La evolucion del sistema muscular y esqueletico

Evolucin del sistema muscular y esqueltico

Biologa Colegio Mara Mercedes Carranza I.E.D.

Profesor Jos Nicolas Daz Velsquez

Introduccin:

La evolucin es un proceso biolgico en el cual las caractersticas de los organismos cambian a lo largo de las generaciones. Por dicho motivo podemos asentir que las Bacterias, Plantas, Insectos, Pjaros, Mamferos tienen un antecesor comn.

A lo cual podramos aadir que relativamente cerca en la escala evolutiva tenemos un antecesor comn para humanos y reptiles.

Dicha evolucin a lo largo de las generaciones se ha ido grabando en la estructura de los genes. Pudindose producir una mutacin espontanea o cambios progresivos a lo largo del tiempo dependiendo mucho de qu clase de organismo tratemos.

Para producirse esta evolucin tubo que producirse una serie de factores tales como la variacin en poblaciones, la seleccin natural en dichas poblaciones, una seleccin direccional en un aspecto de la evolucin concreto, adems esta evolucin necesita una estabilidad de la seleccin dado que si es momentneo y se vuelve al estado inicial se pierde las caractersticas adquiridas. Adems se basara a su vez en una ruptura de la seleccin anterior con nuevas caractersticas y especializacin distintas. Y por ltimo una seleccin sexual entre los nuevos individuos y los anteriores.

As pues el estudio de la evolucin se basa en los fsiles si queremos conocer como era en el pasado los animales respecto a los actuales y el estudio de los seres vivos actuales con sus propias caractersticas y su comparacin de funciones y diferencias.

Respecto a los seres vivos actuales dicho estudio se basa en la distribucin animal por regiones y las relaciones entre especies que se producen. La comparacin de la anatoma de las diversas especies y as como su distribucin. As pues habr ssimilitudes anatmicas tal como en el esqueleto humano que tiene una reliquia de un mamfero ancestral, otro vestigio ancestral es el apndice a tubo estrecho en el largo intestino, el mucho herbvoros es apndice funciona como rgano que ayuda a la digestin de las plantas y dada la alimentacin humana este se ha reducido de tamao. Y por ltimo las similitudes moleculares.La evolucin del sistema muscular y esqueltico.

Partiendo de las primeras clulas procariotas que dieron lugar a las eucariotas y posteriormente se dividieron en reinos que dieron lugar a las plantas, insectos y animales nos encontramos que las clulas antes de formar estos sistemas pluricelulares; ya aun cuando eran unicelulares ya se especializaban segn su funcin.

As pues las clulas vegetales no mostraban cilios o flagelos de los cuales se ayudasen para su desplazamiento, o tenan estructuras internas que les diesen consistencia, pero formaban paredes solidas a su alrededor para protegerse del medio y a su vez dar un apoyo estructural a la planta.

Para poder constatar la posterior evolucin de dichos sistemas nos basaremos en tres pruebas cientficas las cuales son:Pruebas paleontolgicas, tal como el proceso de formacin de las patas de los caballos de un solo dedo a partir de la de una extremidad pentadctila. Tras un desarrollo progresivo de dedo central y reduccin progresiva de los dems.

Tambin podramos constatar los procesos de atrofia de los huesos del pie y la soldadura de huesos del mamfero. Por la existencia de huesos que han perdido su utilidad o que se han ido atrofiando.

Pruebas biolgicas, diferenciando entre rganos anlogos que realizan la misma funcin aunque su anatoma sea distinta (Como las alas de un insecto y las de una ave), y rganos homlogos con una funcin fisiolgica distinta y de constitucin semejante (Como las alas de un murcilago, las aletas de una ballena y las patas de un perro).

Los cuales han evolucionado de una manera similar para cumplir una funcin y se diversifican al tener que realizar diferentes funciones.

Pruebas embriolgicas, tal como el desarrollo embrionario de los vertebrados.

Aun teniendo una unidad bioqumica similar los seres vivos se diferencian en la constitucin de la materia y su metabolismo. Ms aun, encontramos aparatos internos que en una poca tuvieron una utilidad y ahora se ha perdido como la existencia del apndice.

El sistema esqueltico.

El sistema esqueltico est formado por una serie de piezas que dan sujecin y forma fija. Aun as hay animales que carecen de l los cuales son blandos y se reforman con facilidad (gusanos, medusas, amebas, caracoles) aunque puedan tener caparazones y conchas que dan rigidez.

Para comprender su importancia dividiremos el sistema en diversas reas:

Tejido cartilaginoso u sea. Propio de los Tenidos y los Cefalocordados.

Siendo el notocordio el que dar lugar a la columna vertebral. La columna vertebral a su vez evoluciona y se diferencia en distintas regiones.

En los anfibios se forma una regin cervical, que forma el cuello y otra sacra que ayuda a sostener las extremidades posteriores.

En los reptiles, aves y mamferos se forma un autntico cuello.

En los reptiles las primeras vertebras sirven para dar movimiento y rotacin a la cabeza.

En los peces existe un esqueleto visceral, formado por siete pares de arcos que sustentan las branquias y el corazn.

En los vertebrados los huesos mandibulares forman parte del esqueleto del crneo, mientras que los arcos branquiales son las costillas que forman la caja torcica y se unen por detrs a las vrtebras dorsales y por delante del esternn.

El esqueleto de las extremidades sufre tambin una evolucin, en los peces est formado solo por una serie de varillas que constituyen las aletas.

En los mamferos se forma el omoplato, adems se sueldan los huesos de la pelvis.

El esqueleto de las extremidades sufre evolucin de acuerdo a su forma de locomocin.

Unos forman aletas y otras alas. En los animales saltadores se alargan los huesos de las extremidades posteriores como los conejos, canguros y ranas. En los corredores se les atrofian los dedos, por lo que para alargar las patas caminan sobre la punta de ellos, que se recubren por gruesas pezuas.

El hueso es un tipo especial de tejido conjuntivo que es rgido y acta de soporte de los tejidos blandos del organismo. Constituye el componente principal de casi todas las estructuras esquelticas de los vertebrados adultos, que protegen los rganos vitales, permiten la locomocin y desempean un papel vital en la homeostasis (equilibrio) del calcio en el organismo. Hay una forma cortical y otra trabecular, llamadas respectivamente como hueso compacto y esponjoso (esqueleto). Se distingue de otro tipo de tejido conjuntivo duro que recibe el nombre de cartlago.

Esqueleto:

Los vertebrados poseen un grupo de estructuras ms o menos rgidas, constituidas por cartlago o por hueso, o por una combinacin de estos dos tipos de tejido conectivo. La ms primitiva de estas estructuras es el notocordio, que es una espina dorsal de tejido cartilaginoso que poseen los peces. Los animales ms desarrollados, desde el punto de vista evolutivo, poseen un esqueleto axial, formado por el crneo, la columna vertebral y las costillas; y un esqueleto apendicular formado por las cinturas plvica y pectoral, y por los apndices.Al principio, el esqueleto que se forma en el embrin de los animales superiores es cartilaginoso; el calcio y el tejido seo se van depositando a medida que el organismo alcanza la madurez. En los seres humanos, el proceso de endurecimiento del hueso, denominado osificacin, se completa en torno a los 25 aos de edad. El ltimo hueso que se osifica es el esternn.

El nmero total de huesos que posee un determinado animal vara con su edad porque muchos huesos se fusionan entre s durante el proceso de osificacin. El nmero promedio de estructuras esquelticas diferentes en una persona joven es de 200, sin incluir los seis huesillos de los odos. El esqueleto humano est sujeto a diferentes alteraciones patolgicas, las ms importantes de todas son las fracturas, el raquitismo, enfermedad deficitaria, y la osteoporosis.Funciones de los huesos:

- El esqueleto es el principal determinante de la forma general del cuerpo; es complementado, en este sentido, por las masas musculares y el tejido adiposo.

- Los huesos junto con los msculos realizan la proteccin de rganos, vasos sanguneos y nervios.

- En el ser humano el elemento sostn constituye una necesidad biolgica, y est dado por el esqueleto y los msculos principalmente.

- Si elementos qumicos ingresan, por accidente al organismo, los huesos los retienen evitando su posible accin perjudicial sobre el resto del organismo; es su funcin antitxica.

- El esqueleto representa un gran depsito de Calcio y Fsforo, permitiendo la homeostasis del ion calcio y tambin del ion fsforo. Es su funcin metablica.

- Una de las funciones de los huesos es el movimiento, ya sea de locomocin, masticacin, prensin o postura.

- La funcin hemocitopoytica est dada por la mdula sea que es la responsable de la formacin de las clulas de la sangre:

Glbulos rojos (eritrocitos) transportan O2 y CO2

Glbulos blancos (leucocitos) se encargan de la defensa

Plaquetas (trombocitos) se encargan de la coagulacinSistema muscular.

Sistema muscular, todos los animales poseen unos rganos de tejidos contrctil, encargados del movimiento.

Las clulas que forman el tejido muscular se agrupan en haces distribuidos por el cuerpo de los animales de maneras diversas.

Los animales idioblsticos tienen los haces dispersos bajo el tegumento, a modo de red, contraen de este modo la entrada y salida del agua atreves del blastoporo, o por los poros y el osculo en las esponjas.

Las medusas utilizan la salida de agua para desplazarse a reaccin.

Los animales triblasticos acelomados (Platelmintos, Nematodos, Nemertinos y Rotferos) y en los moluscos, los haces musculares forman una capa continua unida al tegumento, que forma un saco musculo-cutneo. Se mueven por la contraccin de este saco, que deforma el cuerpo en diversas direcciones.

Los cefalpodos utilizan esta contraccin del saco muscular para expulsar agua del cuerpo y como las medusas desplazarse por la fuerza de la reaccin.

Los animales triblasticos celomados metamericos (Anlidos, Artrpodos y Vertebrados) tienen los haces musculares formando unos rganos que se repiten por cada metmero, son msculos segmentarios.

En los artrpodos y vertebrados tienen una forma definida y son independientes unos de otros.

Los Anlidos poseen adems de msculos segmentarios sacos musculares. Los Anlidos se mueven por contracciones y retracciones sucesivas del cuerpo.

Los Artrpodos poseen msculos insertos por medio de tendones en la parte interna de las piezas del caparazn externo de quitina. Contrayndolos permite que el animal se mueva, pues el caparazn est debidamente articulado.

Igualmente ocurre con las patas, que realizan los movimientos de traslacin.

En los vertebrados tambin se insertan por tendones los msculos a los huesos del esqueleto.

Con su contraccin levantan las piezas esquelticas, permitiendo a las diversas partes del cuerpo moverse. Mediante un juego de msculos antagnicos se consiguen movimientos opuestos sobre una misma articulacin.

Cuando uno de ellos se contrae, el otro se relaja. Estos msculos son particularmente importantes en las extremidades que realizan un movimiento activo.

En los peces la musculatura es muy potente y est distribuida en pares de msculos, los miotomos, por todo el lomo y cola, dejando poco espacio a la cavidad celomica.

En las aves tiene gran desarrollo los msculos pectorales para mover las alas.

Los equinodermos presentan un aparato locomotor especial, son los pies ambulacrales, que actan a modo de ventosas, impulsadas por el agua de mar. Bajo el tegumento poseen sacos musculares que, insertos en la parte interna de las placas calizas del caparazn, le permite cierto movimiento.

Los pedicelarios y las pas de los erizos poseen un musculo en su base que los mueve.

Los protozoos poseen rganos especiales del movimiento, flagelos, cilios, o pueden deformar su cuerpo emitiendo pseudopodos.

Musculo es un tejido u rgano del cuerpo animal caracterizado por su capacidad para contraerse, por lo general en respuesta a un estmulo nervioso.

Durante las contracciones musculares, hileras de filamentos interdigitadas se deslizan una sobre otra por medio de puentes cruzados que actan como ruedas. La energa que requiere este movimiento procede de mitocondrias densas que rodean las miofibrillas, que son la unidad bsica de todo msculo. El tejido u rganos carnoso y blando que representan la parte activa del aparato locomotor. Estn constituidos por la fibra muscular. Gracias a ellos se verifican los distintos movimientos del cuerpo y se mantienen unidas las piezas seas que constituyen el esqueleto del cuerpo animal caracterizado por su capacidad para contraerse, por lo general en respuesta a un estmulo nervioso. La unidad bsica de todo msculo es la miofibrilla, estructura filiforme muy pequea formada por protenas complejas. Cada clula muscular o fibra contiene varias miofibrillas, compuestas de miofilamentos de dos tipos, gruesos y delgados, que una disposicin regular. Cada miofilamento grueso contiene varios cientos de molculas de la protena miosina. Los filamentos delgados contienen dos cadenas de la protena actina. Las miofibrillas estn formadas de hileras que alternan miofilamentos gruesos y delgados con sus extremos traslapados. Durante las contracciones musculares, estas hileras de filamentos interdigitadas se deslizan una sobre otra por medio de puentes cruzados que actan como ruedas. La energa que requiere este movimiento procede de mitocondrias densas que rodean las miofibrillas.

Tipos de tejido muscular:

Msculo liso:

El msculo visceral o involuntario est compuesto de clulas con forma de huso con un ncleo central, que carecen de estras transversales aunque muestran dbiles estras longitudinales. El estmulo para la contraccin de los msculos lisos est mediado por el sistema nervioso vegetativo. El msculo liso se localiza en la piel, rganos internos, aparato reproductor, grandes vasos sanguneos y aparato excretor.Las clulas del msculo liso tienen forma de huso y son mononucleadas. La contraccin del msculo liso es bastante prolongada y menos rpida que la del msculo estriado esqueltico. Las fibras del msculo liso se disponen en forma de lminas preparadas en dos capas, una externa longitudinal y otra interna circular, que se pueden contraer alternativamente. Esta capacidad de contraccin alternativa provoca variaciones en el dimetro de los vasos sanguneos y regula el paso de fluidos, ya que los vasos se constrien cuando las fibras del msculo se contraen; de esta manera se regulan la presin y la velocidad de flujo.

En otros casos, como ocurre en algunas partes del tracto digestivo, esta contraccin alterna se utiliza para impulsar materiales poco fluidos, con el alimento.Tejido muscular esqueltico o estriado:

Este tipo de msculo est compuesto por fibras largas rodeadas de una membrana celular, el sarcolema. Las fibras son clulas fusiformes alargadas que contienen muchos ncleos y en las que se observa con claridad estras longitudinales y transversales. Los msculos esquelticos estn inervados a partir del sistema nervioso central, y debido a que ste se halla en parte bajo control consciente, se llaman msculos voluntarios. La mayor parte de los msculos esquelticos estn unidos a zonas del esqueleto mediante inserciones de tejido conjuntivo llamadas tendones. Las contracciones del msculo esqueltico permiten los movimientos de los distintos huesos y cartlagos del esqueleto. Los msculos esquelticos forman la mayor parte de la masa corporal de los vertebrados.

Msculo estriado voluntario que generalmente est unido a dos o ms huesos, ya sea directamente o por medio de fuertes cadenas de tejido conectivo denominadas tendones, ricos en fibras colgenas y elsticas. La mayora de los msculos esquelticos trabajan en grupos antagnicos, uno flexiona y otro extiende la articulacin, aunque tambin dos grupos antagnicos pueden contraerse juntos para estabilizar una articulacin. Esta accin muscular nos permite permanecer erectos.

Msculo cardiaco:

Este tipo de tejido muscular forma la mayor parte del corazn de los vertebrados. Las clulas presentan estriaciones longitudinales y transversales imperfectas y difieren del msculo esqueltico sobre todo en la posicin central de su ncleo y en la ramificacin e interconexin de las fibras. El msculo cardiaco carece de control voluntario. Est inervado por el sistema nervioso vegetativo, aunque los impulsos procedentes de l slo aumentan o disminuyen su actividad sin ser responsables de la contraccin rtmica caracterstica del miocardio vivo. El mecanismo de la contraccin cardiaca se basa en la generacin y trasmisin automtica de impulsos.

Funciones:

El msculo liso se encuentra en rganos que tambin estn formados por otros tejidos, como el corazn e intestino, que contienen capas de tejido conjuntivo. El msculo esqueltico suele formar haces que componen estructuras musculares cuya funcin recuerda a un rgano. Con frecuencia, durante su accin retraen la piel de modo visible. Tales estructuras musculares tienen nombres que aluden a su forma, funcin e inserciones: por ejemplo, el msculo trapecio del dorso se llama de este modo porque se parece a la figura geomtrica de este nombre, y el msculo masetero (del griego, mastr, 'masticador') de la cara debe su nombre a su funcin masticatoria. Las fibras musculares se han clasificado, por su funcin, en fibras de contraccin lenta (tipo I) y de contraccin rpida (tipo II). La mayora de los msculos esquelticos estn formados por ambos tipos de fibras, aunque uno de ellos predomine. Las fibras de contraccin rpida, de color oscuro, se contraen con ms velocidad y generan mucha potencia; las fibras de contraccin lenta, ms plidas, estn dotadas de gran resistencia.

Esqueleto y musculatura: Comparacion

El esqueleto humano est formado por ms de 200 huesos que se unen por bandas de tejido conjuntivo resistente y pocos elsticos denominados ligamentos. Las distintas partes del cuerpo varan mucho en su grado de movilidad. Por ejemplo, el brazo a la altura del hombro se mueve libremente, mientras que la articulacin de la rodilla, se reduce a un movimiento de bisagra. Los movimientos de cada vrtebra son muy limitados y los huesos que forman el crneo son inmviles. Los movimientos de los huesos del esqueleto se llevan a cabo gracias a las contracciones de los msculos esquelticos que se unen a los huesos a travs de tendones. Estas contracciones musculares estn controladas por el sistema nervioso.

As mismo los insectos son artrpodos que poseen tres pares de patas (por esta razn se los denomina hexpodos) y un cuerpo dividido en tres regiones segmentadas y claramente marcadas:

La cabeza: de seis a siete segmentos, con un par de antenas.

El trax: tres segmentos, tres pares de patas y, por lo general, dos pares de alas.

El abdomen: once segmentos, salvo algunas excepciones, sin patas.

Vertebrados:

Un vertebrado es, como su propio nombre indica, un animal provisto de vrtebras. Es un animal cuyo sistema nervioso tiene como centros el encfalo, situado en la cabeza, y la mdula espinal, dispuesta a modo de cordn a lo largo del dorso, encerrado el primero en una especie de caja sea, el crneo, y la segunda en la columna vertebral, o serie de segmentos seos, denominados vrtebras, articuladas entre s de manera que, aun cuando constituyen un conjunto slido, el animal puede moverse y doblar su cuerpo. sta es la razn de su nombre, derivado del verbo latino uduer o doblar

Se dividen en cinco clases:

Mamferos: vertebrados que respiran aire por medio de pulmones, tienen un corazn dividido en cuatro cavidades, son de sangre caliente (homeotermos) y, en general, dan a luz a sus hijos vivos, que se alimentan durante la infancia mamando la leche que generan las hembras.

Aves: vertebrados de respiracin pulmonar, con cuatro cavidades en el corazn, son homeotermos. Sus miembros superiores son alas y el cuerpo lo tienen revestido de plumas.

Las aves forman el grupo de animales vertebrados mejor caracterizados y, por consiguiente, ms fciles de definir. Podra decirse, como sntesis, que un ave es un vertebrado provisto de pico, revestido de plumas y con miembros anteriores transformados en alas. Ms o menos desarrolladas, estos tres caracteres se hallan en todas las aves y, en cambio, no existen reunidos en ninguna otra clase de vertebrados. El ms exclusivo de los tres es la existencia de plumas y el ms general, el pico. Hay aves con las alas atrofiadas, pero ni una sin pico.

El pico de las aves ha sufrido modificaciones adaptadas a los tipos de alimento de consumen. Algo semejante ocurre con las patas, poseen cuatro dedos, tres hacia delante y uno hacia atrs. Los hay que slo tiene tres dedos hacia delante y el ms interno armado de una fuerte ua.

La gran agudeza visual de las aves se manifiesta por la presencia de estructuras especiales en la retina, zonas de mxima concentracin de clula visuales, y adelgazamientos de la retina.

Reptiles: vertebrados de respiracin pulmonar, con tres cavidades en el corazn, de sangre fra (poiquilotermos), cuerpo revestido de escamas, placas seas y pile lisa.

Los reptiles son un grupo de vertebrados que se caracterizan por presentar el cuerpo cubierto de escamas y por caminar arrastrando el vientre sobre el suelo. Algunos reptiles tienen cuatro patas muy cortas, como la tortuga y os cocodrilos, otros carecen de ellas, como las serpientes.

Son animales ovparos y poiquilotermos. Respiran por pulmones y viven tanto en tierra firme como dentro del agua, saliendo de vez en cuando para espirar.

Anfibios o batracios: vertebrados que en su primera edad respiran el oxgeno disuelto en el agua y que tienen el corazn separado en dos cavidades; cuando son adultos su respiracin es pulmonar y obtienen una tercera cavidad en el corazn.

Los anfibios son animales que, en la primera etapa de vida, viven siempre en el agua y respiran por branquias como los peces. Cuando son adultos pueden vivir tanto en agua como en tierra y respiran por pulmones y a travs de la piel.

Su piel est recubierta por una mucosidad que impide que se seque. Poseen cuatro patas; las posteriores con largas y fuertes, adaptadas al salto y a la natacin. Poseen cinco dedos unidos por una membrana. Las patas anteriores son ms cortas y slo tienen cuatro dedos que carecen de membrana. La boca de estos animales est provista de unos diminutos dientes.

Peces: vertebrados eminentemente acuticos, de respiracin branquial en todas las edades, con slo dos cavidades en el corazn y sangre fra.

Organizacin del cuerpo:Los peces tienen formas fusiformes (alargadas y ms anchas en el centro), lo que les proporciona una forma muy hidrodinmica. Tienen la mayor parte de sus rganos internos comprimidos en su parte inferior delantera. El resto de su cuerpo est relleno de bloques musculares que producen los movimientos natatorios. sta es la forma de un pez seo modelo. Muchos peces seos tienen formas muy extraas (peces planos, por ejemplo), adems de las rayas (elasmobranquios).

Una parte principal del cuerpo de los peces son las aletas. Son prolongaciones del cuerpo sostenidas por radios seos o cartilaginosos, como en los actinopterigios, o lobuladas o adiposas, sin radios, como, en los sarcopterigios. Hay aletas pares y medias o impares. Las pares son las pectorales y las plvicas. stas giran para hacer que el pez suba o baje y hacen que el pez gire sobre su propio eje junto a la dorsal. Las medias son la dorsal, la anal o ventral y la caudal o cola. La cola le impulsa hacia delante, y gira hacia los lados combinando diferentes aletas.

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