Contenido - Catálogo en línea Biblioteca Fundadoresodin.ces.edu.co/Contenidos_Web/41018863.pdf ·...
Transcript of Contenido - Catálogo en línea Biblioteca Fundadoresodin.ces.edu.co/Contenidos_Web/41018863.pdf ·...
Contenido
Prefacio xv
CAPíTULO IINTRODUCCIÓN 1
MORFOLOGÍA COMPARADA DE LOS VERTEBRADOS
Tipos de estudiantes 2El diseño de los vertebrados. forma y función 3Un diseño perfecto 3
ANTECEDENTES HISTÓRICOS. LA EVOLUCIÓN 3
Elproceso que subyace al cambio 4Linneo 4Naturalistas 5J-B. de Lamarck 5
Caracteresadquiridos 6Hacialaperfección 6
Selección natural 7A. R. Wallace 7Charles Darwin 8Críticas y controversia 9
ANTECEDENTESHISTÓRICOS.MORFOLOGÍA 9
Georges Cuvier 10Richard Owen 10
¿POR QUÉ NO EXISTEN ELEFANTES VOLADORES? 13
CONCEPTOS MORFOLÓGICOS 14Semejanzas 14Simetría 14Segmentación 16
MORFOLOGÍAEVOLUTIVA 17
Función y papel biológico 18Preadaptación 18La evolución como remodelación 20
FILOGENIA 20
Sobre arbustos y tallos de judías 20Simplificación 21Patrones de filogenia 22Grados y dados 22
1
PALEONTOLOGÍA27
Fosilizacióny fósiles 27Recuperación y restauración 30Del animal al fósil 33Datación de los fósiles 35
Estratigrafía 35Fósilesindicadores35Dataciónradiométrica 35Épocasgeológicas35
HERRAMIENTASDELOFICIO 39El interrogante 39La función 40El papel biológico 43
RESUMEN 45
CAPíTULO 2.
ORIGEN DE LOS CORDADOS 47
FILOGENIA DE LOS CORDADOS 47
CARACTERÍSTICAS DE LOS CORDADOS 49Notocorda 49Hendiduras faríngeas 51Endostilo o glándula tiroides 52Cordón nervioso tubular y dorsal 52Cola postanal 52Esquema corporal de los cordados 52
PROTOCORDADOS53
Hemicordados 54Enteropneustos:«gusanosbellota» 55Pterobranquios 57Afinidadesfilogenéticasde loshemicordados 58
Urocordados 58
Ascidiáceos: «jeringasde mar» 60
Larváceos (apendicularios) 61Taliáceos 64
Cefalocordados 65
Resumen de los protocordados 70
vii
ORÍGENES DELOS CORDADOS 71
Los cefalocordados a partir de anélidos y artrópodos 71Los cefalocordados a partir de los equinodermos 72
Las pruebas 72Aparición de las características de los cardados 73Ventajas selectivas 73
De la larva de equinodermo al «renacuajo» cardado 74Las críticas 75
Filogenia, pedomorfosis y orígenes 75
RESUMEN 77
CAPíTULO 3
HISTORIA DE LOS VERTEBRADOS 80INTRODUCCIÓN 80
Innovaciones 81Columna vertebral 81Cabeza 82
Origen de los vertebrados 82Etapa 1: Prevertebrado 82Etapa2: Agnato 83Etapa3: Gnatostomado 83
Los controvertidos cakicordados 84Clasificación de los vertebrados 84
AGNATOS 84
Agnatos actuales 86Mixinoideos 86Petromizóntic/os 86
Primeros fósilesde vertebrados 86Conoc/ontos 87Ostracodermos 89
PterasPic/omorfos89Otros ostracodermos 89
Resumen de la evolución de los agnatos 91
GNATOSTOMADOS92Placodermos 93Condrictios 93
Elasmobranquios:tiburonesy rayas 95Holocéfalos:quimeras 95
TELEÓSTOMOS 96Acantodios 96Osteíctios 96
Actinopterigios 98Sarcopterigios 99
Resumen filogenético de los peces 101
TETRÁPODOS 101
Tetrápodos primitivos 102Labirintoc/ontos 102Lepospóndilos 104
Lisanfibios: anfibios modernos 105Urodelos(caudados) 105Salientios(anuros) 106Gimnofiones(áPoc/os) 106
AMNIOTAS 106
Amniotas basales 108Saurópsidos 108
Mesosaurios 108Reptiles 108
Sinápsidos 116Pelicosaurios 117TeráPsic/os 117Mamíferos 120
CAPíTULO 4
EL DISEÑO BIOLÓGICO 125
INTRODUCCIÓN:TAMAÑOYFORMA 125
TAMAÑO 128
Relaciones entre longitud, superficie y volumen 128Superficie 130Volumen y masa 130
FORMA 131
Alometría 131Mallas de transformación 132
SOBRE LAS CONSECUENCIAS DE TENER EL TAMAÑO
ADECUADO 134
BIOMECÁNICA 134
Principios fundamentales 135Magnitudesbásicas:longitud,tiempo,fuerzay masa 135Unidades 136
Magnitudesderivadas:velocidady aceleración 136Sistemasdereferencia 137Centro de masas 137Vectores 137
Leyesmecánicas básicas 138Cuerpos y fuerzaslibres 138Momentos y palancas 139TIerra y fluidos 141
La vidaen tierra:gravedad 141La vidaen losfluic/os 142
Máquinas 144Resistencia de materiales 145
Peso 146
Diseñobiológicoy fallosbiológicos 146Respuesta tisular al estrés mecánico 147
Respuestadelhueso 148
BIOFÍSICAy OTROSPROCESOSFÍSICOS 152Difusión e intercambio 152
Presionesy presionesparciales 152Intercambio contracorriente, concurrente y de corrientes
cruzadas 153Óptica 153
Percepciónde laprofundidad 155Acomodación 155
viii Contenido
RESUMEN 156
CAPíTULO S
CICLO VITAL 158
INTRODUCCiÓN 158
EMBRIOLOGÍATEMPRANA 159Fecundación 159Segmentación 161
Anfioxos 161Peces 161
Anfibios 162Reptilesy aves 162Mamíferos 163Resumende la segmentación 163
Gastrulación y neurulación 164Anfioxo 166Peces 166
Anfibios 167Reptilesy aves 168Mamíferos 169
ORGANOGÉNESIS 171
Histogénesis 173Epitelio 174
Epitelioslimitantesy de revestimiento 174Epitelioglandular 176
Tejidos conjuntivos 177Tejidoconjuntivogeneral 177Tejidoconjuntivoespecial 177
Desarrollo del hueso y crecimiento 179Desarrollodelhuesoendocondral 179Desarrollodelhuesointramembranoso 180Histologíacomparadadelhueso 181Remodeladoy reparacióndelhueso 181Articulaciones 183
Crestas neurales y placodas ectodérmicas
MEMBRANASEXTRAEMBRIONARIAS 186Reptiles y aves 187Mamíferos 187
Placentade loseuterios 187Otrasplacentas 189
RESUMEN DELDESARROLLOEMBRIONARIO
TEMPRANO 189
DESARROLLO DEL CELOMA y SUS COMPARTIMIENTOS 190
184
MADURACiÓN 193
Metamorfosis 193Heterocronía 194
Peramorfosis 195Pedomorfosis 195
ONTOGENIAYFILOGENIA 197
Ley biogenética 197Ley de von Baer 197Resumen de las leyesbiogenéticas 198
Genes Hox y sus reinos 199Del huevoal adulto 200
Dandoforma: posicionesy partes 200Significadoevolutivo 201
Epigenómica 201Inducción 201
Filogenia 202
RESUMEN 205
CAPíTULO es
TEGUMENTO 209
ORIGENEMBRIONARIO210
CARACTÉRES PRINCIPALES DEL TEGUMENTO
Dermis 210Epidermis 212
FILOGENIA 213
Tegumento de los peces 213Pecesprimitivos 214Condrictios 214Pecesóseos 214
Tegumento de los tetrápodos 216Anfibios 216Reptiles 217Aves 218Mamíferos 221
ESPECIALIZACIONES DEL TEGUMENTO 225Uñas, garras y cascos 225Cuernos y cuernas o astas 226Barbas de ballena 227Escamas 228Armadura dérmica 228Moco 228Color 229
RESUMEN 230
210
CAPíTULO 7
SISTEMA ESQUELÉTICO:EL CRÁNEO 234
INTRODUCCiÓN 235
CONDROCRÁNEO 235
Embriología 235
ESPLACNOCRÁNEO238
Embriología 238Origen de las mandíbulas 239Tipos de fijación mandibular 240
DERMATOCRÁNEO242
Partes del dermatocráneo 242Series de huesos dérmicos 242
Contenido ix
RESUMEN DE LA MORFOLOGÍA DEL CRÁNEO 243Caja craneana 243Mandíbulas 246Aparato hioideo 246
CINESISCRANEAL 246
FILOGENIACRANEAL 247
Agnatos 247Ostracodermos 247Cic!óstomos 248
Gnatostomados 249Peces 249
TetráPodosprimitivos 256Amniotas primitivos 258Reptilesmodernos 260Aves 265
Sinápsidos 267
RESUMEN DELA FUNCIÓN Y DISEÑO
DEL CRÁNEO 275
Captura de presas 277Alimentación en el agua 277Alimentación en el aire 280
Deglución 280
RESUMEN 280
Cresta neural craneal 280
Aparición de los mamíferos 281Modificaciones evolutivas de las formas inmaduras:
acinesis en los mamíferos 282
Cráneo compuesto 285
CAPíTULO 8
SISTEMA ESQUELÉTICO:EL ESQUELETO AXIAL 289INTRODUCCIÓN 289
COMPONENTESBÁSICOS 290
Vértebras 290
Regiones de la columna vertebral 290Centros 290
Costillas 292
Esternón 294Gastralia 294
DESARROLLO EMBRIONARIO 296Peces 296
Tetrápodos 297
FILOGENIA 298
Peces 298Agnatos 298Gnatostomados 298
Tetrápodos 303TetráPodosprimitivos 303Amniotas 308
FORMAy FUNCIÓN 311Medio acuático 311Medio terrestre 312Diseño de las vértebras 313
Direcciónde la esPinaneural 313Altura de la esPinaneural 314
Regionalizaciónde la columnavertebral 315RESUMEN 318
CAPíTULO 9
SISTEMA ESQUELÉTICO: EL
ESQUELETO APENDICULAR 320
INTRODUCCIÓN 320
COMPONENTESBÁSICOS 321Aletas 321Patas 321
ORIGEN DE LAS ALETAS PARES 322Teoría del arco branquial 322Teoría del pliegue-aleta 323Desarrollo embrionario de las extremidades
de los tetrápodos 324
FILOGENIA 325
Peces 325
Agnatos 325Placodermos 326Condrictios 326Acantodios 328Peces óseos 328
Tetrápodos 330Cintura pectoral 330Cintura pelviana 333
Manos y pies 333
EVOLUCIÓN DEL SISTEMA APENDICULAR 336
Origen doble de la cintura pectoral 336Ventajas adaptativas de las aletas lobuladas 337En tierra 341
FORMA y FUNCIÓN 342Natación 342Locomoción terrestre 342
Andares primitivos 342Modos de locomoción primitivos 343Locomoción a la carrera (cursora) 347Locomoción aérea 350
Origen del vuelo de las aves 360Locomoción fosora 360
RESUMEN 362
x Contenido
CAPíTULO I O
EL SISTEMA MUSCULAR
INTRODUCCIÓN 365
365
ORGANIZACIÓNDELOSMÚSCULOS 366Clasificación de los músculos 366
Músculoesquelético 367Músculocardíaco 368Músculo liso 368
Estructura del músculo esquelético 368Tendones 370Basesde la contracción muscular 370
Músculoactivoy en reposo 370Mecanismomolecularde lacontracción 370
FUNCIÓNMUSCULAR 371
Fibrasmusculares 371Curvas de tensión-longitudde una fibra
muscular 371ProPiedadesde lasfibrasmusculares 371
Músculosy fibras 373Generacióndefuerzas en un músculocompleto
Curvas de tensión-longitud para un músculoFuerzagraduada 376Superficie de la sección transversal 376Orientación de las fibras 377Velocidadde acortamiento 377Distancia de acortamiento 378Sistema de palanca músculo-hueso 378Secuencia de las acciones musculares 380Resumen de los mecanismos musculares 381Acciones musculares 381Homologías musculares 383
ORIGEN EMBRIONARIODE LOS MÚSCULOS 384
Musculatura poscraneal 384Musculatura apendicular 384Musculatura axial 385
Musculatura craneal 386
Musculatura faríngea y mandibular 386Músculos extrínsecos del ojo 386
ANATOMÍA COMPARADA 387
Musculatura poscraneal 387Musculatura axial 387
Musculatura apendicular 390Musculatura craneal 396
Musculatura branquiomérica 396Musculatura hiPobranquial 400
RESUMEN 401
373374
CAPíTULO I I
EL SISTEMA RESPIRATORIO 406
INTRODUCCIÓN 406
ÓRGANOS RESPIRATORIOS 409Branquias 409Pulmones 409Vejigasgaseosas 409Órganos respiratorios cutáneos 410Órganos respiratorios accesorios 410Respiración embrionaria 411
MECANISMOSDEVENTILACIÓN 414Cilios 414Mecanismos musculares 414
Ventilaciónen el agua:bombadoble 414Ventilaciónen el aire:bombabucalpulsátil 415Ventilaciónen el aire:bombade aspiración 416
FILOGENIA 417
Agnatos 417Elasmobranquios 419Peces óseos 420
Resumen de la respiración en los peces 420Branquias 420Pulmonesy vejigasgaseosas 421
Anfibios 423Larvasde losanfibios 423Anfibiosadultos 425
Reptiles 426Mamíferos 427
Ventilación 428Intercambiogaseoso 429
Aves 430
FORMAy FUNCIÓN 432
Formas de transferencia gaseosa 432Ritmos de transferencia gaseosa 433Respiración en el agua 437Respiración en el aire 437
EVOLUCIÓNDELOSÓRGANOSRESPIRATORIOS437
Regulación ácido-base 437Ventilación 438
Bombasciliares 438Bombasmusculares 439
Transición del agua a la tierra 439Órganosde ventilaciónaérea 439Ventajasdeldesplazamientohaciatierrafirme 439Mecanismosde ventilaciónaérea 440
Pulmones y sacos aéreos de las aves 441
RESUMEN 442
Contenido xi
CAPíTULO I 2
EL SISTEMA CIRCULATORIO 445INTRODUCCIÓN 445
SISTEMACARDIOVASCULAR446Sangre 446Arterias, venas y capilares 446
Arterias 447Hemodinámicade la circulación 447Venas 448Microcirculación 448
Circulación simple y doble 449Desarrollo embrionario del sistema
cardiovascular 450Filogenia del sistema cardiovascular 451
Vasosarteriales 455Vasosvenosos 460
Corazones 467Estructurabásicadelcorazónen losvertebrados 467Peces 469Anfibios 472Reptiles 474Aves y mamíferos 481
Sistema cardiovascular: correspondencia entre laestructura y los requerimientos ambientales 481
Órganosaccesoriosde respiraciónaérea 484Buceoen lasaves y en losmamíferos 484Flujocardíaco 484Ontogeniade la función cardiovascular 485Circulaciónfetal en losmamíferosplacentarios 485Cambiosen el nacimiento 485Transferenciade calor 487
SISTEMALINFÁTICO 489Vasos linfáticos 489Tejido linfático 491Forma y función 491
RESUMEN 492
CAPíTULO I 3
EL SISTEMA DIGESTIVO 496
INTRODUCCIÓN 496
Consideraciones previas 497
COMPONENTES DELSISTEMADIGESTIVO 497Cavidad bucal 497
Límites 497Paladar 498Dientes 499Lengua 509
Faringe 510
Tubo digestivo 513Esófago 515Estómago 515Intestino 516Cloaca 518Especializacionesdel tubodigestivo 518Vascularizacióndel tubodigestivo 520Peces 520
TetráPodos 521Glándulas anejas al tubo digestivo 524
Glándulasbucales 524Hígado 526Páncreas 527
FUNCIÓN y EVOLUCIÓN DEL SISTEMA DIGESTIVO 528Absorción 528Heces 528Degradación mecánica del alimento 529
Masticación 529
Mollejas 529Degradación química del alimento 529
Fermentacióngástrica 530Fermentaciónintestinal 533
Fermentadores gástricos frente a fermentadoresintestinales 533
Tamañoy fermentación 535Digestión de toxinas 535
RESUMEN 535
CAPíTULO I 4EL SISTEMA UROGENITAL 538
INTRODUCCIÓN 538
SISTEMAURINARIO 538Estructura del riñón de los mamíferos 538Desarrollo embrionario 540
De losnefrotomosa lostúbulosrenales 540Teoríatripartitade organizacióndelriñón 541
Filogenia del riñón 544Peces 544TetráPodos 545
Estructura y función del riñón 546Excreción: eliminación de los productos del metabolismo
del nitrógeno 546
Osmorregulación: regulación de los equilibrios hídrico ysalino 548
Evolución 555
Preadaptación 555Origende losvertebrados 555
SISTEMAREPRODUCTOR556
Estructura del sistema reproductorde los mamíferos 556
xii Contenido
Desarrollo embrionario 556Gónadasy gametos 556Conductosgenitales 558Resumen 558
Aparato reproductor femenino 560Ovarios 560
Conductosgenitales 560Oviductos 562Útero 563
Aparato reproductor masculino 565Testículos 565
Conductosgenitales 565Órganoscopu/adores 568
Cloaca 572Vejigaurinaria 577Función y evolución 578Potencia sexual y fertilidad 578Fecundación externa e interna 579Retraso de la gestación 581
RESUMEN 583
Metamorfosis de los anuros 612Fundamentos del control hormonal 613
Conexión funcional y estructural 613Respuestadelostejidosdiana 614
El sistema endocrino y el ambiente 614
EVOLUCIÓN 615
RESUMEN 616
CAPíTULO I 6
EL SISTEMA NERVIOSO 618
INTRODUCCIÓN 618
Tipos de células del sistema nervioso 618Neuroglía 618Neuronas 619
Transmisión de la información 619Células neurosecretoras 621
CAPíTULO I S
EL SISTEMA ENDOCRINO 585
SISTEMANERVIOSOPERIFÉRICO621
Nervios espinales 622Nervios craneales 623Evolución 630Funciones del sistema nervioso periférico 632
ReflejosesPinales632El sistemanerviosoautónomo 633
ESTUDIODELOSÓRGANOSENDOCRINOS 585Glándula tiroides 585
Estructuray filogenia 585Función 587
Cuerpos ultimobranquiales y glándulasparatiroides 589
Cuerposultimobranquiales 589Glándulasparatiroides 590Formay función 591
Glándula adrenal 591Estructuray filogenia 591Función 594
Islotes del páncreas 595Estructuray filogenia 595Función 595
Hipófisis 597Estructura 597Filogenia 597Función 600
Gónadas 603Epífisis 603Órganos endocrinos secundarios 603
Tubodigestivo 604Riñones 604
COORDINACIÓNENDOCRINA 605
Reproducción de los mamíferos 605Macho 605Hembra 606
SISTEMA NERVIOSO CENTRAL 638
Embriología 639Médula espinal 639
ReflejosesPinales 642TractosesPinales 642
Encéfalo 643Filogenia 643Formay función 644
Asociaciones funcionales de las partes del sistemanervioso central 658
RESUMEN 660
CAPíTULO I 7
ÓRGANOS DE LOS SENTIDOS 663
INTRODUCCIÓN 663
PARTES DE UN ÓRGANO SENSORIAL 664
664ÓRGANOS SENSORIALES GENERALES
Receptores sensoriales libres 664Receptores sensoriales encapsulados 665Receptores sensoriales asociados 665
ProPiocepción 665
Contenido xiii
Mecanismos de percepción de los estímulos procedentesde los órganos sensoriales generales 666
ÓRGANOS SENSORIALESESPECIALES 666Quimiorreceptores 666
Conductosnasa/es 667Área vomeronasal 669Boca 670
Receptores de radiación 671Fotorreceptores 673Receptoresde infrarrojos 684
Mecanorreceptores 684Sistemade la línealateral 685
Aparato vestibular 686Sistemaauditivo 688Funcionesdeloído 689
Electrorreceptores 698Estructuray filogenia 698Formay función 699
Otros órganos sensoriales especiales 701
RESUMEN 701
CAPíTULO I 8
CONCLUSIONES 706
INTRODUCCIÓN 706
ANÁLISISESTRUCTURAL 709
ANÁLISISFUNCIONAL 710
¿Cómo funciona? 710
Acoplamiento funcional, compromiso funcional 711Funciones múltiples 712Rendimiento 713
ANÁLISISECOLÓGICO 714
ANÁLISISEVOLUTIVO 714Limitaciones históricas 714Primitivo y avanzado 714Diversidad de tipos/unidad de modelo 715Evolución en mosaico 717Morfología y módulos 717
MODOy TEMPODELAEVOLUCIÓN 719Remodelación 720Cambios embionarios 721Genes Hox 721
Significado evolutivo 722
EL FUTURO DELA MORFOLOGÍA
DE LOS VERTEBRADOS 722
ApÉNDICEA 725ApÉNDICEB 727ApÉNDICEC 730ApÉNDICEO 734GLOSARIO 738CRÉDITOS 752ÍNDICE ANALÍTICO 757
xiv Contenido