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11.12: Respuestas al crecimiento - Biología

11.12: Respuestas al crecimiento - Biología


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La respuesta sensorial de una planta a los estímulos externos se basa en mensajeros químicos (hormonas). Por el contrario, las hormonas animales se producen en glándulas específicas y se transportan a un sitio distante para su acción, y actúan solas.

Las hormonas vegetales son un grupo de sustancias químicas no relacionadas que afectan la morfogénesis de las plantas. Las cinco principales hormonas vegetales se describen tradicionalmente: auxinas (particularmente IAA), citoquininas, giberelinas, etileno y ácido abscísico. Además, otros nutrientes y condiciones ambientales pueden caracterizarse como factores de crecimiento.

Auxinas

El término auxina se deriva de la palabra griega auxina, que significa "crecer". Auxinas son las principales hormonas responsables del alargamiento celular en fototropismo y gravitropismo. También controlan la diferenciación del meristemo en tejido vascular y promueven el desarrollo y la disposición de las hojas. Si bien muchas auxinas sintéticas se utilizan como herbicidas, IAA es la única auxina natural que muestra actividad fisiológica. La dominancia apical, la inhibición de la formación de yemas laterales, es desencadenada por auxinas producidas en el meristemo apical. Floración, cuajado y maduración de frutos e inhibición de abscisión (caída de hojas) son otras respuestas de las plantas bajo el control directo o indirecto de las auxinas. Las auxinas también actúan como un relé para los efectos de las respuestas de luz azul y rojo / rojo lejano.

El uso comercial de auxinas está muy extendido en viveros de plantas y para la producción de cultivos. IAA se utiliza como hormona de enraizamiento para promover el crecimiento de raíces adventicias en esquejes y hojas desprendidas. La aplicación de auxinas sintéticas a las plantas de tomate en invernaderos promueve el desarrollo normal de la fruta. La aplicación de auxina al aire libre promueve la sincronización del cuajado y la caída de la fruta para coordinar la temporada de cosecha. Se puede inducir la fructificación de frutas como los pepinos sin semillas mediante el tratamiento de flores de plantas no fertilizadas con auxinas.

Citoquininas

El efecto de las citoquininas se informó por primera vez cuando se descubrió que la adición del endospermo líquido de los cocos a los embriones de plantas en desarrollo en cultivo estimulaba su crecimiento. Se encontró que el factor de crecimiento estimulante era citoquinina, una hormona que promueve la citocinesis (división celular). Hasta la fecha se conocen casi 200 citoquininas naturales o sintéticas. Las citoquininas son más abundantes en los tejidos en crecimiento, como raíces, embriones y frutos, donde se produce la división celular. Se sabe que las citoquininas retrasan la senescencia en los tejidos de las hojas, promueven la mitosis y estimulan la diferenciación del meristemo en los brotes y las raíces. Muchos efectos sobre el desarrollo de las plantas están bajo la influencia de las citoquininas, ya sea junto con auxina u otra hormona. Por ejemplo, la dominancia apical parece ser el resultado de un equilibrio entre las auxinas que inhiben las yemas laterales y las citoquininas que promueven un crecimiento más espeso.

Giberelinas

Giberelinas (GA) son un grupo de alrededor de 125 hormonas vegetales estrechamente relacionadas que estimulan el alargamiento de los brotes, la germinación de semillas y la maduración de frutos y flores. Los AG se sintetizan en los meristemas apicales de la raíz y el tallo, las hojas jóvenes y los embriones de semillas. En áreas urbanas, los antagonistas de GA a veces se aplican a los árboles debajo de las líneas eléctricas para controlar el crecimiento y reducir la frecuencia de la poda.

Los AG rompen la latencia (un estado de crecimiento y desarrollo inhibidos) en las semillas de las plantas que requieren exposición al frío o la luz para germinar. El ácido abscísico es un fuerte antagonista de la acción de la GA. Otros efectos de los AG incluyen la expresión de género, el desarrollo de frutos sin semillas y el retraso de la senescencia en hojas y frutos. Las uvas sin semillas se obtienen a través de métodos de reproducción estándar y contienen semillas discretas que no se desarrollan. Debido a que los AG son producidos por las semillas y debido a que el desarrollo de la fruta y el alargamiento del tallo están bajo control de AG, estas variedades de uvas normalmente producirían frutos pequeños en racimos compactos. Las uvas en maduración se tratan de forma rutinaria con GA para promover un tamaño de fruta más grande, así como racimos más sueltos (tallos más largos), lo que reduce la aparición de infección por mildiú (Figura 1).

Ácido abscísico

La hormona vegetal ácido abscísico (ABA) fue descubierto por primera vez como el agente que causa la abscisión o caída de las cápsulas de algodón. Sin embargo, estudios más recientes indican que ABA juega solo un papel menor en el proceso de abscisión. El ABA se acumula como respuesta a condiciones ambientales estresantes, como la deshidratación, las bajas temperaturas o la reducción de la duración del día. Su actividad contrarresta muchos de los efectos promotores del crecimiento de los AG y las auxinas. ABA inhibe el alargamiento del tallo e induce la latencia en las yemas laterales.

ABA induce la latencia en las semillas al bloquear la germinación y promover la síntesis de proteínas de almacenamiento. Las plantas adaptadas a climas templados requieren un largo período de temperatura fría antes de que germinen las semillas. Este mecanismo evita que las plantas jóvenes broten demasiado pronto durante un clima inusualmente cálido en invierno. A medida que la hormona se degrada gradualmente durante el invierno, la semilla se libera del letargo y germina cuando las condiciones son favorables en primavera. Otro efecto de ABA es promover el desarrollo de cogollos invernales; media la conversión del meristemo apical en un brote latente. La baja humedad del suelo provoca un aumento de ABA, lo que hace que los estomas se cierren, lo que reduce la pérdida de agua en los cogollos de invierno.

Etileno

Etileno se asocia con la maduración de la fruta, el marchitamiento de las flores y la caída de las hojas. El etileno es inusual porque es un gas volátil (C2H4). Hace cientos de años, cuando se instalaron farolas de gas en las calles de la ciudad, los árboles que crecían cerca de las farolas desarrollaron troncos retorcidos y engrosados ​​y arrojaron sus hojas antes de lo esperado. Estos efectos fueron causados ​​por la volatilización del etileno de las lámparas.

Los tejidos envejecidos (especialmente las hojas senescentes) y los nudos de los tallos producen etileno. Sin embargo, el efecto más conocido de la hormona es la promoción de la maduración de la fruta. El etileno estimula la conversión de almidón y ácidos en azúcares. Algunas personas almacenan frutas verdes, como aguacates, en una bolsa de papel sellada para acelerar la maduración; el gas liberado por la primera fruta en madurar acelerará la maduración de la fruta restante. El etileno también desencadena la abscisión de hojas y frutos, el marchitamiento y caída de las flores, y promueve la germinación en algunos cereales y la germinación de bulbos y patatas.

El etileno se usa ampliamente en agricultura. Los productores comerciales de frutas controlan el momento de la maduración de la fruta con la aplicación del gas. Los horticultores inhiben la caída de las hojas en las plantas ornamentales al eliminar el etileno de los invernaderos con ventiladores y ventiladores.

Hormonas no tradicionales

Investigaciones recientes han descubierto una serie de compuestos que también influyen en el desarrollo de las plantas. Sus funciones se comprenden menos que los efectos de las principales hormonas descritas hasta ahora.

Jasmonatos desempeñan un papel importante en las respuestas de defensa a la herbivoría. Sus niveles aumentan cuando una planta es herida por un depredador, lo que resulta en un aumento de metabolitos secundarios tóxicos. Contribuyen a la producción de compuestos volátiles que atraen a los enemigos naturales de los depredadores. Por ejemplo, la masticación de plantas de tomate por parte de las orugas conduce a un aumento en los niveles de ácido jasmónico, lo que a su vez desencadena la liberación de compuestos volátiles que atraen a los depredadores de la plaga.

Oligosacarinas también juegan un papel en la defensa de las plantas contra infecciones bacterianas y fúngicas. Actúan localmente en el sitio de la lesión y también pueden transportarse a otros tejidos. Estrigolactonas promueven la germinación de semillas en algunas especies e inhiben el desarrollo apical lateral en ausencia de auxinas. Las estrigolactonas también juegan un papel en el establecimiento de micorrizas, una asociación mutualista de raíces de plantas y hongos. Los brasinoesteroides son importantes para muchos procesos fisiológicos y de desarrollo. Las señales entre estos compuestos y otras hormonas, en particular auxina y GA, amplifican su efecto fisiológico. El dominio apical, la germinación de semillas, el gravitropismo y la resistencia a la congelación están influenciados positivamente por las hormonas. Los esteroides inhiben el crecimiento de las raíces y la caída del fruto.


Volver a cablear las respuestas de las células T a factores solubles con receptores de antígenos quiméricos

Las células T que expresan el receptor de antígeno quimérico (CAR) que se dirigen a los antígenos tumorales unidos a la superficie han producido resultados clínicos prometedores, con dos terapias con células CAR-T CD19 que recibieron recientemente la aprobación de la FDA para el tratamiento de neoplasias malignas de células B. La adopción de CAR para el reconocimiento de ligandos solubles, una clase distinta de biomarcadores en fisiología y enfermedad, podría ampliar considerablemente la utilidad de los CAR en el tratamiento de enfermedades. En este estudio, demostramos que las células CAR-T pueden diseñarse para responder de manera robusta a diversos ligandos solubles, incluido el ectodominio CD19, variantes de GFP y factor de crecimiento transformante beta (TGF-β). Además, mostramos que la señalización de CAR en respuesta a ligandos solubles se basa en la dimerización de CAR mediada por ligando y que la capacidad de respuesta de CAR a ligandos solubles se puede ajustar ajustando el acoplamiento mecánico entre los dominios de señalización y unión de ligando de CAR. Nuestros resultados apoyan el papel de la mecanotransducción en la señalización de CAR y demuestran un enfoque para diseñar sistemáticamente las respuestas de las células inmunes a los ligandos extracelulares solubles.


Las células individuales experimentan y reaccionan continuamente a desafíos mecánicos en tejidos tridimensionales. Las limitaciones espaciales en los tejidos densos, la actividad física y las lesiones imponen cambios en la forma celular. Todavía se desconoce en gran medida cómo las células pueden medir las deformaciones de la forma para garantizar el desarrollo correcto del tejido y la homeostasis (ver Perspectiva de Shen y Niethammer). Trabajando de forma independiente, Venturini et al. y Lomakin et al. ahora muestran que el núcleo puede actuar como una regla intracelular para medir las variaciones de forma celular. La envoltura nuclear proporciona un indicador de la deformación celular y activa una vía de mecanotransducción que controla la contractilidad de la actomiosina y la plasticidad de la migración. De este modo, el núcleo celular permite que las células adapten su comportamiento al microambiente tisular local.

Ciencias, este número p. eaba2644, pág. eaba2894 ver también p. 295


Red de biología

Hola, & # 8230 ... ¡He subido la pregunta del examen práctico de biología del año 1975! Consulte la columna & # 8220Biology Notes & # 8221 y podrá descargar la pregunta allí con las respuestas. Es una guía para estudiantes y profesores. Tenga en cuenta que el formato de la pregunta no es el mismo para el nuevo examen práctico que comenzará en 2015. El nuevo formato enfatiza en las variables, definición operativa, inferencia, etc. Subiré los exámenes anteriores gradualmente.

Consulte la columna Notas de biología. Aquí puede obtener el aparato común que se usa en el laboratorio.


14.5) Respuestas tropicales

Las plantas necesitan luz y agua para la fotosíntesis. Han desarrollado respuestas llamadas tropismos para ayudar a asegurarse de que crezcan hacia fuentes de luz y agua.

Tropismo de Gravi (geo): es una respuesta en la que la planta crece hacia o lejos de la gravedad.

Fototropismo: es una respuesta en la que una planta crece hacia o lejos de la dirección de donde viene la luz.

Hay dos tipos principales de tropismos:

  • tropismos positivos: la planta crece hacia el estímulo
  • tropismos negativos: la planta crece lejos del estímulo

Las plántulas son un buen material para experimentos de sensibilidad porque sus raíces en crecimiento (radicales) y brotes responden fácilmente a los estímulos de la luz y la gravedad.

Ventajas del fototropismo positivo:

  • Deja expuestas a más luz solar y son capaces de realizar más fotosíntesis,
  • Los insectos pueden ver las flores para polinizarlas.
  • La planta aumenta para una mejor dispersión de las semillas.

Ventajas del geotropismo positivo:

  • Al crecer profundamente en el suelo, la raíz fija la planta en el suelo firmemente,
  • Las raíces pueden alcanzar más agua,
  • Las raíces tienen un área de superficie más grande para una mayor difusión y ósmosis.
  • Las auxinas son una familia de hormonas vegetales.
  • Se elaboran principalmente en las puntas de los tallos y raíces en crecimiento.
  • Difunde a otras partes de los tallos o raíces.
  • Se distribuye de manera desigual en respuesta a la luz y la gravedad.

Las auxinas cambian la tasa de elongación en las células vegetales, controlando cuánto duran.


Biología 2 unidad

El nuevo programa de estudios de Biología se ha desarrollado utilizando el proceso de desarrollo del programa de estudios establecido por la Autoridad de Normas Educativas de NSW (NESA). El plan de estudios incluye el contenido del plan de estudios australiano y refleja las nuevas direcciones de las reformas de los estándares Stronger HSC.

(Los estudiantes de inglés de ESL pueden tener dificultades con los requisitos de alfabetización y lenguaje del curso de Biología).

La biología se puede estudiar SOLO o junto con UNO o DOS otros cursos de Ciencias.

Descripción del curso:

La biología es la ciencia de la vida. Se ocupa de las formas en que los seres vivos interactúan entre sí y con el medio ambiente y de cómo se ha desarrollado la vida a lo largo de la historia de la Tierra. Los biólogos estudian la estructura, función, crecimiento, origen, evolución y distribución de los organismos vivos.

Este curso cubre la rica diversidad e interconexión de la vida mientras explora soluciones a problemas de salud y sostenibilidad en un mundo cambiante. Las áreas de enfoque incluirán el papel de la fotosíntesis y las relaciones ecológicas de la respiración en los hábitats costeros, la aplicación de biotecnologías para inducir cambios genéticos, la respuesta inmune del cuerpo humano a las enfermedades infecciosas y la gama de tecnologías utilizadas para controlar, prevenir y tratar enfermedades no infecciosas. . Los estudiantes estudiarán procesos biológicos a pequeña y gran escala: desde células hasta selvas tropicales. El trabajo del curso involucra investigación, experimentación, modelado y estudios de casos.

Las áreas de carreras relacionadas incluyen:

  • industria de la salud: industria médica / bioquímica / farmacéutica
  • control de cuarentena
  • gestión / planificación / diseño de ecosistemas y recursos
  • gestión de la regeneración / conservación de arbustos
  • control de calidad en la agricultura, la alimentación, la farmacéutica, la medicina, las industrias de la salud pública
  • ciencias marinas / pesca / acuicultura
  • tecnología de los Alimentos
  • patología

El curso se basa en conocimientos, habilidades y actitudes particulares que los estudiantes han adquirido durante su curso de Ciencias K-10.

Con suficiente esfuerzo y aplicación durante dos años, los estudiantes de las clases 10A1 y A2 y la mitad superior de todas las demás clases deberían poder tener un éxito en sus estudios de Biología.


Respuestas de los organismos a los factores abióticos de la ecología | Biología

La luz es el factor ecológico abiótico fisicoquímico más importante e indispensable sin el cual la vida no puede existir. Los organismos reciben luz del Sol, la Luna, las estrellas, los rayos, los volcanes y los organismos bioluminiscentes. Entre esta energía luminosa del Sol es la más importante en casi todos los ecosistemas. Es la energía que utilizan las plantas verdes (que contienen clorofila) durante el proceso de fotosíntesis, un proceso durante el cual las plantas fabrican sustancias orgánicas mediante la combinación de sustancias inorgánicas.

La energía del sol se compone de radiaciones cortas de alta energía a radiaciones largas de baja energía. La cantidad de energía de los rayos solares justo antes de entrar a la atmósfera es de aproximadamente 2 cal / cm 2 / min. Se llama constante solar. A medida que los rayos del sol viajan a través de la atmósfera, se absorbe una gran cantidad de energía.

Espectro electromagnético:

La luz solar está formada por rayos cósmicos, rayos gamma, rayos X, rayos ultravioleta, luz visible, rayos infrarrojos, ondas de radio, etc. (Fig. 3). De estos, los rayos ultravioleta, la luz visible y los rayos infrarrojos son biológicamente significativos. Los rayos ultravioleta tienen una longitud de onda de 100 nm-390 nm. Además, se clasifican en tres categorías, como se muestra en la Tabla 1. Los rayos UV-C y UV-B son absorbidos por las capas de ozono en la atmósfera.

La luz visible es de gran importancia para las plantas porque es necesaria para la foto y la síntesis. Cae entre los rangos de 340 nm-700 nm. Esta parte del espectro también se llama radiación fotosintéticamente activa o PAR. Factores como la calidad de la luz, la intensidad de la luz y la duración del período de luz (duración del día) juegan un papel importante en un ecosistema.

Calidad de la luz (longitud de onda o color):

Las plantas absorben la luz azul y roja durante la fotosíntesis. En los ecosistemas terrestres, la calidad de la luz no cambia mucho. En los ecosistemas acuáticos, la calidad de la luz puede ser un factor limitante. Tanto la luz azul como la roja se absorben y, como resultado, no penetran profundamente en el agua. Para compensar esto, algunas algas tienen pigmentos adicionales, que también pueden absorber otros colores.

Intensidad de la luz (& # 8216Strength & # 8217 of Light):

La intensidad de la luz que llega a la tierra varía según la latitud y la estación del año. El hemisferio sur recibe menos de 12 horas de luz solar durante el período comprendido entre el 21 de marzo y el 23 de septiembre, pero recibe más de 12 horas de luz solar durante los siguientes seis meses.

En ranas y lagartos, la luz brillante hace que el color de la piel sea más claro, mientras que la luz tenue hace que el color de la piel sea más oscuro. La piel humana responde a la luz brillante mediante el bronceado.

Duración del día (duración del período de luz):

Algunas plantas florecen solo durante determinadas épocas del año. Una de las razones de esto es que estas plantas son capaces de & # 8216 medir & # 8217 la duración de la noche (períodos oscuros). Sin embargo, antes se pensaba que era la duración del día (períodos de luz) a la que reaccionaban las plantas y este fenómeno se denominó fotoperiodismo. El fotoperiodismo se puede definir como la duración relativa de la luz del día y la oscuridad que afectan la fisiología y el comportamiento de un organismo.

En consecuencia, las plantas se clasifican de la siguiente manera:

Estas plantas florecen solo si experimentan noches, que son más largas que una cierta longitud crítica. Los crisantemos (Chrysanthemum sp.), Las Poinsettias (Euphorbia pulcherrima) y el manzano espinoso (Datura stramonium) son ejemplos de plantas de días cortos.

Estas plantas florecen si experimentan noches, que son más cortas que una cierta longitud crítica. La espinaca, el trigo, la cebada y el rábano son ejemplos de plantas de días largos.

La floración de las plantas neutrales durante el día no se ve afectada por la duración de la noche. El tomate y la planta de maíz (Zea mays) son ejemplos de plantas de día neutro.

Los requisitos de luz de las plantas son diferentes y, como resultado, se pueden observar distintas capas o estratificación en un ecosistema. Las plantas que crecen bien a la luz del sol se llaman heliófitas (griego helios, sol) y las plantas que crecen bien en condiciones de sombra se conocen como sciophytes (griego skia, sombra).

Zonificación de la luz en ecosistemas acuáticos (Fig.4):

Aproximadamente el 10% de la luz que cae sobre el agua se refleja en la atmósfera. El 90% restante penetra en el cuerpo de agua. Sobre la base de la penetración de la luz, la columna de agua del océano se divide en tres zonas: zona eufótica de la cena, una zona dispótica media y una zona afótica inferior.

La zonificación también se clasifica de la siguiente manera:

Esta zona incluye la línea costera poco profunda donde la luz está disponible hasta el fondo. La vegetación enraizada se encuentra a lo largo de esta zona.

Esta zona incluye el cuerpo de agua hasta una profundidad a la que la luz puede penetrar. Esto incluye la zona eufótica donde ocurre una abundante penetración de luz y la zona disfótica donde se recibe la luz pero no es suficiente para la fotosíntesis.

Esta zona incluye la región donde no hay penetración de luz y no hay productores presentes en esta región.

La zona bentónica incluye el fondo del océano.

Efectos biológicos de la luz:

La alta intensidad de luz aumenta la actividad metabólica en animales al aumentar la actividad enzimática.

La luz induce reacciones fotográficas y químicas tímidas en la formación de pigmentos de color llamados melanóforos. Los animales que viven en la cueva, el fondo del océano no poseen color.

C. Coloración protectora:

Los animales desarrollan patrones de color para ocultarse de los depredadores y adaptarse al entorno. Por ejemplo, el insecto de la hoja, Phyllium, es de color verde.

D. Cambio de color en animales:

El camaleón puede cambiar su color de acuerdo con su fondo. Esto sucede debido a la distribución de los melanóforos según la luz que ingresa al ojo.

La luz permite a los organismos ver objetos en el entorno donde se encuentra. Los animales poseen órganos específicos para & # 8216ver & # 8217 como las manchas oculares en los protozoos, ojos compuestos en insectos y crustáceos, ojos en vertebrados, etc. Los animales que viven en hábitats donde hay poca luz tienen ojos grandes que son poderosos como en los búhos y loris . En los animales que viven en un hábitat donde no hay luz, los ojos se reducen.

Los animales se clasifican en las siguientes categorías según la influencia de la luz en la reproducción:

Este grupo de animales es sexualmente activo cuando los días son largos, p. Ej. aves.

Este grupo es sexualmente activo cuando los días son cortos, p. Ej. ovejas, ciervos, cabras.

iii. Animales diurnos neutrales:

En este grupo, la reproducción está influenciada por la luz, p. Ej. hombre, vaca.

En los océanos, los plancton se mueven a la superficie temprano en la mañana y en la noche y se mueven a las partes más profundas del océano cuando hay alta intensidad. Este movimiento se llama migración diurna.

El ritmo diario en sincronía con la rotación de la tierra se llama ritmo circadiano. Esto es endógeno, es decir, iniciado por factores internos y se debe a un reloj biológico presente en el organismo. Por ejemplo, muchas plantas muestran el ritmo de sus hojas para dormir. Se cierran o cuelgan durante la noche y se abren durante el día. Dormir y despertar en el hombre siguen el ritmo circadiano.

Adaptaciones de las plantas a las cambiantes condiciones de luz:

Los requisitos de luz de las plantas son diferentes y, como resultado, se pueden observar distintas capas o estratificación en un ecosistema. Las plantas que crecen bien a la luz del sol se denominan heliófitas (en griego helios, sol) y las plantas que crecen bien en condiciones de sombra se conocen como sciophytes (en griego skia, sombra).

Los heliófitos tienen una alta tasa de respiración y están adaptados a altas intensidades de luz, mientras que los escofitos tienen una baja tasa de fotosíntesis, respiración, metabolismo y crecimiento. Las características morfológicas de heliófitos y escofitos se resumen en la Tabla 2.

2. Temperatura:

La temperatura es un factor abiótico ecológico. Es una forma de energía y se llama energía térmica. Penetra en todas y cada una de las regiones de la biosfera y afecta a todas las formas de vida. Influye en las diversas etapas de las actividades de la vida como el crecimiento, el metabolismo, la reproducción, el movimiento, la distribución, el comportamiento, la muerte, etc.

La temperatura generalmente se mide en grados Fahrenheit o Centígrados. La biosfera obtiene su energía térmica del Sol en forma de radiación solar. Es un factor variable. Varía de un lugar a otro y de una vez a otra. Es alto durante el día y bajo por la noche. Es alta al nivel del mar y baja a gran altura. Es alto en el ecuador y bajo en las regiones polares. Se encuentra más en el hábitat terrestre y bajo en el hábitat acuático. La temperatura máxima registrada en tierra es de 85 ° C como en el desierto y la temperatura más baja es de aproximadamente & # 8211 70 ° C como en Siberia.

Fluctuaciones de temperatura:

La temperatura es alta durante el día y baja durante la noche. A esto se le llama variación diurna. La temperatura en tierra es alta al nivel del mar, pero baja a gran altura. Aproximadamente, un aumento en la altitud de 150 m da como resultado una disminución de la temperatura de 1 ° C. En tierra, la temperatura máxima se encuentra a lo largo del ecuador. Disminuye gradualmente hacia los polos. La temperatura varía según la temporada. La temperatura alcanza su máximo durante el verano, mientras que es mínima durante el invierno.

La fluctuación de temperatura en el hábitat acuático es menor que la del hábitat terrestre.

Estratificación térmica:

En lagos y estanques se observa una disminución gradual de la temperatura desde la superficie hasta el fondo. Esto conduce a diferentes capas de agua con diferentes temperaturas. La disposición de diferentes capas en función de las diferencias de temperatura se denomina estratificación térmica.

Se observan dos tipos de estratificación:

una. Estratificación de verano y

una. Estratificación de verano:

Durante el verano hay tres capas distintas como se muestra en la Fig.5.

I. Capa superior o Epilimnion:

El epilimnion es cálido y la temperatura fluctúa con la temperatura de la atmósfera.

ii. Capa inferior o hipolimnion:

La capa inferior es el hipolimnion. La temperatura es de unos 5-7 ° C.

iii. Capa intermedia o termoclina o metalimnion:

La termoclina se caracteriza por una gradación de temperatura desde la parte superior (a unos 21 ° C) a la parte inferior (a unos 7 ° C). Esta zona también se llama zona de transición.

B. Estratificación de invierno:

Durante el invierno solo se ven dos capas, una capa superior de hielo y una capa inferior de columna de agua que se encuentra a 4 ° C. (Figura 5).

Efectos biológicos de la temperatura:

una. Organismos euritérmicos y estenotermales:

Los organismos que pueden tolerar una amplia gama de fluctuaciones de temperatura se denominan organismos euritérmicos, p. Ej. hombre, lagarto, anfibios. Aquellos que no pueden tolerar una amplia gama de fluctuaciones de temperatura se denominan organismos estenotermales, p. Ej. corales, caracoles

B. Animales poiquilotérmicos y homeotérmicos:

Los animales en los que la temperatura corporal cambia según las fluctuaciones de la temperatura ambiental se denominan animales poiquilotérmicos o de sangre fría o ectotermos. Durante el frío, la temperatura corporal también desciende. Por ejemplo, todos los animales excepto aves y mamíferos.

En aves y mamíferos, la temperatura corporal permanece constante y no depende de la temperatura ambiental. Estos animales se denominan homeotermos o de sangre caliente o endotermos. Cuando la temperatura ambiente desciende, el animal mantiene su temperatura mediante actividades metabólicas.

La hibernación, la estivación y la migración son algunas adaptaciones de comportamiento de los animales.

Efecto de la temperatura sobre el crecimiento y el desarrollo:

La temperatura afecta el crecimiento y desarrollo de los animales. Por ejemplo, la ostra, Ostraea virginica crece a 1,4 mm cuando se cría a 10 ° C, pero cuando se cría a 20 ° C crece a 10,3 mm. Del mismo modo, los huevos del pez caballa no se desarrollan por debajo de los 8 ° C ni por encima de los 25 ° C. La baja temperatura previene la metamorfosis en las salamandras y hace que el animal sea neoteno.

Efecto de la temperatura sobre la morfología:

Los caracteres morfológicos de los organismos se ven alterados por la temperatura. La temperatura influye en el tamaño de los animales y las proporciones relativas de las partes del cuerpo. Se han propuesto tres reglas para comprender cómo la temperatura influye en varios rasgos característicos.

Los mamíferos de las zonas más frías son más grandes que en los climas más cálidos. Esto se llama la regla de Bergman. Por ejemplo, los pingüinos que se encuentran en la Antártida alcanzan una longitud corporal de 100 a 200 cm, mientras que los pingüinos de las Islas Galápagos ecuatoriales miden unos 49 cm de largo.

Según la regla de Allen, las extremidades de los mamíferos, como la cola, el hocico, las orejas y las patas, son relativamente más cortas en las regiones más frías que en las cálidas. En el conejo ártico, las orejas son más cortas, mientras que en el conejo californiano, las orejas son más largas.

La explicación en ambos casos es que los organismos endotérmicos en climas más fríos deberían tener una superficie más pequeña en relación con el volumen a través del cual pierden calor. La regla de Allen & # 8217 tiene una aplicabilidad generalizada en comparación con la regla de Bergman & # 8217 debido a la cantidad de factores que afectan el tamaño del cuerpo, aunque es cierto a un nivel intraespecífico.

Según la regla de Gloger, los animales del trópico son más oscuros y muy pigmentados que sus contrapartes de las regiones más frías y secas.

Efecto de la temperatura sobre la distribución:

La temperatura es un factor limitante de la distribución de los animales. La distribución de los animales de sangre caliente no se ve afectada por la temperatura. Pero los animales de sangre fría abundan en las regiones tropicales y templadas, y su número disminuye rápidamente hacia los polos.

Efecto de la temperatura en las plantas:

una. La apertura de las flores de varias plantas durante el día y la noche a menudo se debe a la diferencia de temperatura entre el día y la noche.

B. La semilla de algunas plantas (bienales) normalmente germina en primavera o verano. Estas semillas requieren un tratamiento frío de invierno. A esto se le llama vernalización. La vernalización se puede inducir en semillas de forma artificial. Esta adaptación asegura que las semillas no germinen durante el otoño, sino solo después del invierno, cuando las plántulas tienen más posibilidades de sobrevivir.

C. Los árboles de hoja caduca pierden sus hojas en invierno y entran en un estado de letargo, donde los cogollos quedan cubiertos para protegerse del frío.

D. En el desierto debido a la gran variación de temperatura entre el día y la noche, los organismos exhiben distintos períodos de actividad, p. Ej. muchas flores de cactus en la noche son polinizadas por insectos nocturnos. El cactus se encuentra entre las plantas más resistentes a la sequía del planeta.

I. Las hojas se transforman en espinas. Estas espinas protegen a la planta de los animales, la protegen del sol y también acumulan humedad. Esto también reduce la transpiración.

ii. Extensos sistemas de raíces poco profundas que se extienden justo debajo de la superficie para permitir que la planta absorba agua inmediatamente cuando llueve.

iii. Los tallos suculentos tienen la capacidad de almacenar agua. Esto permite que los cactus sobrevivan en climas secos y puedan sobrevivir años de sequía con el agua recolectada de una sola lluvia.

iv. Piel cerosa para sellar la humedad.

v. Los cactus dependen de la clorofila en el tejido externo de los tallos para realizar la fotosíntesis para la fabricación de alimentos.

vi. Los cactus cierran sus estomas durante el día y los abren por la noche para reducir la transpiración. Estas plantas exhiben la vía CAM de la fotosíntesis.

Muchos otros árboles y arbustos del desierto también se han adaptado eliminando hojas y reemplazándolos con espinas, no con espinas, o reduciendo en gran medida el tamaño de las hojas para eliminar la transpiración. Muchos xerófitos pueden acumular prolina en las células de sus hojas para mantener el potencial osmótico y hídrico. Las chaperoninas, las proteínas de choque térmico, proporcionan adaptaciones fisiológicas a las plantas a altas temperaturas. Estas proteínas mantienen las estructuras y evitan la desnaturalización de otras proteínas.

mi. Las plantas que viven en climas fríos pueden tolerar las heladas. Cuando la temperatura desciende, la planta se vuelve inactiva y exhibe un ritmo lento de fotosíntesis y respiración. Las proteínas anticongelantes se encuentran en algunas plantas que evitan el enfriamiento y el daño por heladas al aumentar sus azúcares y alcoholes para reducir el punto de congelación de los fluidos celulares. Esto provoca un sobreenfriamiento de la savia celular durante cortos períodos de tiempo sin causar congelación.

Adaptaciones estructurales en un camello

En los desiertos cálidos, la temperatura es muy alta. Para escapar del calor, los animales del desierto tienen diferentes adaptaciones de resistencia al calor. Esto se puede entender a partir de las adaptaciones de un camello: todos los habitantes del desierto se han adaptado para conservar agua, alimentos y energía. El camello es uno de los mejores supervivientes del desierto y se le llama con razón el & # 8216ship of the desert & # 8217 porque se adapta muy bien a las condiciones del desierto.

Las adaptaciones en el camello se describen brevemente a continuación:

una. El camello puede almacenar grasa en su joroba, que se utiliza como fuente de energía cuando la comida escasea.

B. Los camellos tienen patas largas para mantener el calor alejado del cuerpo.

C. Los camellos tienen pestañas largas y orejas pequeñas con mucho pelo. También pueden cerrar sus fosas nasales. Estas características de adaptación evitan que les entre arena en los ojos, los oídos y la nariz durante las tormentas de arena.

D. La temperatura corporal del camello varía desde 34 ° C (93 ° F) por la noche hasta 41 ° C (106 ° F) durante el día. Solo por encima de este umbral comienzan a sudar. Esto les permite conservar unos 5 litros de agua al día.

mi. Un camello puede aguantar hasta 2 semanas sin agua y puede beber 200 litros al mismo tiempo.

F. Tienen pies planos acolchados, que son perfectos para caminar sobre arena suelta y caliente.

gramo. Los glóbulos rojos del camello son de forma ovalada, a diferencia de los de otros animales, que son circulares. Esto facilita su movimiento en estado deshidratado.

h. El grueso pelaje del camello refleja la luz del sol. También los aísla del intenso calor que irradia la arena caliente del desierto. Las piernas largas también ayudan a mantener el cuerpo más alejado de la arena. La piel gruesa y la lana proporcionan calor durante las frías noches del desierto y un poco de aislamiento contra el calor diurno.

I. En los camellos, la temperatura corporal es lábil. Durante el día la temperatura corporal sube a 40,6 ° C, mientras que por la noche desciende a 33,8 ° C.

El cambio regular de temperatura en intervalos de tiempo específicos se llama termoperiodicidad.

una. Termoperiodicidad diurna:

El cambio de temperatura en un período de 24 horas se denomina termoperiodicidad diurna. Los animales activos durante el día se denominan diurnos y los activos durante la noche se denominan nocturnos.

B. Termoperiodicidad estacional:

La variación de temperatura en las diferentes estaciones del año se denomina termoperiodicidad estacional. Controla eventos importantes como la germinación de semillas, la floración, la fructificación, el desprendimiento de hojas, etc. en las plantas. También afecta el crecimiento, desarrollo, morfología y coloración de los animales.

3. Agua:

El agua cubre el 70% de la superficie de la tierra y se encuentra en forma de vapor en la atmósfera y en el suelo como agua del suelo. El 97% del agua se encuentra en los océanos y el 3% se encuentra en forma de agua dulce. Aproximadamente el 70% del agua dulce se encuentra en forma de casquetes polares y glaciares, el 20% como agua subterránea, mientras que el resto se encuentra en lagos, arroyos y ríos. El agua es esencial para la vida y todos los organismos dependen de ella para sobrevivir, especialmente en áreas desérticas.

El ciclo del agua en la naturaleza:

El agua circula a través de la biosfera y se intercambia constantemente entre el entorno físico y el biótico. La circulación del agua que no involucra a los organismos vivos es el ciclo global del agua y la que involucra a los sistemas vivos es el ciclo biológico del agua.

El ciclo del agua o hidrológico se muestra en la Fig. 6. El agua se evapora de los océanos y cuerpos de agua dulce cuando los rayos del sol caen sobre ella. El agua dulce vaporizada sube a la atmósfera, forma nubes, se enfría y cae como lluvia sobre los océanos y la tierra.

Cuando llueve, parte del agua se hunde o se filtra en el suelo y satura la Tierra hasta cierto nivel. The top of the saturation level is called the ground water table or simply the water table. Ground water is also sometimes located in a porous layer, called an aquifer, which lies between two sloping layers of impervious rock.

Ground water comes back to the surface naturally as springs or mechanically by pumps or making wells. Water also evaporates from these places to the atmosphere. This completes the global water cycle.

Organisms also use water and become part of the water cycle. Plants absorb water from the soil and return it back to the atmosphere by respiration and transpiration. Animals drink water from water bodies and by eating plants and return water back to the environment by respiration and excretion.

Death and decay of organisms also add water to the physical environment. Water returned to the physical environment forms clouds that come down as rain for being utilised by the organisms. This comprises the biological water cycle.

Adaptations of Plants in Water:

Water constitutes the hydrosphere and includes both fresh and seawater. Aquatic plants are called hydrophytes. These plants possess specialised parenchyma called aerenchyma that possesses air filled spaces in the leaves and stem. This enables the plants to float.

The different types of hydrophytes are summarised in Table 3:

Adaptations of Animals in Aquatic Habitat:

A number of animals live in the aquatic medium, i.e. water. There are animals that are found exclusively in the fresh water, while there are some that are found living in the marine environment there are some that are capable of living in both fresh and marine water. A few examples of animals that are aquatic are vertebrates like fish, mammals (whales, dolphins, seals, sea lions, etc.), invertebrates like starfish, prawns, lobsters, octopus, oysters, etc.

Adaptations in animals living in water are called aquatic adaptations and organisms living in water are called aquatic organisms. Aquatic organisms found on the surface of the water are called pelagic organisms for which they possess special adaptations. Similarly organisms living in the deep sea, called benthic animals are adapted to live in such conditions.

Adaptations of fish are briefly discussed below:

The body of fish is streamlined or boat shaped and therefore it offers little resistance to swimming.

The fins are outgrowths of the body. There are different types of fins such as the pectoral fins, pelvic fins, dorsal fins, anal fins and the caudal fins. These help in locomotion in water. The pectoral, pelvic and dorsal fins act as balancers while the caudal fins act as rudder to change directions.

Fish possess gills that enable exchange of gases between the blood and the surrounding water.

D. Lateral Line Sense Organs:

Lateral line sense organs are canals that extend the entire length of the body. These are filled with mucous and water and contain specialised organs to detect temperature, pressure and mechanical disturbances in water. They can help in echolocation of objects like food and prey.

The swim or air bladder in some fish helps in swimming or serves as a hydrostatic organ, or as a sense organ or even as a sound producing organ. The fish can fill or empty the bladder and the fish can float or sink lower in water.

F. Scales and Mucus Glands:

Scales protect the body of the fish. The mucous glands secrete mucous and prevent the diffusion of water through the skin.

4. Air:

Air or atmosphere is the gaseous envelope that surrounds the lithosphere and hydrosphere. The atmosphere is a mixture of gases. Nitrogen makes up four-fifths of it and oxygen makes up a little more than one-fifth. Small quantities of other gases like argon, neon, helium, krypton, xenon, carbon dioxide, hydrogen and ozone are also found.

The most important gases used by plants and animals are oxygen, carbon dioxide and nitrogen.

Oxygen is used by all living organisms during respiration.

Carbon dioxide is used by green plants during photo-synthesis.

Nitrogen is made available to the plants by certain bacteria and through the action of lightning.

Layers of the Atmosphere:

The atmosphere is made of five or more dis­tinct layers that differ in density, temperature, composition and properties (Fig. 7).

D. Thermosphere – 70-400 kms

mi. Exosphere – 400 kms and beyond

una. Troposphere (0-10 kms):

The troposphere is the layer with which organisms have intimate contact and it is the seat of weather and climate. It is the densest part of the atmosphere and air pressure drops with increasing altitude. It contains more water vapour and carbon dioxide than any other layer. These two gases affect the heat balance of the Earth.

The temperature at the ground is around 25°C and it drops to about 5°C every km of altitude gained, until it reaches a low of around -60°C at about 10-11 kms. The upper limit of the troposphere is known as tropopause. The branch of the atmospheric science that deals with the characteristics of the troposphere is called ‘micrometeorology’.

B. Stratosphere (10-40 kms):

It is less dense than the troposphere. It contains much the same gases except that there is less water vapour. At about 25 kms is a concentrated layer of ozone. This zone is known as the ozonosphere. This layer absorbs most of the ultraviolet radiation of the Sun. From a low of 60°C at 10 kms, the temperature slowly rises to about the base of the overlying mesosphere.

C. Mesosphere (40-70 kms):

The composition of gases are the same but less dense than the stratosphere. The mesosphere has a layer of ionised or electrified air at 50- 70 kms above the Earth. It is caused by the action of the solar ultraviolet radiation on the air molecules and is charged with electrons. Ozone is also found by the action of UV and X rays on oxygen. The temperature drops to about -90°C at about 80 kms above the surface of the earth.

D. Thermosphere (70-400 kms):

The thermosphere is radically different from the other atmospheric layers. Ozone, carbon di­oxide and water are virtually absent. The density is very low, but is dense enough to burn up fast moving meteors. Most of the gas atoms in this layer are electrically charged by the radiation of the Sun.

Three distinct ionised regions are found in this layer, E, F1 y F2 capas. The E layer is found at an altitude of 90-120 kms and is made of nitrogen and oxygen. The F1 has oxygen atoms and in the F2 layer nitrogen ions are predominantly found.

The thermospheric layers are important for communication. They reflect radio waves back to the Earth. There is a wide range of temperature in the thermosphere from a low of about -90°C at 80 kms altitude to several 1000°C at about 500 kms and higher. The motions of ionised gas generate electricity, which in turn causes variations in the Earth’s magnetic field.

mi. Exosphere (400 kms and Higher):

This layer extends into space. The gases in this layer are extremely thin. Hydrogen is the chief constituent of this layer.

5. Wind:

Differential solar radiation in different regions of the Earth as well as rotation of the Earth causes air to move and form wind. Depending upon the velocity of the wind it is called breeze, gale, storm or hurricane. Dust storms and squall are also modified forms of wind the former carries dust particles while the latter carries rain or snow.

Winds or air currents arise on a world-wide scale as a result of a complex interaction between hot air expanding and rising (convection) in the mid-latitudes. This has various effects on the rotation of the Earth and results in a centrifugal force which tends to lift the air at the equator. This force is known as the Coriolis force and tends to deflect winds to the left of the southern hemisphere and to the right in the northern hemisphere. Winds carry water vapour, which may condense and fall in the form of rain, snow or hail.

Wind plays a role in pollination and seed dispersal of some plants, as well as the dispersal of some animals, such as insects. Wind erosion can remove and redistribute topsoil, especially where vegetation has been reduced. Warm berg wind results in desiccation, which creates a fire hazard. If plants are exposed to strong prevailing winds are they usually smaller than those in less windy conditions.


Disponibilidad de datos y materiales

Data generated and analyzed during this study are included in the published article and its supplementary information files. Additional files 3 and 4 contain all the raw data and the corresponding calculations for the primary screen of light sensitivity for the 4686 deletion mutants and the confirmation assay #1, respectively. Additional file 5 provides individual values for figures where the number of independent replicates is less than 6 (norte < 6).


Disengagement of light responses in Arabidopsis by localized developmental factors

Plant development and growth are profoundly influenced by environmental cues such as light intensity and composition. In particular, changes in red (600 nm to 700 nm) and far-red (700 nm to 750 nm) light inform about the threat of competing plants nearby, which deplete red light and generate an unfavorable shade environment enriched in far-red light ( 1 ). Plants detect red and far-red light using an evolutionarily conserved family of photoreceptors named phytochromes, which are activated by red light and inactivated by far-red light ( 2 ). Phytochromes play an important role in shaping plant architecture, in part, by restricting the rate of stem growth ( 3 ). When plants encounter a canopy of neighboring plants, the far-red light-enriched shade environment inactivates phytochromes to promote stem growth, thereby allowing the plants to escape shade via the so-called shade avoidance response ( 4 , 5 ).

In the plant model species Arabidopsis thaliana (Arabidopsis), phytochromes are ubiquitously expressed in all tissue/organ types throughout the life cycle ( 6 ). This expression pattern enables all tissues/organs to continuously monitor and respond to changes in the local light environment. However, intriguingly, shade does not elicit growth in all stem tissues: While the embryonic stem (hypocotyl) and the leaf petiole are exquisitely sensitive to shade, the internodes—which are located at the boundary region connecting the hypocotyl, the bases of the leaves, and the shoot apical meristem—are almost completely unresponsive (Fig. 1A) ( 7 ). The lack of …


P LANT C ELLULAR AND M OLECULAR R ESPONSES TO H IGH S ALINITY

AbstractoPlant responses to salinity stress are reviewed with emphasis on molecular mechanisms of signal transduction and on the physiological consequences of altered gene expression that affect biochemical reactions downstream of stress sensing. We make extensive use of comparisons with model organisms, halophytic plants, and yeast, which provide a paradigm for many responses to salinity exhibited by stress-sensitive plants. Among biochemical responses, we emphasize osmolyte biosynthesis and function, water flux control, and membrane transport of ions for maintenance and re-establishment of homeostasis. The advances in understanding the effectiveness of stress responses, and distinctions between pathology and adaptive advantage, are increasingly based on transgenic plant and mutant analyses, in particular the analysis of Arabidopsis mutants defective in elements of stress signal transduction pathways. We summarize evidence for plant stress signaling systems, some of which have components analogous to those that regulate osmotic stress responses of yeast. There is evidence also of signaling cascades that are not known to exist in the unicellular eukaryote, some that presumably function in intercellular coordination or regulation of effector genes in a cell-/tissue-specific context required for tolerance of plants. A complex set of stress-responsive transcription factors is emerging. The imminent availability of genomic DNA sequences and global and cell-specific transcript expression data, combined with determinant identification based on gain- and loss-of-function molecular genetics, will provide the infrastructure for functional physiological dissection of salt tolerance determinants in an organismal context. Furthermore, protein interaction analysis and evaluation of allelism, additivity, and epistasis allow determination of ordered relationships between stress signaling components. Finally, genetic activation and suppression screens will lead inevitably to an understanding of the interrelationships of the multiple signaling systems that control stress-adaptive responses in plants.


Ver el vídeo: Resumen y Respuestas Biología. 1 Secundaria. 27 Octubre. Aprende En Casa (Julio 2022).


Comentarios:

  1. Nigan

    Me gusta

  2. Ter

    Esta excelente frase, por cierto, cae

  3. Hraefnscaga

    pastar

  4. Evrawg

    Parecía genial...



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