BIOLOGÍA DE ANIMALES II

(QUINTO SEMESTRE)

CLAVE:1500 MODALIDAD: Asignatura Fundamental

CREDITOS: 10

REQUISITOS: Biología de Animales I

HORAS POR SEMANA TEORICAS: 4 TEORICO-PRACTICAS: 2

HORAS POR SEMESTRE TEORICAS: 64 TEORICO-PRACTICAS: 32

Objetivos:

1. Estudiar y analizar algunos de los procesos fisiológicos que han favorecido la diversidad animal actual, con el objeto de dilucidar las adaptaciones fisiológicas a distintos ambientes.

2. Analizar el funcionamiento de los aparatos y sistemas con algunos ejemplos representativos que ayuden a su comprensión y fomenten la creatividad del alumno.

3. Integrar los mecanismos y procesos estudiados al nivel molecular y celular con los procesos fisiológicos generales de los animales.

Metodología de la enseñanza:

Curso teórico práctico. La teoría se impartirá mediante exposiciones del profesor y seminarios con la participación activa de los alumnos. Se emplearán técnicas audiovisuales y software ad hoc.

Las prácticas se llevarán a cabo mediante la implementación de experimentos que estén estrechamente relacionados con la teoría.

Evaluación del curso:

Exámenes teórico prácticos (incluyendo uno departamental): 50%. Participación en seminarios 10%. Evaluación práctica 40%.

TEMARIO:

El alumno conocerá conceptos generales aplicados en fisiología animal.

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

I.3. Aclimatación vs ambientación (aclimatización).

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 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.

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 espacio intersináptico.

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

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.

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.

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

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.

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.

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.

Respuestas cardiovasculares al ejercicio y al buceo.

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. 6 h

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 calorimetria.

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. 8 h

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 básica

- Hill, R. W., Wyse, G. A. y Anderson, M. 2016. Animal Physiology. Sinauer Associates, Inc. USA. Cuarta Edición.

- Randall, D., Burggren, W. y French, K. 2003. Eckert Animal Physiology. W. H. Freeman and Co. San Francisco USA. Quinta edición.

- Schmidt-Nielsen, K. 1997. Animal Physiology. Cambridge University Press. UK. Quinta edición.

- Moyes, C. D. y Schulte, P. M. 2007. Principios de Fisiología animal. Pearson Educación S. A. Madrid.

- Willmer, P., Stone, G. y Johnston, I. 2004. Environmental Physiology of Animals. Blackwell Science Ltd. USA. Segunda edición.

- Fanjul, M. L., y Hiriart, M. (eds.) 2008. Biología funcional de los animales. Editado por Siglo XXI. Tomo I.

- Fanjul, M. L., y Hiriart, M. (eds.) 2009. Biología funcional de los animales. Editado por Siglo XXI. Tomo II

- Kandel, E. R., Schwartz, J. H. Jessel, T. M. 2001. Principios de neurociencia. McGraw-Hill. Madrid. España

- Miranda-Anaya, M. y Moreno-Sáenz, E. (Coord) 2011. Manual de prácticas de biología de animales II. Facultad de Ciencias, UNAM. México

- Oakley, B. y Schafer, R. 1992. Experimental Neurobiology. A laboratory manual. The University of Michigan Press. USA.

- Hoar, W. S. y Hickman, C. P. 1978. Manual de laboratorio para Fisiología General y Comparada. Ediciones Omega. Barcelona. España.

-Campbell A. Malcolm and Paradise Christopher J. 2016. Cellular Structure and Function Momentum Press, LLC

-Richard W. Hill, Gordon A. Wyse, Margaret Anderson. 2016. Animal physiology. Sunderland, Massachusetts : Sinauer Associates.

-Kieszenbaum. Histology and Cell Biology. 2012. Elsevier Kisia Seth. 2011. Vertebrates Structures and Functions. CRC Press

-Mescher Anthony L. 2018. Junqueira’s Basic Histology TEXT AND ATLAS. McGraw-Hill Education

-Kardong, Kenneth V. 2012. Vertebrates: comparative anatomy, function, evolution. New York : McGraw-Hill Education.

Referencias electrónicas

https://backyardbrains.com/experiments/

http://www.nernstgoldman.physiology.arizona.edu/

http://fq-unam.org/farmacologia/?page_id=9.

http://www.raosyth.com/patho/picquiz/ekg.shtml

http://thesciencebank.org/index.php?route=information/information&information_id=10

Bibliografía complementaria por temas

Tema I

- Katz, B. 1966. Nerve, muscle and synapse. McGraw-Hill. Nueva York

- Junge, D. 1976. Nerve and muscle excitation. Sinauer. Sunderland Mass.

- Hill, R. W., Wyse, G. A. y Anderson, M. 2016. Animal Physiology. Sinauer Associates, Inc. USA. Cuarta Edición.

- Shepherd, G. M. 1994. Neurobiology. Oxford University Press Inc. Nueva York, USA. Tercera edición.

- Prosser, C. L. 1991. Comparative Animal Physiology. Neural and Integrative Animal Physiology. Wiley Liss, USA. Cuarta edición.

- Nicholls, J. G., Martin, A. R. y Wallace, B. G. 1992. From neuron to brain. Sinauer Associates, USA.

-Budd GE. Early animal evolution and the origins of nervous systems. Philos Trans R Soc Lond B Biol Sci. 2015 Dec 19;370(1684):20150037. doi: 10.1098/rstb.2015.0037. PMID: 26554037; PMCID: PMC4650121.

-Burkhardt P, Sprecher SG. Evolutionary origin of synapses and neurons - Bridging the gap. Bioessays. 2017 Oct;39(10). doi: 10.1002/bies.201700024. Epub 2017 Sep 1. PMID: 28863228.

-Watanabe H, Fujisawa T, Holstein TW. Cnidarians and the evolutionary origin of the nervous system. Dev Growth Differ. 2009 Apr;51(3):167-83. doi: 10.1111/j.1440-169X.2009.01103.x. PMID: 19379274.

Tema II Y III

-Katz, B. 1966. Nerve, muscle and synapse. McGraw-Hill. Nueva York

- Junge, D. 1976. Nerve and muscle excitation. Sinauer. Sunderland Mass.

- Hill, R. W., Wyse, G. A. y Anderson, M. 2016. Animal Physiology. Sinauer Associates, Inc. USA. Cuarta Edición.

Tema IV

-Fanjul, M. L., y Hiriart, M. (eds.) 2008. Biología funcional de los animales. Editado por Siglo XXI. Tomo I

-Hill, R. W., Wyse, G. A. y Anderson, M. 2016. Animal Physiology. Sinauer Associates, Inc. USA. Cuarta Edición.

- Moyes, C. D. y Schulte P. M. (2014) Principles of Animal Physiology. Pearson Education Limited. Segunda edición.

- Nicholls, J. G., Martin, A. R. y Wallace, B. G. 1992. From neuron to brain. Sinauer Associates, USA.

- Shepherd, G. M. 1994. Neurobiology. Oxford University Press Inc. Nueva York, USA. Tercera edición.

- Sherwood, L., Klandorf H. y Yancey P. H. (2013 ) Animal Physiology. From genes to organisms. Brooks/Cole CENGAGE Learning. Segunda edición.

- Randall, D., Burggren, W. y French, K. 2003. Eckert Animal Physiology. W. H. Freeman and Co. San Francisco USA. Quinta edición

Tema V

- Fanjul, M. L., y Hiriart, M. (eds.) 2009. Biología funcional de los animales. Editado por Siglo XXI. Tomo II.

- Randall, D., Burggren, W. y French, K. 2003. Eckert Animal Physiology. W. H. Freeman and Co. San Francisco USA. Quinta edición.

- Hill, R. W., Wyse, G. A. y Anderson, M. 2016. Animal Physiology. Sinauer Associates, Inc. USA. Cuarta Edición.

- Katz, B. 1966. Nerve, muscle and synapse. McGraw-Hill. Nueva York

Tema VI

- Fanjul, M. L., y Hiriart, M. . (eds.) 2008. Biología funcional de los animales. Editado por Siglo XXI. Tomo I.

- -- - Willmer, P., Stone, G. y Johnston, I. 2004. Environmental Physiology of Animals. Blackwell Science Ltd. USA. Segunda edición

- Moyes, C. D. y Schulte P. M. (2014) Principles of Animal Physiology. Pearson Education Limited.

- Sherwood, L., Klandorf H. y Yancey P. H. (2013) Animal Physiology. From genes to organisms. Brooks/Cole CENGAGE Learning.

Tema VII

- Prosser, C. L. 1991. Comparative Animal Physiology. Environmental and Metabolic Animal Physiology. Wiley Liss, USA. Cuarta edición.

- Hill, R. W., Wyse, G. A. y Anderson, M. 2016. Animal Physiology. Sinauer Associates, Inc. USA. Cuarta Edición.

- Randall, D., Burggren, W. y French, K. 2003. Eckert Animal Physiology. W. H. Freeman and Co. San Francisco USA. Quinta edición.

Tema VIII

- Barrington, E. J. W. 1977. Introducción a la Endocrinología General y Comparada. Ed. Blume. Madrid, España. Segunda edición.

- Norris, D. O. 1996. Vertebrate Endocrinology. Academic Press. San Diego, USA. Tercera edición.

- Moyes, C. D. y Schulte, P. M. 2007. Principios de Fisiología animal. Pearson Educación S. A. Madrid.

- Randall, D., Burggren, W. y French, K. 2003. Eckert Animal Physiology. W. H. Freeman and Co. San Francisco USA. Quinta edición.

- Hill, R. W., Wyse, G. A. y Anderson, M. 2016. Animal Physiology. Sinauer Associates, Inc. USA. Cuarta Edición.

-Duval Fabrice, González Félix y Rabia Hassen. 2010. Neurobiología del estrés. Rev Chil Neuro-Psiquiat; 48 (4): 307-318

-Falcón J, Besseau L, Fuentès M, Sauzet S, Magnanou E, Boeuf G. Structural and functional evolution of the pineal melatonin system in vertebrates. Ann N Y Acad Sci. 2009 Apr;1163:101-11. doi: 10.1111/j.1749-6632.2009.04435.x. PMID: 19456332.

-Schlosser Gerhard. 2021. Development of Sensory and Neurosecretory Cell Types. CRC Press

Tema IX y X

- Prosser, C. L. 1991. Comparative Animal Physiology. Environmental and Metabolic Animal Physiology. Wiley Liss, USA. Cuarta edición.

- Hill, R. W., Wyse, G. A. y Anderson, M. 2016. Animal Physiology. Sinauer Associates, Inc. USA. Cuarta Edición.

- Randall, D., Burggren, W. y French, K. 2003. Eckert Animal Physiology. W. H. Freeman and Co. San Francisco USA. Quinta edición --Bettex DA, Prêtre R, Chassot PG. Is our heart a well-designed pump? The heart along animal evolution. Eur Heart J. 2014 Sep 7;35(34):2322-32. doi: 10.1093/eurheartj/ehu222. Epub 2014 Jun 10. PMID: 24917644.

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Tema XI

- Hill R. W., Wyse G. A. y Anderson M (2012) Animal Physiology. Sinauer Associates, Inc. Tercera edición.

- Moyes, C. D. y Schulte P. M. (2014) Principles of Animal Physiology. Pearson Education Limited. Segunda edición.

- Sherwood, L., Klandorf H. y Yancey P. H. (2013 ) Animal Physiology. From genes to organisms. Brooks/Cole CENGAGE Learning. Segunda edición.

- Dantzler, William H. 2016. Comparative physiology of the vertebrate kidney. New York, New York : Springer. http://dx.doi.org/10.1007/978-1-4939-3734-9 Texto completo

-Gallardo Pedro A. and Vio Carlos P. 2018. Renal physiology and hydrosaline metabolism. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-031-10256-1

-Wilson JX. The renin-angiotensin system in nonmammalian vertebrates. Endocr Rev. 1984 Winter;5(1):45-61. doi: 10.1210/edrv-5-1-45. PMID: 6368215.

Referencias electrónicas

Tema I

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/28/html/sec_6.html

https://www.biointeractive.org/classroom-resources/molecular-mechanism-synaptic-function

https://www.biointeractive.org/classroom-resources/cone-snail-toxins-and-paralysis

https://www.youtube.com/watch?v=HVbQxuZPkq4

Tema II y III

http://nerve.bsd.uchicago.edu/

http://www.nernstgoldman.physiology.arizona.edu/

https://www.youtube.com/playlist?list=PL0151977DFFAE2889

https://www.youtube.com/watch?v=Ptmlvtei8hw

https://www.youtube.com/watch?v=oa6rvUJlg7o

http://www.lofsur.cl/proyectos/kokori/

https://www.physiology.org/doi/full/10.1152/advan.00051.2003

https://media.hhmi.org/biointeractive/click/Neuron_Activity/05.html

Tema IV

https://www.jove.com/science-education/v/10849/what-is-a-sensory-system

https://www.jove.com/science-education/v/10850/concepts/the-tongue-and-taste-buds

https://www.jove.com/science-education/v/10852/concepts/olfaction

https://www.jove.com/science-education/v/10853/concepts/hearing

https://www.jove.com/science-education/v/10854/concepts/hair-cells

https://www.jove.com/science-education/v/10856/undefined

https://www.jove.com/science-education/v/10857/concepts/the-retina

https://www.jove.com/science-education/v/10858/concepts/vision

https://www.jove.com/science-education/v/10859/concepts/somatosensation

https://www.jove.com/science-education/v/10860/concepts/thermosensation

Tema XI

https://www.jove.com/science-education/v/10891/concepts/filtration-and-urine-formation

https://www.jove.com/science-education/v/10893/concepts/hormonal-regulation

https://www.jove.com/science-education/v/10989/concepts/osmoregulation-in-fishes

https://www.jove.com/science-education/v/10990/concepts/osmoregulation-in-insects

https://www.jove.com/science-education/v/10998/concepts/comparative-excretory-systems