Ciclo vital

¿QUÉ ES EL CICLO VITAL?

“es la "Serie de fases por las que pasa un ser vivo desde el nacimiento hasta su muerte”.

Dicho de otra manera:

Son las transformaciones generales y comunes a todos los seres vivos a lo largo del tiempo de su existencia individual.

No es un verdadero ciclo.  Entonces, ¿de dónde surge esta denominación?

Se origina entre los heterogenistas: quienes afirmaban la heterogénesis o generación espontánea.

Sostenían que los seres vivos se originaban a partir de restos de seres vivos o de organismos muertos.

Así se puede comprender por qué se hablaba de ciclo vital:

Con las experiencias de Pasteur se demuestra que no existe generación espontánea en ninguno de los casos que se planteaban. A partir de ese momento se sostiene la biogénesis como el único origen actual de los seres vivos, es decir que todo ser vivo se origina de otro u otros preexistentes.

Sin embargo la expresión ciclo vital, acuñada mientras se aceptaba la heterogénesis, continuó utilizándose aunque no sea estrictamente correcta.

DURACIÓN DEL CICLO VITAL

Es muy variada en los distintos seres vivos y no guarda relación con su complejidad evolutiva; a manera de ejemplo, te facilitamos la siguiente información

Ejemplos organismo	Duración ciclo de vida (Vida media)
Protozoa	7 días
Daphnia sp.	30 días
Rata blanca	23 meses
Pez (Lebistes  sp.)	33 meses
Ser humano	75 años
Schutia buxifollia (Coronilla )	> 500 años
Pinus aristata longeva	2800 años

MOMENTOS Y ETAPAS DEL CICLO VITAL

NACIMIENTO

No es una etapa sino un momento, aunque incluido en un proceso más general.

Es el momento de aparición de una nueva identidad, individualidad, tanto real como potencial.

En organismos con reproducción sexuada coincide con la fecundación, y en este proceso a la unión de los pronúcleos ovular y espermático

DESARROLLO Y CRECIMIENTO

Ambos procesos se van sucediendo conjuntamente, aunque en determinados momentos uno de ellos puede predominar sobre el otro.

DESARROLLO

Es el proceso por el cual las células se especializan y se estructuran en un organismo complejo.

El desarrollo se inicia con una célula aislada, el cigoto. Este se divide repetidamente dando lugar a un clon de células todas con el mismo genoma pero especializadas de distintas formas, con una estructura determinada por ese genoma.

Los grupos de células gradualmente se especializan en patrones específicos de actividad génica a través de un proceso denominado determinación.

El paso final que conduce a la especialización celular es la diferenciación. Una célula diferenciada puede reconocerse por su aspecto y funciones características.

La morfogénesis, o desarrollo de la forma, implica un proceso de múltiples pasos conocido como formación de patrones, por medio del cual las células en localizaciones específicas se organizan de manera progresiva en estructuras reconocibles.

CRECIMIENTO

Algunos objetos inanimados parecerían crecer. Por ejemplo un cristal aumenta de tamaño en una solución sobresaturada de una sal. Sin embargo el crecimiento en sentido biológico es diferente. 

El crecimiento biológico es el aumento de tamaño de un organismo debido a: 

· Aumento del número de células: crecimiento por hiperplasia.

· Aumento del tamaño celular: crecimiento por hipertrofia

· Aumento de la cantidad de sustancia intercelular

En cuanto a su duración puede ser:

· Ilimitado: Cuando dura toda la vida, aunque el ritmo pueda disminuir con la edad. Es el caso de muchos miembros del reino Plantae, por ejemplo los árboles. Crecen a expensas de sus meristemos apicales y laterales que se mantienen activos durante toda su vida. En muy pocos animales existe este tipo de crecimiento. En seláceos (peces cartilaginosos), por ejemplo, el pericondrio está siempre activo por lo que el esqueleto crece indefinidamente aunque más lentamente al aumentar la edad.
● Limitado: El crecimiento se reduce a las primeras etapas de la vida, especialmente antes de alcanzar el período reproductor, cuando se llega a la etapa adulta. Es así en la mayor parte de los animales.

CRECIMIENTO

El crecimiento puede ser:

Uniforme en las distintas partes de un organismo.
Mayor en unos sectores que en otros de forma que se alteran la proporciones corporales a medida que ocurre el crecimiento.

Se puede estudiar a lo largo de la vida de los individuos mediante:

Curvas globales de crecimiento: en talla y ponderales (de
peso  corporal).
Curvas sectoriales de crecimiento

Está influido por factores:

Genéticos ejemplos: razas

Hormonales ejemplo: enanismo, gigantismo

Externos  o Ambientales como:

  Disponibilidad de luz, alimentos y/o nutrientes ej: plantas.

  Factores climáticos ejemplo: temperatura.

  Densidad de población ejemplo: disponibilidad de alimento.

  Competencia

  Factores de stress

ETAPA ADULTA

Es el período en que las especies alcanzan su forma definitiva y en general adquieren la capacidad reproductiva.

En especies con ciclos vitales cortos una vez producida la reproducción se desencadena un proceso de deterioro rápido que culmina con la muerte. En especies con ciclos largos, en cambio, la etapa reproductiva se repite en años o períodos sucesivos.

Hay casos en que se adquiere la capacidad reproductiva antes de la etapa adulta. Se llama a este fenómeno neotenia y se define como la maduración sexual en un organismo que todavía conserva caracteres larvarios o juveniles.

Este fenómeno puede observarse en Anfibios, Urodelos como Ambystoma mexicanum. La forma larvaria es el axolote, acuático y provisto de branquias externas.

Habitualmente adquiere la madurez sexual sin llegar a la forma adulta, conservando sus branquias externas.

Cuando la temperatura es elevada, el agua insuficiente y la disponibilidad de yodo es la adecuada, alcanza la forma adulta: terrestre y con branquias externas.

Experimentalmente también puede lograrse la metamorfosis suministrando hormona tiroidea.

Otras especies de Urodelos no completan nunca la metamorfosis ni aún en condiciones experimentales controladas. Es el caso de Proteus anguineus (especie que vive en grutas) y Necturus americano,

Recordemos que no existen Urodelos en nuestra fauna autóctona, aunque pueden encontrarse con frecuencia en acuarios.

ENVEJECIMIENTO

La investigación sobre el envejecimiento en los últimos años ha experimentado grandes progresos. Para explicar esta etapa final de los ciclos vitales, existen recientes concepciones que incluyen factores intrínsecos (genéticos) o ambientales.

La senescencia se refiere a mecanismos genéticos que llevan cuentas de la edad y que después de un tiempo fijo, conducen a un deterioro corporal.

El envejecimiento incluye procesos degenerativos que perturban el funcionamiento de órganos vitales provocando la muerte.

· Radicales libres y envejecimiento

Los radicales libres son moléculas inestables (perdieron un electrón) y altamente reactivas. Su misión es la de remover el electrón que les hace falta, de las moléculas que están a su alrededor para obtener su estabilidad. La molécula atacada (que ahora no tiene un electrón) se convierte entonces en un radical libre y de esta manera se inicia una reacción en cadena que dañará muchas células y puede ser indefinida si los antioxidantes no intervienen.

Los radicales libres son resultado de los procesos fisiológicos propios del organismo, como el metabolismo de los alimentos, la respiración y el ejercicio, o bien son generados por factores ambientales como la contaminación industrial, el tabaco, la radiación, los medicamentos, los aditivos químicos en alimentos procesados y los pesticidas.

No todos los radicales libres son “malos”. Las células del sistema inmune crean radicales libres para matar bacterias y virus, pero si no hay un control (ejercido por los antioxidantes), las células sanas pueden ser dañadas.

Los antioxidantes son sustancias que tienen la capacidad de inhibir la oxidación causada por los radicales libres.

Existen dos tipos de antioxidantes: los endógenos, dotados por el propio

sistema biológico, y los exógenos, tomados de la dieta

· Control del número de divisiones celulares (acortamiento de los telómeros)

Otra de las teorías sostiene que de que las claves del envejecimiento hay que buscarlas en el proceso de la división celular. Para este grupo, el reloj biológico que controla la vida de todas las células es el telómero.

Los telómeros son secuencias de ADN repetitivo que protegen los extremos de los cromosomas y no se copian completamente con cada replicación. El resultado es que los telómeros se van acortando progresivamente tras cada división celular y se va perdiendo gradualmente información genética. La longitud de éstos depende del enzima telomerasa que se encarga de reparar los errores de copia en cada replicación. Las células que expresan este enzima, como las germinales, no presentan acortamiento en sus telómeros. Pero la mayoría de las células del organismo no tienen telomerasa

El desgaste del telómero con la sucesión de ciclos celulares, impide su función protectora, con lo que el cromosoma se hace inestable, originando errores en la segregación, aparición de anomalías y diversos tipos de mutaciones. Las células que presentan estos defectos, no solo son incapaces de duplicarse, sino que dejan de ser viables activándose los procesos de apoptosis o muerte celular programada. El desgaste del telómero limita la duración del ciclo vital celular de la mayoría de los tipos de células.

· Restricción calórica y envejecimiento

La restricción calórica puede extender la duración máxima de la vida y reducir el riesgo de sufrir numerosas enfermedades relacionadas con el envejecimiento en los mamíferos.

· Glucosa y envejecimiento

La célula requiere de fuentes energéticas para sobrevivir, la principal de ellas

es la glucosa. En un proceso llamado glicosilación no enzimática las moléculas de glucosa se fijan a las proteínas; estas proteínas glicosiladas se fijan unas a otras llevando en algunos casos a daño celular. El daño es causado por unas ‘marañas proteicas” conocidas como productos finales de la glicosilación o AGEs (por sus siglas en inglés); estas AGEs son reguladas por los macrófagos que las engloban y destruyen en fragmentos para eliminarse vía renal. Cuando estas moléculas aumentan, como en el caso del envejecimiento, los daños

producidos explican la aparición de arterias mas gruesas, pérdida de función renal o defectos neurológicos. La diabetes es el mejor ejemplo del envejecimiento acelerado debido a glicosilación proteica con un aumento exagerado de proteínas glicosiladas y muchas alteraciones que se asemejan a las ocurridas durante el envejecimiento normal pero de manera más severa y rápida.

MUERTE

Último momento en el ciclo de vida. Corresponde al cese de las funciones vitales.

Esta etapa no siempre ocurre al finalizar el proceso de envejecimiento, sino que por diferentes causas puede ocurrir en distintas etapas del ciclo vital (ej. muerte súbita del deportista, muerte accidental, predación, parasitismo). Es el momento en que se logra el equilibrio termodinámico con el ambiente.

La restricción calórica (RC) es el único método que aumenta la sobrevida en roedores y atenúa el desarrollo de cambios patológicos y biológicos asociados con el envejecimiento debido a la reducción en la producción de radicales libres en la mitocondria y por lo tanto una reducción en el daño oxidativo .

La teoría de la RC propone que la reducción en la cantidad de glucosa disponible por las células y la cantidad de oxígeno requerida para que la mitocondria realice la fosforilación oxidativa produce una menor liberación de radicales libres. Además este proceso induce la producción de enzimas neutralizadoras (antioxidantes) de estos radicales.

En ratones a los cuales se les redujo la ingesta a un 40% de calorías se logró aumentar la sobrevida en un 30-40% y reducir los cambios asociados al envejecimiento, como la reducción de la masa muscular y su función. También se demostró una reducción en el daño a proteínas y lípidos mitocondriales del músculo por reducción de la producción de radicales libres. Utilizando ratas sometidas a RC se demostró una reducción del 50% en la producción de radicales libres en células hepáticas.

Los investigadores estudiaron a 25 sujetos bajo restricción calórica que habían estado consumiendo voluntariamente una dieta con muy pocas calorías durante un promedio de seis años (consumían cerca de 1.400 a 2.000 calorías por día). El rango de edad fue de 41 a 65 años. El estudio comparó su función cardiaca con la de individuos de 25 años de edad de igual género que consumían la dieta típica occidental (cerca de 2.000 a 3.000 calorías por día).

La conclusión fue que las pruebas de ultrasonidos demostraron que los corazones de las personas con restricción calórica se muestran más elásticos que aquellos con edad y género similares pero no sujetos a dicha dieta, tomados como grupo de control. Sus corazones se podían relajar entre latidos de una manera similar a los corazones de gente más joven.

v Describe el ciclo biológico del cangrejo azul. Indica cómo ocurre el proceso de calcificación, señalando los parámetros ambientales y biológicos que los regulan.

El nombre científico Callinectes se deriva del latín, Calli, hermosa y nectes nadador, la traducción literal sería “hermoso nadador”.

Habitan en costas tropicales y templadas, en aguas de bahías, lagunas costeras, esteros y desembocaduras de los ríos, a una temperatura entre los 18 y 23° C, y en las playas a profundidades entre 0,40 y 2 metros.

A diferencia de otros, el cangrejo azul no está habilitado para permanecer sumergido en el agua. Es terrestre y habita en cuevas en forma de jota de uno o dos metros de profundidad, siempre y cuando, en la parte inferior del sitio existan fuentes subterráneas de agua salada.

CICLO DE VIDA

El cangrejo azul tiene un ciclo de vida que incluye varios estados diferentes.

Las hembras suelen liberar los huevos en aguas oceánicas cerca de la costa.

De los huevos eclosionados emerge el primer estadio larvario: la zoea, se trata de una forma microscópica más parecida al camarón que a un cangrejo azul adulto. La zoea flota a merced de corrientes y mareas al tiempo que sufre metamorfosis, por lo general 7 estadios y a veces hasta un octavo y entre un estadio y otro la larva muda: se desprende de su recubrimiento externo y forma otro nuevo. En cada muda se observa un ligero aumento de tamaño y cambio de forma.

Al igual que los demás artrópodos el cangrejo posee exoesqueleto externo el cual no crece siguiendo el ritmo del cangrejo. De verse obligado a conservar de por vida el caparazón, no superaría su estadio microscópico de zoea. La muda constituye una solución al problema.

Al final del período de zoea la larva del cangrejo muda a una forma conocida como megalopa dotada de ojos pedunculados, tres pares de patas marchadoras y toscas pinza. Al cabo de dos semanas la megalopa muda al estadio de primer cangrejo. Es éste un cangrejo azul en miniatura idéntico al adulto en todos los aspectos salvo en su tamaño y madurez sexual.

Los juveniles mudarán de 18 a 20 veces más, creciendo aún más cada vez que mudan sus dermatoesqueletos. Este proceso toma entre 10 y 12 meses.

Los cangrejos adultos se encuentran en la mayoría de los lugares donde están los juveniles, enterrados en el fango o en la arena de aguas superficiales.

El ciclo de la muda se desencadena hormonalmente. El organismo secreta de forma constitutiva en el órgano X (situado en los pedúnculos oculares) la hormona inhibidora de la muda (HIM), que como su nombre indica, evita la muda del animal inhibiendo la producción de ecdisona en el órgano Y (situado en los segmentos de la cabeza). Ante un estímulo específico, interno o externo la actividad del órgano X se inhibe, descendiendo la concentración plasmática de HIM. Al inhibir el órgano X, el órgano Y comienza la secreción de ecdisona, precursora de la hormona de la muda (HM) que desencadena el proceso de muda. Durante el ciclo, el animal crea un nuevo exoesqueleto sobre la epidermis y bajo el exoesqueleto antiguo, de modo que una vez que el nuevo exoesqueleto está desarrollado (aunque no por completo) se deshará del exoesqueleto viejo. Al desprenderse del exoesqueleto antiguo, el animal posee un nuevo exoesqueleto fino y no calcificado cuyo volumen puede alterar. Lo que el animal hace en ese momento es captar agua para aumentar el volumen de ese nuevo exoesqueleto, y a posteriori eliminará el agua a la vez que forma nuevos tejidos que ocupan ese espacio, permitiendo crecer al animal. A lo largo de este proceso, se fijan sales de calcio en la matriz orgánica endureciendo su cutícula hasta conseguir un exoesqueleto calcificado de mayor tamaño que el original.

El ciclo continuo de muda tiene un final para cada cangrejo. Para la hembra, la muda final señala el inicio de la disposición para la reproducción. La hembra puede aparearse únicamente después de la muda final que se denomina muda nupcial. La cópula solo puede tener lugar inmediatamente después de la muda, mientras el caparazón de la hembra es todavía bastante blando.

La hembra alerta al macho probablemente por feromonas.

Tras el encuentro de la pareja el macho transporta la hembra bajo él ceñida mediante alguna de sus patas marchadoras (dobles). Después de aparearse permanecen unidos hasta que el caparazón de la hembra se endurece.

La historia natural del cangrejo azul comprende dos ciclos superpuestos: el ciclo largo de crecimiento y la reproducción que se extiende desde la zoea hasta los dobles y el ciclo de muda más breve que se repite muchas veces en la vida de cada cangrejo.