Johanne Gregor Mendel fue un importante biólogo nacido en Hyncice, actual República Checa, el 20 de Julio de 1822. Vivió hasta la edad de 61 años, falleciendo el 6 de enero de 1884, en Brno.
Primeros años
Su padre era veterano de las guerras napoleónicas y su madre, la hija de un jardinero. Tras una infancia marcada por la pobreza y las penalidades, en 1843 ingresó en el monasterio agustino de Königskloster, cercano a Brünn, donde tomó el nombre de Gregor y fue ordenado sacerdote en 1847.
Residió en la abadía de Santo Tomás (Brünn) y, para poder seguir la carrera docente, fue enviado a Viena, donde se doctoró en matemáticas y ciencias (1851). En 1854 se convirtió en profesor suplente de la Real Escuela de Brünn, y en 1868 fue nombrado abad del monasterio, a raíz de lo cual abandonó de forma definitiva la investigación científica y se dedicó en exclusiva a las tareas propias de su función.
Sus obras más conocidas
El núcleo de sus trabajos -que comenzó en el año 1856 a partir de experimentos de cruzamientos con guisantes efectuados en el jardín del monasterio- le permitió descubrir las tres leyes de la herencia o leyes de Mendel, gracias a las cuales es posible describir los mecanismos de la herencia y que fueron explicadas con posterioridad por el padre de la genética experimental moderna, el biólogo estadounidense Thomas Hunt Morgan (1866-1945).
En el siglo XVIII se había desarrollado ya una serie de importantes estudios acerca de hibridación vegetal, entre los que destacaron los llevados a cabo por Kölreuter, W. Herbert, C. C. Sprengel y A. Knight, y ya en el siglo XIX, los de Gärtner y Sageret (1825). La culminación de todos estos trabajos corrió a cargo, por un lado, de Ch. Naudin (1815-1899) y, por el otro, de Gregor Mendel, quien llegó más lejos que Naudin.
Las tres leyes descubiertas por Mendel se enuncian como sigue: según la primera, cuando se cruzan dos variedades puras de una misma especie, los descendientes son todos iguales y pueden parecerse a uno u otro progenitor o a ninguno de ellos; la segunda afirma que, al cruzar entre sí los híbridos de la segunda generación, los descendientes se dividen en cuatro partes, de las cuales una se parece a su abuela, otra a su abuelo y las dos restantes a sus progenitores; por último, la tercera ley concluye que, en el caso de que las dos variedades de partida difieran entre sí en dos o más caracteres, cada uno de ellos se transmite de acuerdo con la primera ley con independencia de los demás.
Para realizar sus trabajos, Mendel no eligió especies, sino razas autofecundas bien establecidas de la especie Pisum sativum. La primera fase del experimento consistió en la obtención, mediante cultivos convencionales previos, de líneas puras constantes y en recoger de manera metódica parte de las semillas producidas por cada planta. A continuación cruzó estas estirpes, dos a dos, mediante la técnica de polinización artificial. De este modo era posible combinar, de dos en dos, variedades distintas que presentan diferencias muy precisas entre sí (semillas lisas – semillas arrugadas; flores blancas-flores coloreadas, etc.). El análisis de los resultados obtenidos le permitió concluir que mediante el cruzamiento de razas que difieren al menos en dos caracteres, pueden crearse nuevas razas estables (combinaciones nuevas homocigóticas).
Reconocimiento
Pese a que remitió sus trabajos con guisantes a la máxima autoridad de su época en temas de biología, W. von Nägeli, sus investigaciones no obtuvieron el reconocimiento hasta el redescubrimiento de las leyes de la herencia por parte de H. de Vries, C. E. Correns y E. Tschernack von Seysenegg, quienes, con más de treinta años de retraso, y después de haber revisado la mayor parte de la literatura existente sobre el particular, atribuyeron a Johann G. Mendel la prioridad del descubrimiento.
Los animales no pueden producir su propio alimento, necesitan obtenerlo de otros y es por esto que son consumidores. Se clasifican según lo que comen: hay unos que sólo comen plantas, otros comen carne y otros se alimentan tanto de plantas como de la carne de otros animales.
Este tipo de clasificación permite estudiar la manera como se relacionan unos animales con otros dentro del ecosistema.
Herbívoros
Los herbívoros se encuentran en el segundo nivel de la cadena alimentaria, se alimentan principalmente de plantas y son considerados consumidores primarios. Estos animales no siempre comen las mismas cosas; algunos se alimentan de hierbas y pequeñas plantas cerca del suelo, mientras que otros comen hojas, brotes y ramas.
Los herbívoros tienen dientes que son altamente especializados para comer plantas. Debido a que la materia vegetal es a menudo difícil de romper, los molares de los herbívoros son más anchos y planos, diseñados para triturar los alimentos y ayudar en la digestión. Los animales que consumen hierbas tienen crestas en los dientes con el fin de ayudar a masticar los alimentos en trozos más pequeños para que se puedan digerir más fácilmente.
Tipos de herbívoros
Algunos herbívoros se alimentan de toda una planta, pero otros sólo comen ciertas partes, como semillas, frutas o flores e incluso el néctar. Es por ello, que según la estrategia que emplean para alimentarse los herbívoros se clasifican en:
Frugívoros: se alimentan de frutas. Este tipo de herbívoro representa gran importancia al mantener una relación simbiótica con las plantas, puesto que se encargan de dispersar las semillas en sus desechos después de la digestión.
Granívoros: consumen principalmente semillas. Al igual que los frugívoros, los granívoros contribuyen con la dispersión de las semillas.
Folívoros: sobreviven con el consumo de hojas. Como las hojas contienen muy poca energía, pero abundan, los herbívoros de este tipo deben comer un montón de ellas con el fin de obtener los nutrientes que necesitan.
Nectarívoros: se alimentan del néctar que producen las flores; este contiene mucha energía ya que es rico en azúcares.
Xilófagos: herbívoros que se alimentan de la madera.
Polinívoros: se alimentan del polen que producen las plantas con semilla. Los polinívoros por excelencia son las abejas, pero no son los únicos.
Los herbívoros también pueden clasificarse en:
Rumiantes o herbívoros de estómago compuesto: son el grupo más importante de mamíferos herbívoros; estos tienen una forma muy particular de alimentarse y su estómago está dividido en cuatro cavidades, panza, redecilla, libro y cuajar, cuya finalidad es la de poder ingerir mucha cantidad de alimento y triturarlo más tarde.
Herbívoros de estómago simple: son aquellos que cuentan con un solo estómago para digerir todo el material vegetal. Estos animales deben incluir una elevada proporción fibra en su dieta para facilitar la digestión.
Herbívoros en el desierto
En el desierto hay muchos animales que sólo comen plantas. Reptiles, como la tortuga del desierto, tienen un caparazón duro que les permite mantenerse a salvo mientras buscan comida, como hierbas y frutos de cactus. Los mamíferos, como el camello comen hierba tosca y arbustos espinosos; si los camellos no pueden encontrar a los productores que necesitan para alimentarse utilizan los nutrientes almacenados en sus jorobas.
Carnívoros
Los carnívoros son animales que comen a otros animales como su principal fuente de nutrición y por lo general están físicamente diseñados para cazar, capturar y consumir eficazmente sus presas; en ocasiones, son fácilmente conocidos como depredadores.
Al alimentarse de herbívoros y omnívoros, los carnívoros ayudan a mantener los ecosistemas en equilibrio.
Los carnívoros de sangre caliente queman muchas calorías y tienen que cazar a menudo para mantener el reabastecimiento de combustible. Mientras tanto, carnívoros de sangre fría, como serpientes, descansarán días o incluso meses entre comidas.
Para asegurar de que las primeras mordeduras sean fatales, las mandíbulas de algunos carnívoros, como los leones, son fuertes y grandes. Los carnívoros tienen dientes caninos muy afilados para desgarrar la carne, combinados con un número de molares a veces limitado. Si bien, la presencia de dientes caninos no garantiza que un animal sea un carnívoro, es un indicador de que la carne es parte de su dieta.
Otros animales como los búhos tienen una visión aguda para ayudarles a escabullirse de sus presas en la oscuridad. En el caso de los linces, estos tienen poderosas patas con garras afiladas para atacar a sus presas.
Dado que los carnívoros tienen que cazar y matar a otros animales requieren una gran cantidad de calorías. Esto significa que tienen que comer muchos animales a lo largo del año.
Comportamiento de carnívoros
Los carnívoros son a menudo animales muy secretos. Algunos carnívoros también son solitarios, lo que significa que viajan solos y rara vez se los ve con miembros de su propia especie. Sin embargo, a veces tienen que comunicarse con compañeros potenciales u otros competidores. Una manera de comunicarse para algunos carnívoros es a través de vocalizaciones, tales como aullidos. Otra forma es dejar marcas de olor o scat, que es materia fecal.
Existe un grupo de carnívoros que se alimentan de otros animales muertos, conocidos como carroñeros.
En algunas ocasiones se llaman necrófagos, puesto que no participan en la caza de la presa; sin embargo, suelen pelear por la carroña con otros de su especie o con especies competidoras.
Los animales carroñeros o necrófagos ayudan a eliminar los restos orgánicos que no le sirven a la tierra, por lo tanto realizan un gran aporte al ecosistema.
Algunos animales como la hiena, que es un carnívoro depredador, si no logran el resultado esperado al momento de cazar, suelen alimentarse de la presa cazada por algún depredador mayor.
Omnívoros
Los omnívoros son los comedores más flexibles del reino animal. Ellos comen tanto plantas como la carne de otros animales y muchas veces lo que comen depende de lo que está disponible para ellos. Si la carne es escasa, muchos animales incluirán en sus dietas vegetación y viceversa.
Los omnívoros tienen una combinación de dientes frontales afilados y molares para triturar, porque comen carne y plantas.
Los seres humanos somos omnívoros, lo que significa que comemos una variedad de alimentos. Cada omnívoro tendrá dientes que se adaptan específicamente a la dieta que consumen.
Los animales con dientes como los seres humanos que utilizan sus molares para moler y sus incisivos y caninos para rasgar se dice que tienen dentición heterodonta. Cada diente está diseñado para un papel específico en el procesamiento de los alimentos comidos. La dentición homodonta, que se encuentra en la mayoría de los reptiles omnívoros, ocurre cuando los dientes tienen relativamente el mismo tamaño y forma. Estos dientes se utilizan más para la adquisición de alimentos que para el procesamiento del mismo.
Sistema trófico
Las criaturas en la cadena o red alimentaria se clasifican en un sistema trófico de tres niveles: el nivel superior incluye los omnívoros y los carnívoros, en el segundo nivel los herbívoros y el nivel inferior incluye los seres vivos que producen su propia energía, como las plantas. Si se elimina un nivel del sistema trófico, todos los niveles que se encuentre por debajo se ven afectados.
Para sobrevivir y reproducirse, todos los organismos deben ajustarse a las condiciones que les imponen sus entornos. El entorno de un organismo incluye todo lo que le afecta, así como todo lo que se ve afectado por éste.
El ciclo de vida de los seres vivos involucra todos o algunos de estos procesos: nacimiento, crecimiento, madurez, reproducción, metamorfosis y muerte.
REPRODUCCIÓN
Algunos animales producen descendencia a través de la reproducción asexual, mientras que otros obtienen descendencia a través de la reproducción sexual.
Reproducción asexual
La reproducción asexual produce descendientes que son genéticamente idénticos a los progenitores. Un solo individuo puede generar descendencia asexualmente y originar un gran número de crías rápidamente.
En un entorno estable o predecible, este método de reproducción es efectivo porque todos los descendientes se adaptarán a las condiciones de ese ambiente. En un entorno inestable o impredecible, las especies que se reproducen asexualmente pueden estar en desventaja puesto que al ser genéticamente idénticas a sus padres no van adquirir la capacidad de adaptarse a las diferentes condiciones del ambiente cambiante.
Reproducción sexual
Durante la reproducción sexual, el material genético de dos individuos se combina para producir descendencia genéticamente diversa que difiere de sus progenitores. Se cree que la diversidad genética de las crías producidas sexualmente mejora su aptitud, ya que es posible que más descendientes sobrevivan y se reproduzcan en un entorno impredecible o cambiante.
Las especies que se reproducen sexualmente y tienen sexos separados, originan dos tipos diferentes de individuos, machos y hembras. Sólo la mitad de la población, en este caso las hembras, pueden producir la descendencia; esto representa una desventaja en comparación con la reproducción asexual, puesto que se producirán menos descendientes.
AGUA
Al igual que el oxígeno, el agua es un elemento de la naturaleza esencial para que todas las formas de vida puedan existir; es fundamental tanto para la reproducción de algunas especies de plantas y animales como para el desarrollo de los procesos biológicos que hacen posible la vida en nuestro planeta.
Efectos del pH
El pH ácido en el agua afecta el metabolismo de las especies acuáticas, roba el sodio de la sangre y el oxígeno de los tejidos; además, afecta el funcionamiento de las agallas de los peces. Si la acidez no los mata, el estrés adicional puede frenar el crecimiento y hacerlos menos capaces de competir por el alimento.
Reproducción de animales y plantas acuáticas
Plantas
Las plantas acuáticas pueden prosperar y completar su ciclo de vida mientras están bajo el agua o en la superficie.
Estas plantas crecen en agua dulce, salobre y salada, pero son más comunes en agua dulce. Sus hábitats incluyen aguas que fluyen como ríos y arroyos, aguas estancadas como lagos o estanques y humedales como las turberas, los pantanos y las ciénagas.
¿Sabías qué...?
Las plantas acuáticas son importantes económicamente, por ejemplo, el arroz es el alimento que sostiene más vida humana que cualquier otra planta en el planeta.
La mayoría de las plantas acuáticas son perennes que se reproducen asexualmente. Las especies sobreviven los inviernos u otros períodos desfavorables al volver a los ápices del tallo inactivos, mediante tallos modificados como rizomas, estolones y tubérculos o mediante el uso de estructuras especializadas en el sedimento llamadas hibernáculas.
Animales
Los animales acuáticos y otros, como la mayoría de los anfibios, emplean el agua como mecanismo de reproducción y/o desarrollo de sus crías. Los peces se desarrollan y habitan siempre en el agua, mientras que los anfibios nacen en el agua y regresan a ella para realizar su proceso reproductivo.
En los anfibios la fecundación puede ser externa o interna, pero en la mayoría es externa; es decir, la hembra deposita los huevos en el agua mientras el macho los fertiliza. Las crías nacen como larvas acuáticas llamadas renacuajos que se desplazan mediante una cola o aleta, luego sufren un proceso de metamorfosis donde desarrollan a medida que crecen sus extremidades anteriores y posteriores, y al tiempo se transforman en ranas adultas.
Al igual que los anfibios, los peces presentan tanto fecundación externa como interna; sin embargo, es más común la externa, donde el macho y la hembra liberan sus células sexuales al agua de manera simultánea. Cuando termina el desarrollo embrionario, los huevos eclosionan y nacen los alevines.
Los seis elementos más comunes asociados con las moléculas orgánicas como el carbono, el hidrógeno, el nitrógeno, el oxígeno, el fósforo y el azufre, toman una variedad de formas químicas y pueden existir durante largos períodos en la atmósfera, en tierra, en agua o debajo de la superficie terrestre.
Procesos geológicos como la erosión, el drenaje de agua, el movimiento de las placas continentales y la meteorización, están involucrados en el ciclo de elementos en la Tierra. El reciclaje de materia inorgánica entre los organismos vivos y su medio ambiente se denomina ciclo biogeoquímico.
Los ciclos biogeoquímicos pueden clasificarse como gaseosos, en los que el reservorio es el aire o los océanos (por evaporación) y sedimentarios, en el que el yacimiento es la corteza terrestre. Los gaseosos tienden a moverse más rápidamente que los sedimentarios y se ajustan más fácilmente a los cambios en la biosfera debido al gran reservorio atmosférico.
Ciclo del agua
Una molécula muy significativa en nuestro planeta que recorre los ecosistemas es la molécula de agua (H2O). Si bien generalmente se trata del ciclo del agua como los diversos estados que presenta la misma, al menos algunas moléculas de agua son absorbidas por las plantas y se dividen en átomos de hidrógeno y oxígeno; este último se libera en la atmósfera como oxígeno molecular (O2). Así, en virtud de los organismos fotosintéticos, el ciclo del agua es una parte importante de los ciclos del oxígeno y del hidrógeno.
La mayor parte del agua se encuentra en los océanos y las capas polares, aunque el agua también está presente en lagos y ríos de agua dulce, el cuerpo de los organismos y en el suelo como agua subterránea.
El ciclo de sedimentación es una extensión del ciclo hidrológico. El agua transporta material de la tierra al océano, donde se añaden como sedimentos. El ciclo de sedimentos incluye la erosión física y química, el transporte de nutrientes y la formación de sedimentos a partir de los flujos de agua.
El ciclo de sedimentos está ligado con el flujo de seis elementos importantes, que son el hidrógeno, el carbono, el oxígeno, el nitrógeno, el fósforo y el azufre. Estos elementos, también conocidos como macroelementos, constituyen el 95 % de todos los seres vivos. El equilibrio de estas moléculas es necesario para sostener la vida.
Ciclo del carbono
El carbono es uno de los elementos más importantes para los organismos vivos, como lo demuestra su abundancia y presencia en todas las moléculas orgánicas. El ciclo del carbono ejemplifica la conexión entre los organismos en varios ecosistemas. El carbono se intercambia entre los heterótrofos y los autótrofos dentro y entre los ecosistemas principalmente a través del CO2 atmosférico, una versión completamente oxidada del carbono que sirve como bloque básico para que los autótrofos puedan construir moléculas orgánicas de alta energía como la glucosa.
¿Sabías qué...?
La liberación mundial de carbono a través de las actividades humanas ha aumentado de 1 billón de toneladas al año en 1940 a 6,5 millones de toneladas en el año 2000.
Los fotoautótrofos y los quimioautótrofos aprovechan la energía del Sol y de los compuestos químicos inorgánicos para unir los átomos de carbono y transformarlos en compuestos orgánicos reducidos cuya energía se puede absorber posteriormente a través de los procesos de respiración y fermentación.
Ciclo del nitrógeno
En el suelo, así como en las raíces de ciertas plantas, el nitrógeno es fijado por bacterias, rayos y radiación ultravioleta.
Ciertas bacterias toman las formas en las que se fijó el nitrógeno y posteriormente lo procesan. Este proceso que se conoce como oxidación proporciona energía para que el ciclo del nitrógeno tenga lugar. Las plantas absorben nitratos o iones de amonio del suelo y los convierten en compuestos orgánicos; por su parte, los animales obtienen nitrógeno mediante el consumo de plantas u otros animales.
Los residuos de los animales contienen nitrógeno; por lo tanto, independientemente de la forma de excreción del animal, algún nitrógeno se libera de nuevo en el ecosistema a través de este proceso.
Muchos problemas ambientales son causados por la interrupción del ciclo del nitrógeno gracias a la actividad humana, desde la producción de smog troposférico hasta la perturbación del ozono estratosférico y la contaminación del agua subterránea. Un ejemplo de uno de los problemas causados es la formación de gases de efecto invernadero.
Ciclo de Azufre
El azufre es un elemento esencial para las macromoléculas de los seres vivos. Varios grupos de microorganismos son responsables de llevar a cabo los procesos implicados en el ciclo del azufre.
Dentro de la porción terrestre, el ciclo comienza con el desgaste de las rocas, lo que hace que el azufre almacenado se libere; luego entra en contacto con el aire donde se convierte en sulfato. El sulfato es absorbido por plantas y microorganismos y se convierte en formas orgánicas; los animales consumen estas formas orgánicas a través de los alimentos, de tal manera que es movido a través de la cadena alimentaria. A medida que los organismos mueren y se descomponen, se libera de nuevo como sulfato y algunos entran en los tejidos de los microorganismos. También hay una variedad de fuentes naturales que emiten azufre directamente en la atmósfera, donde se incluyen las erupciones volcánicas, la descomposición de materia orgánica en pantanos y la evaporación del agua.
El azufre eventualmente se instala en la Tierra. Una pérdida continua de este elemento ocurre a través del drenaje en lagos y arroyos, y ocasionalmente en océanos. Dentro del océano se realizan algunos ciclos de azufre a través de las comunidades marinas, que se mueven a través de la cadena alimentaria; una parte de este es emitida de nuevo a la atmósfera por la evaporación, el restante se pierde en las profundidades del océano, donde se combina con el hierro para formar el sulfuro ferroso que es el responsable del color negro de la mayoría de los sedimentos marinos.
Ciclo del fósforo
El fósforo es un elemento importante para todas las formas de vida. Como fosfato, constituye una parte importante del marco estructural que mantiene el ADN y el ARN juntos. Al igual que el calcio, el fósforo es importante para los vertebrados; en el cuerpo humano, el 80 % del fósforo se encuentra en los dientes y huesos.
El ciclo de fósforo difiere de los otros ciclos biogeoquímicos en que no incluye una fase gaseosa; aunque pequeñas cantidades de ácido fosfórico pueden llegar a la atmósfera, lo que contribuye, en algunos casos, a la lluvia ácida. Muy poco fósforo circula en la atmósfera porque a las temperaturas y presiones normales de la Tierra, el fósforo y sus diversos compuestos no son gases. El fósforo se mueve en un ciclo a través del agua, el suelo, los sedimentos y los organismos, pero el mayor reservorio de fósforo está en la roca sedimentaria.
Con el tiempo, la lluvia y la intemperie causan que las rocas liberen iones de fosfato y otros minerales. Este fosfato inorgánico se distribuye entonces en el suelo y en el agua.
Las plantas absorben fosfato inorgánico del suelo y pueden ser consumidas por los animales; una vez en la planta o el animal, el fosfato se incorpora en moléculas orgánicas como el ADN. Cuando la planta o el animal mueren, se descomponen por la acción de bacterias, el fosfato orgánico se devuelve al suelo y puede estar disponible nuevamente para las plantas. Este proceso se conoce como mineralización.
El fósforo en el suelo puede terminar en los cursos de agua y eventualmente en los océanos. Una vez allí, se puede incorpora con el tiempo a los sedimentos.
El mismo proceso ocurre dentro del ecosistema acuático. El fósforo no es muy soluble, se une fuertemente a las moléculas en el suelo y alcanza principalmente las aguas donde viaja con las partículas de suciedad. Los fosfatos también entran en las vías fluviales a través de escurrimientos de fertilizantes, filtraciones de aguas residuales, depósitos minerales naturales y desechos de otros procesos industriales.
Aunque obviamente es beneficioso para muchos procesos biológicos, en aguas superficiales una concentración excesiva de fósforo se considera un contaminante. El fosfato estimula el crecimiento excesivo del plancton y las plantas, que tienden a consumir grandes cantidades de oxígeno disuelto, lo que potencialmente sofoca a los peces y otros animales marinos, al mismo tiempo que bloquea la luz solar disponible para las especies que habitan en el fondo. Esto se conoce como eutrofización.
Contaminación
Las actividades humanas han aumentado considerablemente los niveles de CO2 en la atmósfera y los niveles de nitrógeno en la biosfera. Los ciclos biogeoquímicos alterados combinados con el cambio climático aumentan la vulnerabilidad de la biodiversidad, la seguridad alimentaria, la salud humana y la calidad del agua.
La fecundación en el ser humano ocurre internamente mediante la unión de un óvulo y un espermatozoide, si esto no se puede dar de manera natural por problemas de fertilidad o genéticos, se realiza una serie de procedimientos, entre los que se encuentra la fecundación in vitro.
La fecundación in vitro implica la combinación de óvulos y espermatozoides fuera del cuerpo de la mujer, en un laboratorio. Una vez que un embrión o embriones se forman, se colocan en el útero.
Procedimiento
Durante la fertilización in vitro (FIV), los huevos y los espermatozoides se reúnen en un plato de vidrio de laboratorio para permitir que el esperma fertilice un óvulo.
Ovulación y recuperación de óvulos
Los medicamentos de fertilidad se prescriben para estimular la producción de óvulos. Lo ideal es contar con varios óvulos porque algunos de ellos no se desarrollan o fertilizan después de la recuperación. Se utiliza un ultrasonido transvaginal para examinar los ovarios y se toman muestras de sangre para verificar los niveles hormonales.
Los óvulos se extraen a través de un procedimiento quirúrgico menor que utiliza imágenes de ultrasonido para guiar una aguja hueca a través de la cavidad pélvica.
Colecta de esperma
Los espermatozoides se recogen mediante la masturbación o la obtención de semen de un testículo a través de una pequeña incisión; este último se realiza si un bloqueo impide que se expulse el esperma o si hay un problema con el desarrollo del mismo.
Fertilización y transferencia de embriones
Los óvulos y los espermatozoides se colocan en un plato de vidrio y se incuban a una temperatura adecuada, como medida de control atmosférico y control de infección durante 48 a 120 horas.
Los óvulos son monitoreados para confirmar que la fertilización y la división celular ocurran. Una vez que esto sucede, los huevos fertilizados se consideran embriones.
Embriones congelados vs embriones frescos
Los embriones congelados por donante de un ciclo de FIV anterior, tienen menos probabilidades de resultar en un nacimiento vivo que los embriones de FIV recién fecundados; sin embargo, los congelados son menos costosos y menos invasivos, porque la superovulación y la recuperación de óvulos no son necesarios.
Aproximadamente 2 a 5 días después de la fertilización, se seleccionan los mejores óvulos fertilizados. Uno a tres de estos se colocan en el útero mediante el uso de un tubo flexible delgado, llamado catéter, que se inserta a través del cuello uterino. Los restantes pueden ser congelados para futuros intentos.
Embarazo y nacimiento
Cualquier embrión que se implante en el útero puede resultar en el embarazo y el nacimiento de uno o más infantes.
¿Por qué se hace la FIV?
La fertilización in vitro puede ser una opción de tratamiento si:
Las trompas de Falopio de una mujer faltan o están bloqueadas.
Una mujer tiene endometriosis severa.
Un hombre tiene un bajo recuento de espermatozoides.
La inseminación artificial o intrauterina no ha tenido éxito.
La infertilidad inexplicada ha continuado durante mucho tiempo.
La FIV puede realizarse incluso si:
La mujer ha tenido una cirugía de reversión de ligadura de trompas que no tuvo éxito.
La mujer no tiene trompas de Falopio.
La FIV se puede hacer mediante el uso de óvulos donados para las mujeres que no pueden producir sus propios óvulos debido a la edad avanzada u otras causas.
¿Qué esperar después del tratamiento?
En general, la fertilización in vitro es emocional y físicamente exigente para la pareja. La superovulación con hormonas requiere análisis de sangre regulares, inyecciones diarias, control frecuente por parte de su médico y recolección de óvulos.
Riesgos
La fertilización in vitro (FIV) aumenta los riesgos del síndrome de hiperestimulación ovárica y del embarazo múltiple.
¿Sabías qué...?
Louise Brown fue el primer bebé de FIV en el mundo, nació en julio de 1978 en Inglaterra; a los 28 años ella tuvo su propio bebé sin FIV.
La superovulación con tratamiento hormonal puede causar síndrome de hiperestimulación ovárica severa. El médico puede minimizar este riesgo mediante la supervisión de cerca los ovarios y los niveles hormonales durante el tratamiento.
El riesgo de concebir un embarazo múltiple está directamente relacionado con el número de embriones transferidos al útero de una mujer.
Puede haber un mayor riesgo de defectos de nacimiento para los bebés concebidos por ciertas técnicas de reproducción asistida, como la fecundación in vitro.
¿Qué tan exitosa es la fertilización in vitro?
La tasa de éxito de las clínicas de FIV depende de una serie de factores, que incluyen la historia reproductiva, la edad materna, la causa de la infertilidad y los factores de estilo de vida. También es importante entender que las tasas de embarazo no son las mismas que las tasas de nacidos vivos.
Diferencias entre inseminación artificial y fertilización in vitro
INSEMINACIÓN ARTIFICIAL
FERTILIZACIÓN EN VITRO
Introduce el semen previamente seleccionado en el útero de la mujer que ha sido preparado por la estimulación de la ovulación.
Consiste en recuperar los óvulos de una mujer para ser fertilizados en el laboratorio y posteriormente introducir los embriones obtenidos dentro del útero.
La fecundación ocurre dentro de la mujer, específicamente en la trompa de Falopio.
La fecundación ocurre fuera de la mujer, en el laboratorio.
Es una técnica más simple ya que no requiere la recuperación de óvulos.
Es una técnica compleja que requiere un procedimiento quirúrgico para obtener los óvulos y ser fertilizados en el laboratorio.
La estimulación ovárica debe ser mínima para evitar el riesgo de embarazos múltiples.
La estimulación ovárica tiene como objetivo obtener un número adecuado de óvulos, que oscila entre 6 y 15.
Es más asequible si se tiene en cuenta el costo por tratamiento.
La carga financiera es más alta, aunque es más asequible si se tiene en cuenta el costo por nacimiento vivo.
Las posibilidades de éxito son menores, alrededor del 15 % por intento.
Es el tratamiento con las mayores tasas de éxito por intento. En ciertos casos, las posibilidades de lograr el embarazo son hasta el 60%.
No proporciona ninguna posibilidad de éxito en casos de bloqueo de las trompas de Falopio o factor masculino severo.
Las posibilidades de éxito, excepto en casos extremos, no están necesariamente afectadas por el bloqueo de las trompas de Falopio o por el factor masculino severo.
Ofrece resultados muy pobres cuando el tiempo de esterilidad es de más de 3 años, se debe a un factor masculino moderado o la mujer tiene endometriosis.
Esta podría ser la primera opción para parejas con un tiempo prolongado de esterilidad, factores masculinos moderados o mujeres con endometriosis.
Ofrece información limitada durante el tratamiento.
Se obtiene información valiosa durante el tratamiento, ya que se evalúan factores importantes como la respuesta ovárica a la estimulación, la calidad de los óvulos, la fertilización y el desarrollo del embrión.
Es una buena opción para parejas jóvenes que no han tratado de concebir durante mucho tiempo sin alteraciones significativas del semen, bloqueo de las trompas de Falopio o endometriosis.
Es el tratamiento con las mayores posibilidades de éxito en la reproducción asistida y es la primera opción en muchos casos.
La capacidad de un organismo para detectar cambios y tener respuestas apropiadas se llama sensibilidad, y todo aquello a lo que responde y reacciona se llama estímulo. El comportamiento es la forma en que todos los seres vivos responden a estos estímulos en su entorno.
En los animales las respuestas son más rápidas y más obvias. Los animales unicelulares responden a los estímulos moviéndose hacia o lejos de ellos.
En animales multicelulares, el proceso de respuesta a los estímulos es diferente. Las respuestas se producen en cuestión de segundos a través de una compleja red de comunicación que involucra varios procesos vitales como el movimiento, la locomoción, el transporte y la respiración, entre otros.
La respuesta y la coordinación en animales implican los órganos de los sentidos, el sistema nervioso y los mensajeros químicos llamados hormonas.
Las plantas también reaccionan a condiciones ambientales específicas. Sin embargo, no tienen sistema nervioso y sus respuestas se basan en un lento crecimiento modificado o movimientos llamados movimientos de turgencia causados por la distensión de las células.
Comportamiento de las plantas
El comportamiento instintivo de una planta depende principalmente de crecimiento o movimiento en una dirección dada debido a cambios en su entorno.
Nastias
Las nastias son ciertos movimientos que realizan algunos órganos de la planta y que pueden estar influenciados por algún agente externo. Se diferencian de los tropismos en el hecho de que no influyen en la dirección del estímulo y la deformación que ocurre en el proceso no es permanente, sino transitoria.
Tropismos
En las plantas, la respuesta a un estímulo se conoce como tropismo. Este movimiento de la planta hacia o lejos de un estímulo puede venir en muchas formas. Cuando el movimiento es hacia el estímulo, se llama tropismo positivo; del mismo modo, si el movimiento se aleja del estímulo, se llama tropismo negativo. Si bien hay varias formas de tropismo, los más conocidos y estudiados son:
Fototropismo
Conocemos que las plantas crecen hacia el sol, por lo que pueden producir alimentos a través de la fotosíntesis. Este movimiento en respuesta a la luz solar se llama fototropismo. El fototropismo positivo de los tallos resulta del rápido crecimiento de las células en el lado sombreado de un tallo que las del lado iluminado;como resultado, el tallo se curva hacia la luz.
Mientras que la mayoría de las plantas apenas crecen hacia el sol, algunas de ellas lo siguen durante todo el día. Por ejemplo, los girasoles por la mañana apuntan al este hacia el sol naciente y poco a poco lo siguen durante todo el día, hasta que apuntan al oeste hacia el sol poniente.
El fototropismo es importante por dos razones principales, una es que aumenta la probabilidad de que los tallos y las hojas intercepten la luz para la fotosíntesis y la otra de que las raíces obtengan el agua y los minerales que necesitan.
Geotropismo
El crecimiento descendente de las raíces y el crecimiento ascendente de los brotes son ejemplos de geotropismo.
El geotropismo aumenta la probabilidad de dos resultados importantes, uno que las raíces tendrán más probabilidades de encontrar agua y minerales, y otro que los tallos y las hojas serán más capaces de interceptar la luz para la fotosíntesis.
Tigmotropismo
Es producto de la adaptación y se da como una respuesta de crecimiento de las plantas al tener contacto con un objeto sólido. El ejemplo más común de tigmotropismo es el enrollamiento exhibido por los órganos especializados, que en botánica son llamados “zarcillos”.
Existen zarcillos de tipo foliar, que provienen de las hojas y de tipo caulinar, procedentes de tallos delgados; éstos pueden no tener la capacidad de generar flores y hojas, pero pueden permitir a la planta trepar o arrastrarse.
Este tipo de crecimiento se llama circumnutación y aumenta las posibilidades del tallo de tocar un objeto al cual puede aferrarse.
Gracias al tigmotropismo, una planta puede adaptarse y crecer sobre un tronco, pared o cualquier objeto que se interponga en su camino. Para ello, desarrollan un órgano especial que les permite adherirse al soporte.
Comportamiento animal
La manera en que un animal responde a su ambiente externo puede diferir de acuerdo con su ambiente interno actual.
¿Sabías qué...?
Los actos de agresión de los animales entre sí pueden ser causados por razones que van desde la protección de sus jóvenes a disputas territoriales.
Hay dos tipos de comportamiento animal:
Comportamiento innato o instintivo
Es el comportamiento que no se aprende, sino que está determinado por la genética del individuo. Por ejemplo, las tortugas recién nacidas saben nadar directamente hacia el océano.
Comportamiento aprendido o adquirido
Este tipo de comportamiento no está genéticamente programado en el animal. Por ejemplo, los cachorros de león no saben automáticamente cómo cazar su presa, deben aprender esta habilidad, a menudo a través del juego. El comportamiento adquirido es capaz de cambiar y desarrollarse significativamente con el tiempo y mejora con la experiencia.
El cuerpo humano tiene más de 200 tipos de células y las células madre se destacan. Las habilidades regenerativas únicas de estas células permiten que sean usadas en diversos tratamientos y se estudia la posibilidad de emplearlas en la cura de enfermedades degenerativas.
Cada tipo de célula tiene su propio tamaño y estructura apropiada para su trabajo. Las células de la piel, por ejemplo, son pequeñas y compactas, mientras que las células nerviosas que permiten mover los dedos de los pies tienen fibras nerviosas largas y ramificadas llamadas axones, que conducen impulsos eléctricos.
Cada célula tiene una función particular dentro del tejido en el que se encuentra, y todas las células trabajan juntas para asegurarse de que cada tejido y órgano funcionen correctamente.
¿Qué son las células madre?
Son células que tienen el potencial de convertirse en otro tipo de célula del cuerpo.
Las células madre tienen el notable potencial de desarrollar tipos diferentes de células en el cuerpo durante la vida temprana y el crecimiento. Además, en muchos tejidos sirven como una especie de sistema de reparación interno que se divide sin límite para reponer otras células mientras el ser viva.
¿Sabías qué...?
Las células madre cambian a medida que envejecemos, por ejemplo, las de nuestra piel a la edad de 20 años no serán exactamente las mismas que a los 80 años.
Comúnmente provienen de dos fuentes principales:
Los embriones formados durante la fase de blastocisto del desarrollo embrionario, también llamadas células madre embrionarias.
Tejido adulto, conocidas como células madre adultas.
Cuando una célula madre se divide, cada nueva célula tiene el potencial de permanecer como una célula madre o convertirse en otro tipo con una función más especializada, como por ejemplo, un glóbulo rojo, una célula muscular o una cerebral.
Tipos de células madre según su fuente
Células madre embrionarias
Se derivan de un embrión humano de cuatro o cinco días de edad que se encuentra en la fase de desarrollo del blastocisto; este presenta una masa celular interna y una masa celular externa, la externa se convierte en parte de la placenta y la interna es el grupo de células que se diferenciarán para convertirse en todas las estructuras de un organismo adulto.
Las células madre embrionarias son pluripotentes, lo que significa que pueden dar lugar a cualquier tipo de células en el cuerpo completamente formado, menos la placenta y el cordón umbilical. Estas células son increíblemente valiosas, ya que proporcionan un recurso para estudiar el desarrollo normal, las enfermedades, la prueba de drogas y otras terapias.
Un avance inesperado
Uno de los avances imprevistos de la década pasada fue el descubrimiento de células madre pluripotentes inducidas (iPS). Se trata de células madre adultas que han sido tratadas o inducidas para regresar a un estado embrionario o pluripotente. Mediante esta creación existe mayor posibilidad de tratar con éxito enfermedades degenerativas.
Células madre adultas
Las células madre específicas de tejidos, también denominadas células madre adultas o somáticas, son más especializadas que las embrionarias. Típicamente, estas pueden generar diferentes tipos de células para el tejido u órgano específico en el que viven.
Estas células permanecen en un estado de reposo o de no división durante años hasta que se activan por enfermedad o lesión en los tejidos y pueden dividirse o autorenovarse indefinidamente, lo que les permite generar un rango de tipos de células del órgano de origen o incluso regenerar todo el órgano original.
En general se piensa que tienen limitada su capacidad de diferenciarse en función de su tejido de origen, pero hay algunas pruebas que sugieren que pueden diferenciarse para convertirse en otros tipos de células.
Tipos de las células madre según su potencial
Las células madre se clasifican por su potencial para diferenciarse en otros tipos de células. La clasificación completa incluye:
Totipotentes: poseen la capacidad de diferenciarse en todos los posibles tipos de células.
Pluripotentes: tienen la capacidad de diferenciarse en casi todos los tipos de células.
Multipotentes: adquieren la capacidad de diferenciarse en una familia de células estrechamente relacionada.
Oligopotentes: capaces de diferenciarse en algunas células.
Unipotentes: tienen la capacidad de producir solo células de su propio tipo, pero tienen la propiedad de autorenovación necesaria para ser etiquetadas como una célula madre.
Un ejemplo de célula madre totipotente lo constituye el cigoto, es decir, la estructura que se forma cuando un espermatozoide fecunda el óvulo.
Regeneración de órganos y tejidos
La regeneración del tejido es probablemente la aplicación más importante de la investigación con células madre. Actualmente, los órganos deben ser donados y trasplantados, pero la demanda de órganos excede con creces la oferta. Las células madre podrían ser utilizadas potencialmente para cultivar un tipo particular de tejido u órgano.
En el centro de la biología y otras ciencias, como la química, la física, la geología y la psicología, se encuentra un enfoque de solución de problemas llamado método científico. Los científicos hacen diferentes preguntas para encontrar respuestas que sean lógicas y apoyadas por pruebas.
Ya sea que se realice un proyecto de feria de ciencias, una actividad científica en el aula, una investigación independiente o cualquier otra investigación acreditada de manera práctica, los pasos del método científico servirán de ayuda para enfocar la pregunta científica, así como también, para trabajar con las observaciones y datos para responderla tan bien como sea posible.
Pasos del método científico
El método científico es una forma sistemática de aprender sobre el mundo que nos rodea y responder a las preguntas. El número de pasos varía de una descripción a otra, principalmente cuando los datos y análisis se separan.
Propósito/pregunta: se hacen preguntas sobre las observaciones.
Investigación: se recopila información y se realiza la investigación de los antecedentes. Se deben escribir las fuentes para poder citar las referencias.
Hipótesis: se forma la hipótesis que es un tipo de suposición educada sobre lo que se espera; se crea una descripción tentativa de lo que se ha observado y luego se hacen predicciones basadas en esa hipótesis.
Experimentación: se prueba la hipótesis y las predicciones mediante la realización de un experimento que se puede reproducir. El experimento se debe repetir varias veces para asegurar de que los primeros resultados no fueron un accidente.
Análisis de los datos: se registran las observaciones y se analiza el significado de los datos. A menudo se crea una tabla o gráfico de los mismos. Los científicos encuentran frecuentemente que sus predicciones no fueron exactas y su hipótesis no fue apoyada, y en tales casos comunicarán los resultados de su experimento y después volverán a construir una nueva hipótesis y predicción, basadas en la información que aprendieron durante su experimento. Incluso si encuentran que su hipótesis fue apoyada, es posible que deseen probarlo de nuevo de una manera diferente.
Conclusión: en esta parte se acepta o rechaza la hipótesis y se modifica si es necesario. Se comunican los resultados
A pesar de que el método científico se muestra como una serie de pasos, se debe tener en cuenta que la nueva información o el pensamiento crítico del científico podría hacer que vuelvan a repetir los pasos en cualquier momento durante el proceso, con la finalidad de crear un respaldo.
Algunas bases fundamentales del método científico
La hipótesis debe ser comprobable y falsificable. Lo último significa que debe haber una posible respuesta negativa a la hipótesis.
La investigación debe incluir razonamiento deductivo y razonamiento inductivo.
Un experimento debe incluir una variable independiente (que no cambia) y una variable dependiente (que sí cambia). Al cambiar o controlar la variable independiente se registra el efecto que tiene en la variable dependiente.
Un experimento debe incluir un grupo experimental y un grupo de control. El grupo control es el que compara el grupo experimental.
Teorías y leyes científicas
El método científico y la ciencia en general pueden ser algo complejas. Una teoría casi nunca se demuestra, aun cuando muchas de éstas se convierten en leyes científicas. Un ejemplo serían las leyes de conservación de la energía, que es la primera ley de la termodinámica, la cual afirma que la energía no puede ser creada ni destruida, solo cambiada en forma.
¿Sabías qué...?
En el caso de las ciencias humanas y sociales, los fenómenos no solo no se pueden repetir controlada y artificialmente, sino que son irrepetibles, como es el caso de la historia.
Una ley solo describe un fenómeno observado, pero no explica por qué el fenómeno existe o lo que lo causa. En la ciencia, las leyes son un punto de partida, donde los científicos pueden hacer las preguntas: ¿por qué? y ¿cómo?
Esto no significa que las teorías no sean significativas. Para que una hipótesis se convierta en una teoría, las pruebas rigurosas deben ocurrir, típicamente a través de disciplinas múltiples por grupos separados de científicos. Decir que algo es “solo una teoría” es un término que no tiene relación con la ciencia.
En ciencia, una teoría es considerada como el marco para observaciones y hechos.
Hipótesis científica
Es el bloque de construcción inicial en el método científico. Una hipótesis también incluye una explicación de por qué la suposición puede ser correcta. Para que una hipótesis se denomine hipótesis científica tiene que ser apoyada o refutada a través de una experimentación u observación cuidadosamente elaborada.
En la entrada del estómago se encuentra una válvula en forma de anillo muscular llamado esfínter esofágico inferior. Normalmente, éste se cierra tan pronto como el alimento pasa a través suyo, si no lo hace completamente o si se abre frecuentemente, el ácido producido por el estómago puede desplazarse a través del esófago.
El paso del ácido a través del esófago genera síntomas como fuerte dolor en el pecho o una sensación de ardor en la garganta. Si los síntomas de reflujo ácido ocurren más de dos veces por semana, se debe comenzar a tratar como la enfermedad por reflujo gástrico o gastroesofágico.
Causas
Una causa común de esta enfermedad es una anomalía del estómago llamada hernia hiatal. Ésta ocurre debido a que la parte superior del estómago y el esfínter esofágico se mueven por encima del diafragma.
Normalmente, el diafragma ayuda a mantener el ácido en el estómago. Pero si la persona tiene una hernia hiatal, el ácido puede moverse hacia el esófago y causar síntomas incómodos de reflujo.
Los factores de riesgo comunes para la enfermedad por reflujo gástrico son:
Consumo de grandes comidas o acostarse justo después de una comida.
Sobrepeso u obesidad.
Alta ingesta de sal de mesa.
Bajo consumo de fibra dietética.
Bajos niveles de ejercicio físico.
Meriendas cerca de la hora de acostarse.
Ingesta de ciertos alimentos, como cítricos, tomate, chocolate, menta, ajo, cebolla o alimentos picantes y/o grasos.
Consumo de bebidas como alcohol, bebidas carbonatadas, café o té.
Fumar
Embarazo
Uso de aspirina, ibuprofeno, relajantes musculares o medicamentos para la presión arterial.
Síntomas
Si el episodio de reflujo gástrico es inofensivo, aislado o si es persistente, por lo general produce el mismo síntoma principal, la acidez; por lo general, ésta empeora al momento en el que la persona se acuesta o se inclina.
El líquido estomacal puede llegar a la parte posterior de la garganta en algunos casos, lo que produce un sabor amargo.
Además de la acidez, con la enfermedad por reflujo gastroesofágico se presentan los siguientes síntomas:
Tos seca y persistente.
Asma y neumonía recurrente.
Náuseas y vómitos.
Problemas en la garganta como dificultad o dolor al tragar, ronquera o laringitis.
Dolor abdominal o en el pecho.
Erosión dental.
Mal aliento.
Otros síntomas de la enfermedad incluyen:
Vómitos y heces con sangre.
Eructos recurrentes.
Hipo que no se detiene.
Pérdida de peso sin causa conocida.
¿Cómo se diagnostica?
Si se presentan los síntomas anteriormente descritos, se debe recurrir al médico; éste puede ordenar exámenes para confirmar un diagnóstico y buscar otros problemas. Las pruebas que comúnmente se realizan son:
Trago de bario o esofagograma para detectar úlceras o un estrechamiento del esófago.
Manometría esofágica para comprobar la función del esófago y del esfínter esofágico inferior.
Monitorización del pH para verificar la presencia de ácido en el esófago.
Endoscopia o gastroscopia para detectar problemas en el esófago o el estómago.
Tratamiento
En muchos casos, el cambio en el estilo de vida es todo lo que necesita una persona para controlar los síntomas de la enfermedad por reflujo gástrico.
Los antiácidos pueden neutralizar el ácido del estómago; sin embargo, en muchos casos pueden causar diarrea o estreñimiento, especialmente si se usan en exceso. Por lo que es recomendable utilizar los que contengan hidróxido de magnesio e hidróxido de aluminio.
¿Qué se recomienda?
Una de las maneras más eficaces para tratar la enfermedad de reflujo ácido es evitar los alimentos y bebidas que desencadenan los síntomas y además se recomienda:
Consumir pequeñas cantidades de comida con más frecuencia durante todo el día.
Dejar de fumar.
Comer por lo menos 3 horas antes de acostarse.
Tratar de dormir en una silla para las siestas diurnas.
No usar ropa apretada o cinturones ajustados.
Tomar medidas para bajar de peso en caso de exceso de peso u obesidad.
Alimentos que pueden ayudar a reducir los síntomas
Verduras de hojas verdes: son bajas en grasa y azúcar y ayudan a reducir el ácido del estómago.
Jengibre: tiene propiedades anti-inflamatorias naturales y es un tratamiento natural para la acidez estomacal y otros problemas gastrointestinales.
Harina de avena: es una fuente importante de fibra, ayuda a absorber ácido en el estómago y reducir los síntomas de reflujo.
Frutas: que no sean cítricas como melones, plátanos, manzanas y peras, son menos propensas a desencadenar síntomas de reflujo que las frutas ácidas.
Carnes magras: como pollo, pavo, pescado y mariscos a la parrilla, asados y horneados, son de bajo contenido de grasa y reducen los síntomas de reflujo ácido.
¿Se debe recurrir a la cirugía?
En raros casos, la enfermedad de reflujo gastroesofágico que es severa y no responde al tratamiento médico puede justificar la intervención quirúrgica en forma de un procedimiento llamado funduplicatura.