Biología (plan 1997) 2022-2

Quinto Semestre, Biología de Animales II

BIOLOGÍA DE ANIMALES II – FISIOLOGÍA ANIMAL ADAPTATIVA - Grupo 5243

PROGRAMA DEL CURSO Y CALENDARIO DE ACTIVIDADES

Curso impartido en línea y a distancia: Curso virtual teórico-práctico

Horario: martes y viernes, 11:00 a 14:00 h

Estrategias docentes a distancia:

Herramientas sincrónicas: Plataformas Google Meet; Zoom; Kahoot!; simulaciones

Herramientas asincrónicas: Plataforma Google (Drive; Classroom); presentaciones temáticas; video-cápsulas; simulaciones; correo-e; libros básicos electrónicos; bases de información (https://bidi.unam.mx; https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov; https://sciencedirect.com; https://scholar.google.es/schhp?hl=es)

IMPORTANTE:

Se requiere que todos l@s alumn@s cuenten con un correo institucional (@ciencias…) o en su defecto @gmail.com. Una vez inscritos a la asignatura se estructurará la lista de distribución y se les enviará el domingo 13 de febrero la invitación a la reunión informativa junto con las instrucciones para realizar el enlace en Meet (meet.google.com/iie-tzsy-fzb). En el caso de alumnos que no se hayan inscrito aún y les interese participar en la presentación del curso, deberán enviarnos un correo electrónico para integrar sus emails a la lista de distribución y poder invitarlos oportunamente a la reunión informativa.

Reunión informativa: martes 15 de febrero de 2022, 11:00 h

OBJETIVOS DEL CURSO

- Que el estudiante analice y comprenda algunas de las adaptaciones fisiológicas que han favorecido la diversidad animal actual, en un contexto adaptativo.

- Que el estudiante comprenda procesos funcionales centrales con algunos ejemplos representativos, formulando modelos experimentales que ayuden a su comprensión y fomenten la creatividad del estudiante.

- Que el estudiante analice los fundamentos de estos fenómenos e integre los procesos relacionados a diferentes niveles de organización biológica, que les permita entender la adecuación de los organismos.

IMPORTANTE

El Calendario de Actividades durante el semestre 2021-2, la Estrategia de evaluación y la Bibliografía básica (textos básicos) estarán disponibles (compartidos) en el Drive del curso

(https://drive.google.com/drive/folders/11cjTrkbY1cv_nJ9aI3fq6tssx8QdJVdw), a partir del domingo 13 de febrero.

PROFESORES

M. en C. Diana Pardo de la Rosa; dianapardo@ciencias.unam.mx

Laboratorio de Biología Animal Experimental

Departamento de Biología Celular, Facultad de Ciencias, UNAM

Dra. Cecilia Vanegas Pérez; rcvp@ciencias.unam.mx

Laboratorio de Ectoxicología de Organismos Acuáticos

Departamento de Ecología y Recursos Naturales, Facultad de Ciencias, UNAM

I. CALENDARIO DE ACTIVIDADES

NOTAS

1. Una sesión antes de la presentación de los Seminarios de los diferentes temas, se deberá entregar el resumen (por equipo) del artículo seleccionado para el seminario.
2. La entrega del reporte de las prácticas se realizará (de acuerdo a los procedimientos del método científico) una semana después de analizados los resultados de la práctica.
3. Se sugiere que los artículos científicos que se seleccionen para presentar en seminarios se revisen previamente con los profesores del curso. Deberán ser artículos en inglés sobre temas específicos, de revistas indexadas y actuales (cinco años máximo de ser publicados).

EVALUACIÓN

Se fundamentará en los siguientes aspectos:

1. Participación: 10 %

2. Tareas, ejercicios: 25 %

3. Seminarios: 25 %

4. Trabajo experimental (prácticas): 40 %

BIBLIOGRAFÍA BÁSICA

● Hill R.W., Wyse G.A. and Anderson, M. 2013. Animal Physiology. Sinauer Associates, Inc. USA. 3erd. Edition. 985 pp.

● Nelson D.L. and Cox M.M. 2000. Lehninger. Principles of Biochemistry. W.H. Freeman and Company. NY. 1336 pp.

● Prosser L. 1991. Environmental and Metabolic Animal Physiology. Wiley Liss. NY. 577 pp.

● Prosser L. 1991. Neural and Integrative Animal Physiology. Wiley Liss. NY.776 pp.

● Schmidt-Nielsen K. 1997. Animal Physiology, adaptations and environment. 4^th Edition. Cambridge University Press. NY. 602 pp.

● Randall D.J, Burggren W. and French K. 2003. Eckert Animal Physiology, Mechanisms and Adaptations. 5^th. Edition. W.H. Freeman and Company, NY. 728 pp.

● Rubinstein R. and Alcock J. 2019. Animal Behavior. 11^th Edition. Sinauer Associates. Oxford University Press. NY. 658 pp.

II. PROGRAMA BIOLOGÍA DE ANIMALES II

AREA: Biología CLAVE: 1500 MODALIDAD: Asignatura Fundamental

CREDITOS: 10 REQUISITOS: Biología de Animales I

I. CONCEPTOS GENERALES EN FISIOLOGÍA ADAPTATIVA

El alumno conocerá conceptos generales aplicados en fisiología animal.

I.1. Homeostasis, homeocinesis, reostasis y retroalimentación.

I.2. Adaptación fisiológica. Conformistas vs reguladores.

I.3. Aclimatación vs ambientación (aclimatización).

II. BASES GENERALES DE LA EXCITABILIDAD CELULAR

Se introduce al alumno al estudio del potencial de reposo y de acción, a las propiedades eléctricas de las membranas de neuronas y células musculares.

II.1. Bases iónicas del potencial de reposo. Permeabilidad de membrana Ecuación de Fick, mecanismos de transporte activo y pasivo.

II.2. Equilibrio electroquímico, Ecuación de Nernst y de Campo Constante.

II.3. Canales iónicos y propiedades de los canales asociados a los procesos de excitabilidad de la membrana (Na⁺, K⁺, Ca⁺⁺).

II.4 Potenciales electrotónicos y su propagación. Resistencia y capacitancia de la membrana celular.

II.5 Potenciales de acción, propagación por la membrana, mielina y conducción saltatoria.

III. MECANISMOS DE COMUNICACIÓN DE CÉLULAS EXCITABLES

Se introduce al alumno en los procesos de comunicación entre neuronas y células musculares.

III.1. Sinapsis eléctrica y química, potenciales sinápticos, inhibición y excitación sináptica.

III.2. Inhibición y modulación sináptica. Suma temporal y espacial.

III.3. Transmisores químicos: diversidad y acción excitadora, inhibitoria y moduladora.

III.4. Receptores de membrana para transmisores químicos. Dinámica de regulación de receptores.

III.5. Regulación de neurotransmisores acetilcolina y noradrenalina en el espacio intersináptico.

III.6. Introducción general al estudio de los segundos mensajeros.

IV. RECEPTORES SENSORIALES E INTEGRACIÓN NERVIOSA

Se hace un análisis de este proceso en relación con la conducta y aprendizaje en los animales.

IV.1. Especificidad, potencial generador y de receptor. Adaptación.

IV.2. Fotorreceptores: el ojo compuesto de invertebrados (Octopus como caso particular) y vertebrados.

IV.3. Pigmentos visuales, visión nocturna y visión colorida.

IV.4. Mecanorreceptores: audición; quimiorreceptores: gusto y olfato.

IV.5 Integración neural en reflejos y ritmos motores centrales.

V. INTEGRACIÓN NEUROENDÓCRINA BÁSICA EN DISTINTOS GRUPOS DE ANIMALES

Se introduce al alumno al estudio de la regulación neuroendócrina mediada por hormonas.

V.1. Definición y tipos de hormonas.

V.2. Sistemas endocrinos en invertebrados (insectos y crustáceos)

V.3. Sistemas endocrinos en vertebrados: eje hipotálamo hipófisis, tiroides, suprarrenales y gónadas

V.4. Ritmos biológicos.

V.5. Características generales de los ritmos circadianos.

V.6. Ritmos circa lunares y circa anuales de reproducción y migración. Inducción fotoperiódica. V.7. Participación de la glándula pineal y la melatonina en los ciclos de reproducción.

VI. ORGANIZACIÓN BÁSICA DEL SISTEMA NERVIOSO

Se hace una breve exposición sobre las características de este sistema en los animales.

VI.1. Sistema nervioso central en invertebrados: neuropilos, ganglios y conectivos

VI.2. Sistema nervioso central en vertebrados: La médula espinal y el encéfalo: bulbo, puente, cerebelo, lóbulo óptico, tálamo, hipotálamo, cerebro.

VI.3. Organización general de la corteza cerebral en los mamíferos.

VI.4. Sistema nervioso simpático y parasimpático.

VII. ORGANIZACIÓN BÁSICA DEL SISTEMA MÚSCULO ESQUELÉTICO Y MOVIMIENTO

El alumno conocerá el funcionamiento de este sistema en los Animalia.

VII.1 La placa neuromotora.

VII.2 Proteínas contráctiles y teoría de los puentes cruzados.

VII.3 Propiedades mecánicas del músculo en contracción.

VII.4 Diferencias entre los distintos tipos de músculos (liso, estriado y cardiaco).

VII.5 Análisis comparativo de la contracción muscular entre los animales, con relación a las posibilidades de movimiento (acelomados, blastocelomados y celomados).

VII.6 Mecánica del músculo esquelético. Adaptaciones para locomoción en distintos animales.

VIII. CIRCULACIÓN GENERAL DE LA SANGRE

Se analiza este sistema de transporte en los grupos de animales.

VIII.1. Composición general de la sangre en vertebrados y de hemolinfa en invertebrados.

VIII.2. Plan general de circulación en vertebrados, sistema venoso, arterial y linfático.

VIII.3. Hemodinámica, flujo laminar y turbulento, presión arterial.

VIII.4. Regulación nerviosa del flujo sanguíneo capilar.

VIII.5. Comparación de la morfología del corazón entre invertebrados y vertebrados.

VIII.6. Actividad eléctrica del corazón, origen miogénico vs neurogénico del latido cardiaco.

VIII.7. Regulación del ciclo cardiaco por el sistema nervioso central.

VIII.8. Respuestas cardiovasculares al ejercicio y al buceo.

IX. TRANSPORTE E INTERCAMBIO DE GASES Y REGULACIÓN DEL PH CORPORAL

El alumno conocerá los distintos tipos de respiración presentes en los animales y la participación del intercambio gaseoso en la regulación del pH extracelular.

IX.1. Disponibilidad de oxígeno. Pigmentos respiratorios y sus propiedades, curvas de saturación de la hemoglobina y Efecto Bohr.

IX.2. Transporte de CO₂ y O₂. Actividad de la anhidrasa carbónica.

IX.3. Análisis comparativo entre las superficies de intercambio de gases entre organismos acuáticos y terrestres. Respiración cutánea, traqueal, branquial y pulmonar.

IX.4. Regulación neural de la ventilación en mamíferos.

IX.5. Adaptaciones respiratorias durante el ejercicio, la altura y buceo.

IX.6. Regulación del pH celular y corporal, sistemas amortiguadores naturales.

X. METABOLISMO Y TEMPERATURA

Se analizan los mecanismos de regulación de la temperatura que se presentan en los animales, y sus efectos en el mantenimiento de la vida.

X.1. Tasa metabólica basal y calorimetría.

X.2. Tamaño corporal y tasa metabólica.

X.3. Ectotermos, endotermos y heterotermos.

X.4. Adaptaciones fisiológicas a temperaturas extremas. Hibernación, torpor, estivación.

X.5. Mecanismos de regulación termostática en la homeotermia.

XI. OSMORREGULACIÓN Y EXCRECIÓN

Se introduce al alumno al estudio de los procesos de regulación osmótica e iónica, y se analiza el proceso de excreción nitrogenada.

XI.1. Ósmosis y presión osmótica de los líquidos del cuerpo.

XI.2. Balance de los osmolitos y comparación entre los organismos acuáticos marinos, de agua dulce y terrestres.

XI.3. Órganos osmorreguladores en los cordados.

XI.4. Estructura y función del riñón de mamíferos.

XI.5. La nefrona como unidad funcional del sistema excretor y regulador de iones.

XI.6. Regulación hormonal de la reabsorción tubular.

XI.7. Participación del riñón en la regulación del pH de la sangre.

XI.8. Síntesis y propiedades de las distintas sustancias de excreción nitrogenada.

BIBLIOGRAFÍA (Bibliografía Básica)

· Donnersberger A., Lesak A. 2000. Laboratory textbook of anatomy and physiology. Boston Jones and Bartlett Ed. 250 pp.

· Fanjul, M.L. y M. Hiriart. (Eds). Biología funcional de los animales. (Tomos I y II). 2008 y 2009. Siglo XXI. México.

· Hill R.W., Wyse G.A. and Anderson M. 2013. Animal Physiology. Sinauer Associates, Inc. USA. 3erd. Edition. 985 pp.

· Hoar S. and Hickman C.P. A laboratory companion for general and comparative physiology. 1966. Prentice Hall. New Jersey. 296 pp.

· Joel A., Allen M. and Rovick A. 1999. Problem solving in physiology. Upper Saddle River, New Jersey: Prentice-Hall. 400 pp.

· Kandel E. and Schwartz J. 2002. Principles of neural science. Second Edition. Elsevier, NY. 979 pp.

· Lups Commission on Teaching Physiology. 1991. A source book of practical experiments in physiology requiring minimal equipment. Prepared by the Lups commission on teaching physiology .Singapore. World Scientific. 193 pp.

· Moyes C.D. and Schulte P.M. 2007. Principios de Fisiología Animal. Pearson-Addison Wesley. Madrid. 767 pp.

· Nelson D.L. and Cox M.M. 2000. Lehninger. Principles of Biochemistry. W.H. Freeman and Company. NY. 1336 pp.

· Nicholls J.G., Martin A.R. and Wallace B.G. 1992. From neuron to brain. Sinauer Associates Inc. Sunderland Mass. 807 pp.

· Prosser L. 1991. Environmental and Metabolic Animal Physiology. Wiley Liss. NY. 577 pp.

· Prosser L. 1991. Neural and Integrative Animal Physiology. Wiley Liss. NY. 776 pp.

· Randall D.J., Burggren W. and French K. 2003. Eckert Animal Physiology, Mechanisms and Adaptations. Fifth Edition. W.H. Freeman NY. 728 pp.

· Rubinstein R. and Alcock J. 2019. Animal Behavior. 11^th Edition. Sinauer Associates. Oxford University Press. NY. 658 pp.

· Schmidt-Nielsen K. 1997. Animal Physiology, adaptations and environment. Cambridge University Press. NY. 602 pp.

· Sherwood L., Klandorf H. and Yancey P.H. 2005. Animal Physiology. From Genes to Organism. Brooks Cole. USA.

· Stephen E. Di Carlo. 1998. Experiments and demostrations in physiology. Upper Saddle River, New Jersey. Prentice Hall. 123pp.

· Wood M.G. Laboratory textbook of anatomy and physiology. 688 pp.

· Zicha J. and Zdenek D. (Eds.). 1989. Methods in animal physiology, Boca Raton, Florida.