Practica 2 "Mecanismos Respiratorios"

Mecanismos respiratorios

Integrantes:

• Felix Alberto Nieto García
• Velasco Vázquez Mariela
• Villavicencio Carapia Azul
• Andrea Ximena Suárez Ortiz
• Miguel Gonzalez Gomez

Preguntas generadoras:

Si los peces, almejas y artemias viven en el agua, ¿cómo obtienen el oxígeno?  

Obtienen el oxígeno que necesitan gracias a las branquias, estas son láminas que permiten extraer el oxígeno disuelto en el agua y transfieren el dióxido de carbono al medio.

Si las lombrices y chapulines no tienen pulmones, ¿cómo obtienen el oxígeno?

Las lombrices no cuentan con pulmones, por lo tanto ellas respirar a través de la piel, necesita estar bien húmedas para que sus poros se abran y así puedan absorber el oxígeno.

Los chapulines respirar a través de orificios que se encuentran en su abdomen, denominados espiráculos. Estos captan y transportan el oxígeno del medio.

Planteamiento de las hipótesis:

• . Encontraremos similitudes en los diferentes mecanismos respiratorios gracias a que los organismos aerobios multicelulares tienen el mismo problema. (todos las células del organismos no están en contacto directo con el oxígeno).
• La almeja y los peces tendrán el mismo mecanismo debido a que los dos organismos evolucionan dentro del agua.

Introducción

Los mecanismos respiratorios son superficies o regiones expuestas directamente al medio externo, por donde el oxígeno es difundido al interior del cuerpo hasta llegar a las células y el bióxido de carbono es desechado al exterior.

La mayoría de los organismos acuáticos obtienen el oxígeno disuelto en agua a través de sus aparatos branquiales, un tipo de mecanismo respiratorio cuya forma permite que el paso del oxígeno aumente hacia los vasos capilares y sea distribuido a través del aparato circulatorio.

En los peces por ejemplo, la disposición de los filamentos branquiales es de tal forma que la sangre es bombeada a través de ellos en dirección opuesta a la del agua que lleva oxígeno. Esta forma de los filamentos permite que la sangre que contiene más oxígeno, contacte con el agua que lleva menos oxígeno. La cantidad de oxígeno en la sangre de cualquier parte del filamento branquial es menor a la concentración de oxígeno del agua que fluye por la cámara branquial, y así por difusión simple, el oxígeno siempre se difunde desde el agua hacia la sangre. Como te podrás dar cuenta, la forma (estructura) de las branquias está en estrecha relación con la entrada y salida de gases en el agua (función), como resultado del proceso evolutivo y adaptativo que ha llevado a los peces a ser el grupo de vertebrados más grande y mejor distribuido en el medio acuático del planeta. Las branquias, son en este sentido, una forma de convergencia evolutiva entre los crustáceos (artemias, camarones), los moluscos (almeja) y muchos otros grupos de animales acuáticos, ya que son estructuras adaptadas para la captura de oxígeno y eliminación del bióxido de carbono y a la ingestión de agua.

En el caso de los organismos terrestres se presentan diferentes mecanismos respiratorios que permiten obtener el oxígeno atmosférico, empleando estructuras complejas como los pulmones, carácterísticos de los animales vertebrados. En los organismos invertebrados en cambio, no existen pulmones pero se presentan otras estructuras por donde el oxígeno es captado del medio, por ejemplo a través de la piel como sucede en las lombrices de tierra, o por unas diminutas perforaciones localizadas en los bordes del abdomen de los chapulines llamadas espiráculos que se ramifican por todo el interior del organismo formando las tráqueas de quitina por donde distribuye el oxígeno directamente a todas las células.

Objetivos:

• Describir la estructura externa de un pez óseo.
• Describir la estructura externa de las branquias de un pez óseo.
• Relacionar la estructura con la función de las laminillas branquiales.
• Describir la estructura externa de un chapulín y una lombriz de tierra.
• Describir la estructura externa de la piel y los espiráculos.
• Relacionar la estructura con la función de la piel, los espiráculos y las tráqueas.

Material:

Una navaja

Unas tijeras

Un desarmador

Una charola para disección

Guantes de cirujano

3 portaobjetos

3 cubreobjetos

1 pedazo de papel aluminio

Fotocopias de la estructura externa e interna de un pez, artemia y almeja.

Fotocopias de la estructura externa e interna de un chapulín y la lombriz de tierra.

Material biológico:

Una tilapia entera, fresca

Juveniles de charal o cualquier otro pez juvenil

Tres artemias

Un ostión o almeja viva (mercado de la Viga).

Tres chapulines

Tres lombrices de tierra

Equipo:

Microscopio estereoscópico

Microscopio óptico

Cámara digital o celular con cámara.

Procedimiento:

1ª parte: Las branquias de algunos organismos acuáticos.

A.   Las branquias de un pez teleósteo.

El camino del oxígeno con su transportador, el agua. Elabora un dibujo o boceto de todo el pez, esquematiza con atención la cabeza. Posteriormente abre la boca del pez e introduce tu dedo hasta que atraviese las branquias ¿por dónde se mueve el agua dentro del pez? Se introduce por la boca, pasa por la faringe y después llegará a las branquias, donde se captará el oxígeno.

Las branquias. Colócate los guantes y toma al pez por su parte dorsal, con las tijeras corta la parte inferior del opérculo de manera que queden expuestas las branquias. Elabora otro esquema, poniendo atención a la forma y estructura de los arcos branquiales ¿Cuántos tiene? Tienen cuatro en cada lado

Corta una branquia y dibújala, con cada una de sus partes.

Indica el recorrido del oxígeno desde el agua hasta el interior de la célula.

Corta un filamento branquial y colócalo en un portaobjetos, obsérvalo al microscopio con el objetivo de 10X sin cubreobjetos. Realiza un esquema poniendo atención a la irrigación sanguínea, ¿Cómo entra el oxígeno a la branquia? Por conductos que se encuentran en en los filamentos y se conectan a una arteria.

B.   Observación de las branquias en vivo de un pez empleando juveniles de charal.

Deposita un juvenil de charal en un portaobjetos excavado con agua, coloca el cubreobjetos y obsérvalo en vivo a 10x, identifica el ritmo cardiaco y el corazón localizado en la parte ventral de las branquias.

C.   Observación de la función de las branquias en vivo empleando el modelo de la Artemia salina.

Coloca una Artemia entre un portaobjetos y un cubreobjetos, cuidando de mantenerla húmeda todo el tiempo.

Observa esta preparación en un microscopio compuesto con el objetivo de 10x, obtén directamente de aquí una fotografía e indica cada una de las partes de la branquia, posteriormente observa como es el movimiento de las branquias así como la circulación que sucede en el cuerpo de este organismo.  

D.   Observación de las branquias en vivo de un molusco.

Toma una almeja u ostión y separa las valvas empleando un desarmador, después coloca al organismo abierto en una charola de disección con suficiente agua.

Con el microscopio de disección observa la estructura interna de estos organismos y localiza las branquias. Realiza esquemas de tus observaciones.

Corta un pedazo de papel aluminio y colócalo sobre las branquias del molusco, observa el movimiento del papel e identifica la dirección de la corriente de agua.

2ª parte: La obtención del oxígeno a través de la piel y las tráqueas.

A.   Los espiráculos y las tráqueas.

Coloca el chapulín en una caja de Petri con una torunda de éter y espera a que se duerma.

Elabora un esquema del chapulín, apóyate con el microscopio estereoscópico para observar por el borde entre la parte dorsal y ventral los espiráculos. ¿Por dónde se mueve el aire hacia el interior del chapulín? Por unos orificios llamados espiráculos

Para la observación de las tráqueas de quitina, toma el chapulín por la parte ventral y con el bisturí corta el pliegue que se localiza entre la parte dorsal y la ventral.

Coloca el chapulín sobre un portaobjetos y localiza las tráqueas, notarás unas estructuras blancas brillantes, con la navaja disécalos y colócalos en un cubreobjetos y obsérvalas a 40x, notarás unos anillos quitinosos. Esquematiza las tráqueas, y el órgano que esté junto a estas estructuras ¿Qué función tienen las traqueas en los insectos? sirve para captar y transportar oxígeno del medio al interior

B.   La piel de los gusanos.

Coloca un gusano en la charola para disección y con el escalpelo corta desde la parte anterior hasta la posterior. Observa el vaso dorsal y la circulación que ocurre en la lombriz de tierra. ¿Cuál es la relación de la obtención del oxígeno con la circulación sanguínea? La sangre transporta el oxígeno a todas las partes del organismo.

Indica el recorrido del oxígeno desde el aire hasta el interior de la célula.

Resultados:

1ª parte: Las branquias de algunos organismos acuáticos:

Realiza los siguientes esquemas:

                                             

2ª parte: Obtención de oxígeno a través de la piel y las tráqueas.

Realiza los siguientes esquemas:

§  Tráqueas de quitina y anillos quitinosos.

§  Estructura externa del chapulín haciendo énfasis en la localización de los espiráculos.

§  Estructura externa de la lombriz de tierra indicando la localización del vaso dorsal.  

• Conceptos clave:
• Mecanismos respiratorios: Los mecanismos respiratorios son superficies o regiones expuestas directamente al medio externo, por donde el oxígeno es difundido al interior del cuerpo hasta llegar a las células y el bióxido de carbono es desechado al exterior.
• obtención de oxígeno: El oxígeno que necesitan las células para llevar a cabo la respiración celular se obtiene del aire que respiramos. El sistema respiratorio es el encargado de llevar este aire al interior del organismo y de expulsar al exterior el dióxido de carbono que se produce en el proceso.
• respiración de organismos acuáticos :La respiración acuática es aquella que se realiza bajo el agua, principalmente a través de unos órganos llamados branquias. Estas branquias son evaginaciones de la superficie corporal cuya finalidad es la de aumentar la superficie de intercambio. La principal diferencia entre estas estructuras respecto a las aéreas se da en el desarrollo embrionario y en la forma en la que estas se forman. Las branquias pueden ser tanto internas como externas.
• respiración de organismos terrestres: La mayoría de los animales terrestres respiran mediante pulmones, que son cavidades internas en las que se encuentra la superficie respiratoria. Algunas arañas tienen pulmones en libro. Se trata de cavidades internas cuya pared está muy replegada, formando láminas muy finas. También se da esto en muchos insectos. Los vertebrados terrestres poseen cavidades internas cuyas paredes están llenas de capilares sanguíneos. Estos captan el oxígeno del aire y liberan el dióxido de carbono.
• branquias:Las branquias son características de animales acuáticos, como algunos anélidos, moluscos, crustáceos, equinodermos y peces. Los gases son transportados hasta las células por el sistema circulatorio. Hay dos tipos de branquias: externas e internas . Las primeras evolutivamente son más primitivas. Las branquias externas tienen la ventaja de que su simple movimiento moviliza el agua, pero pueden ser fácilmente dañadas por los agentes externos
• espiráculos :El aire entra en los tubos traqueales a través de una serie de hasta 20 aberturas diminutas denominadas espiráculos a lo largo de la superficie del cuerpo. En algunos insectos, especialmente grandes y activos, los músculos ayudan a ventilar las tráqueas al bombear aire hacia dentro y hacia fuera de los espiráculos
• quitina: La quitina es un polisacárido que se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza, constituyendo el segundo polímero más abundante después de la celulosa. Está constituida por moléculas de N-acetil-D-glucosamina, con enlaces (3 (—>4) y forma parte del caparazón de crustáceos, moluscos, insectos y otros seres vivos, defendiéndolos del contacto con el medio externo.

• tráqueas: Conducto respiratorio de los vertebrados, formado por anillos cartilaginosos, que empieza en la laringe y desciende por delante del esófago hasta la mitad del pecho, donde se bifurca formando los bronquios.
• respiración cutánea:La respiración cutánea (respiración por la piel), se presenta en animales que se encuentran en ambientes bastante húmedos e incluso acuáticos, y en algunos casos cuenten con pulmones. Las lombrices de tierra, por ejemplo, tienen respiración cutánea, es decir, toman el oxígeno y se desprende del dióxido de carbono directamente a través de la piel, por lo que precisan que ésta esté siempre húmeda. La sangre lleva el oxígeno a los tejidos y órganos de todo el cuerpo y al hacer contacto con las células se realiza el intercambio gaseoso; el oxígeno penetra a través de la membrana celular y oxida las sustancias protoplasmáticas produciendo energía, agua y gas carbónico

Conclusión

El principal objetivo de todos los mecanismos es captar y distribuir el oxígeno a todo el organismo.

Los diferentes mecanismos, están adaptados  al ambiente en el que se encuentra el organismo, ya sea en el agua, en la superficie de la tierra o en el interior.

Referencias

• Eldra P. Solomon, Somonom. Octava edición: Mc Graw Hill. Pag. 1017

● Programa de Biología III

W de Gowin