Cualquier ser vivo, ya sea formado por una sola célula, por varias o con estructura cenocítica (varios núcleos en la matriz citoplásmica), es un sistema cuyo grado de complejidad depende del número de unidades que lo forman y de las relaciones entre ellas.

A pesar de estas diferencias en el grado de complejidad, todos los seres vivos mantienen un intercambio de materia y energía con el medio y reciben información tanto en el medio interno como en el externo; además integran y regulan sus funciones. Con esto establecen un flujo de materia, energía e información entre las diferentes partes que lo integran y con el medio que les rodea, para lo cual se valen de diferentes funciones.

Nutrición, producción de energía biológicamente útil (fermentación y respiración que puede ser aerobia o anaerobia) y eliminación de residuos son algunas de dichas funciones que se relacionan directamente con el flujo de energía y materia; de la información se encarga la irritabilidad.

En el siguiente esquema se representan estas funciones y sus relaciones; analízalo y realiza las actividades correspondientes:

Medio externo

Información (I)

1. Describe brevemente la relación entre nutrición y producción de energía biológicamente útil.
2. ¿Qué funciones producen información?
3. ¿De dónde recibe información la irritabilidad?
4. A continuación te exponemos varias afirmaciones, escribe frente a cada una de ellas la letra F si es falsa y una V si es verdadera y anota en tu cuaderno las razones de cada una de tus elecciones.

a) La materia contiene energía. b) La energía que contienen los alimentos se libera por la nutrición. c) La nutrición necesita de energía para llevarse a cabo. d) El organismo consigue la energía necesaria por medio de fermentación

o de algún tipo de respiración.

5. Anota el nombre de dos organismos de cada uno de los reinos, a los cuales se pueda aplicar el esquema con el que trabajaste.

Veamos ahora qué son la irritabilidad, el medio interno y la homeostasis. La irritabilidad es la función mediante la cual los seres vivos reciben información, la procesan y responden a ella; dicha información puede provenir del medio que rodea al organismo o de su interior. Dependiendo de la complejidad de los organismos, se tienen varias posibilidades en cuanto a las rutas que sigue la materia, las cuales puedes observar en la figura 2.

Figura 2. Organismo formado por una sola célula.Figura 3. Organismo formado por unas cuantas células.

Figura 4. Organismo formado por millones de células.

1. ¿Qué es el medio intracelular?
2. ¿Qué es el medio intercelular?
3. ¿Qué rodea a la célula en los organismos unicelulares?
4. ¿Qué rodea a las células en los organismos pluricelulares?
5. ¿De qué están rodeadas las unidades de un organismo cenocítico?
6. Completa la siguiente frase: En los organismos pluricelulares, las células están rodeadas por todos lados por _________________________________, y el material que necesitan les llega por un sistema de transporte por donde circulan ______________________________.
7. ¿De dónde toman las células de un organismo pluricelular los materiales que necesita?
8. Explica si la siguiente afirmación es falsa o verdadera: La célula de un organismo unicelular intercambia materia, energía e información directamente con el medio externo; en cambio, las células de los organismos pluricelulares hacen este intercambio con el medio intercelular, que a su vez, mantiene trueques con el o los líquidos circulantes.

Como puedes observar, la gran mayoría de las células, de los organismos formados por muchas de ellas, no está en contacto con el ambiente en el que se encuentra el individuo; éstas tienen un medio propio, el interno, el cual está formado por el medio intercelular en todos los organismos con varias células, y los líquidos que circulan por el sistema de transporte en aquellos que cuentan con ese sistema.

Si se observan ambos medios, interno y externo, vemos que el medio externo varía de un lugar a otro; en cambio, el medio interno tiende a mantenerse dentro de los límites característicos para cada especie. Entre los aspectos que tienden a mantenerse dentro de ciertos límites en el medio interno están los siguientes:

-Concentración de sustancias que participan en el metabolismo; por ejemplo,

glucosa, oxígeno, dióxido de carbono, enzimas y hormonas.

-El pH (forma de representar la concentración de los iones de hidrógeno).

-La cantidad y el tipo de iones presentes.

-La cantidad de agua.

– La temperatura.

La función que en los seres vivos se encarga de que el medio interno casi no varíe se conoce como homeostasis, esta palabra deriva de dos términos griegos: hómoios: semejante, y stásis: estabilidad. En concreto, la homeostasis es la función del organismo mediante la cual las condiciones del medio interno se mantienen dentro de ciertos límites, siempre y cuando el ambiente externo no rebase los puntos letales (mortales) de la especie. Dicho de otro modo, un organismo puede controlar su medio interno, pero este control no puede mantenerse cuando en el medio externo se dan condiciones incompatibles con la vida de la especie.

Las homeostasis se dan a nivel célula y a nivel organismo. A nivel célula participan la información genética contenida en el DNA y varios organoides celulares, a nivel organismo intervienen los diferentes órganos del individuo. Ambas homeostasis están íntimamente ligadas en los organismos pluricelulares. Para su realización, la homeostasis depende de la irritabilidad y de la retroalimentación. El proceso de la irritabilidad se lleva a cabo de la siguiente manera:

El primer paso es la recepción de uno o varios estímulos, entendiéndose por estímulo cualquier condición del ambiente que puede ser captada por el organismo. El recibimiento de esta información se hace por medio de receptores; en el organismo pueden ser órganos especiales o, bien, células. En la célula los receptores son moléculas que pueden estar en la membrana o en las cadenas de DNA.

Una vez recibida la información, viaja hasta un centro de procesamiento, del cual salen las instrucciones para la respuesta, es decir, la acción que deberá realizar el organismo, la respuesta está a cargo de los efectores.

En cuanto a la retroalimentación, tenemos que es un proceso en el que la información, producida por las actividades de un sistema, sirve para controlar dichas actividades; es decir, el control del sistema depende de la información que producen las actividades del mismo.

1. Define los siguientes conceptos:

a) Medio interno b) Irritabilidad c) Homeostasis d) Estímulo e) Respuesta f) Retroalimentación g) Efector

Nota: No repitas las definiciones que se presentan en el texto, usa palabras equivalentes a las de las definiciones que se proporcionan.

2. Explica si el siguiente diagrama representa o no las etapas de la irritabilidad y la relación entre ellas.

Recepción Transporte de Procesamiento de Transporte de del estímulo

Respuesta

producción de instrucciones

la información la información

la información y

1. Anota la diferencia entre un receptor y un efector.
2. Explica si el siguiente esquema representa adecuadamente o no a la retroalimentación en un ser vivo.

Medio externo

5. En el hogar hay varios aparatos cuyo control se basa en la retroalimentación. A continuación se da una lista de algunos de ellos y se describe en forma breve cómo se regula su funcionamiento. De acuerdo con esto y la definición de retroalimentación, decide cuáles de éstos tienen este mecanismo de control y enciérralos en un círculo:

a) El refrigerador. La temperatura de su interior se mantiene por el funcionamiento de un motor, el cual arranca o se para de acuerdo con la temperatura que hay dentro él.

b) El televisor. Cualquier canal se puede cambiar por medio de un control remoto o de un botón del propio televisor.

c) Una plancha automática. La temperatura se controla por medio de una placa de metal que responde a la temperatura que tiene la plancha.

d) Un calentador automático de agua. Cuando el agua está caliente, se cierra el paso del gas; cuando se enfría, el paso se abre; en consecuencia, la temperatura del agua regula el funcionamiento del calentador.

e) Un calentador de leña. El agua se calienta mientras en el quemador hay combustible y éste arde hasta que se termina sin importar la temperatura del agua.

6. A continuación se da una lista de diferentes estímulos, anota en el paréntesis la

letra I si es un estímulo interno y una E si es externo.

a) Temperatura de la sangre. ( ) b) Concentración de sales en el agua de mar. ( ) c) Cantidad de luz en una habitación. ( ) d) Temperatura de un lugar. ( ) e) Concentración de oxígeno en la sangre. ( ) f) Concentración de iones en la matriz citoplásmica (citoplasma). ( ) g) Concentración de glucosa en la sangre. ( )

1. Explica qué tiene un medio más constante: la célula de un organismo unicelular o las células de un organismo unicelular o las células de un organismo pluricelular.
2. En la figura 5 se representa el micelio de un hongo y en el círculo, una de sus hifas; de acuerdo con esta información, explica si las hifas del micelio de un hongo tienen relaciones directas con el medio externo o no.

Figura 5.

9. Completa el siguiente resumen; para ello anota en los espacios vacíos la palabra o palabras necesarias.

Aun cuando entre los seres vivos existe una gran diversidad, también hay unidad. Todos los seres vivos realizan las mismas funciones, que son:

a) _____________________________________ b) _____________________________________ c) _____________________________________ d) _____________________________________ e) _____________________________________

y con ellas mantienen la corriente de materia, energía e información que necesitan para continuar su funcionamiento. Así, obtienen y preparan la materia que necesitan mediante la ____________________; la energía que requieren la liberan de los alimentos mediante la ___________________. El organismo se deshace de los sobrantes o residuos de sus actividades por medio de ____________________________. Además de materia y energía, el organismo necesita recibir _____________________, tanto del medio _________________________ como del ______________________, de esto se encarga la __________________________. Disponer de materia, energía e información no es suficiente, el organismo es un sistema y como tal debe realizar sus funciones en forma armónica y mantener las características de su medio interno dentro de los valores que son compatibles con la vida, lo cual logra mediante la _____________________________. En la irritabilidad, los encargados de recibir información son los ___________________; una vez recibida recorre algunas de las vías, llega a _____________________, en donde es ________________________ y se produce _________________________, que a su vez recorre otra vía hasta llegar a __________________________, encargados de la respuesta.

Como puedes ver, la sobrevivencia del individuo depende no sólo de la materia y la energía sino, además de la información proveniente, tanto del interior como del exterior del ser, y de la integración de sus funciones y mantenimiento de las condiciones internas. Esto último se logra por dos mecanismos: uno de tipo químico y otro de tipo eléctrico, relacionados ambos de varias formas.

Las sustancias que participan en la integración de un sistema vivo –organismo biológicotienen diferentes orígenes y naturaleza química. En el cuadro siguiente se les presenta y describe en forma muy abreviada:

Hormonas glandulares Hormonas tisulares Neurohormonas

Proteicas Peptídicas Esteroides Derivadas de aminoácidos Derivadas de isopreno

Homeostáticas Tróficas Del desarrollo y crecimiento

Excitatorios Inhibitorios

Parahormonas: Sustancias de diferente naturaleza química, producidas en el metabolismo y que actúan como mensajeros químicos. Feromonas: Son producidas por glándulas exocrinas y actúa sobre otros individuos de la misma especie.

Las sustancias mencionadas no se encuentran en todos los organismos; los únicos que las tienen todas son los animales; asimismo sólo ellos poseen neuronas y sistemas formados por ellas y, gracias a esto, su irritabilidad y homeostasis cuentan con los dos mecanismos: el químico y el eléctrico. Los demás seres vivos únicamente dependen del mecanismo químico para su irritabilidad y homeostasis.