins a la maduresa sexual es coneix com a cicle vital o biològic.
Alguns casos “diferents”:
Reproducció alternant de cnidaris (meduses i pòlips).
Desenvolupament indirecte: el zigot origina una forma intermèdia de vida lliure, diferent a l’adult, que es diu larva. El pas d’una fase a una altra rep el nom de metamorfosi que pot ser:
Metamorfosi simple d’una gamba.
Metamorfosi simple d’un saltamartí.
Simple: com en el cas dels saltamartins o els crustacis.
Completa: com en el cas de els papallones, espiadimonis o els amfibis.
Mireu com es produeix la metamorfosi d’una papallona monarca:
Aquí teniu un vídeo de la metamorfosi d’un espiadiomonis.
I un petit reportatge sobre el cicle vital de les granotes:
Els monotremes. Uns mamífers molt especials.
Un primer cas: l’equidna.
I el segon i més conegut: l’ornitorrinc.
Repassa fent les següents activitats:
Encreuats (1) sobre reproducció sexual, tipus de fecundació, fecundació i desenvolupament, concepte i característica, encreuats (2), encreuats (3), cicles de vida.
This content is very good. Thanks for the good article
Thanks for the good article
This type of article will be able to think and analyzed to the readers thats leads them in a bright future.
파워볼분석