Manual de Zoología: Teórico-Práctico, Fascículo I: Microscopía. Técnica Histológica. Mitosis. Taxonomía. Protozoarios

ANZALONE

c u r s o

d e

zoología TEÓRICO PRACTICO DE DE

ACUERDO ENSEÑANZA

AL

PROGRAMA SECUNDARIA

BARREIRO Y R A M O S S. A. - EDITORES MONTEVIDEO

A

mi madre

A la memoria de mi padre.

T O D O EJEMPLAR Q U E N O

ESTE N U -

MERADO

POR

AUTOR,

Y SE

RUBRICADO CONSIDERARA

SU

FALSIFI-

C A D O Y ESTA P R O H I B I D A S U V E N T A .

Dr. ANTONIO R. ANZALONE Prof. de Ciencias

Biológicas

en Enseñanza

MANUAL

Secundaria

DE

ZOOLOGÍA TEÓRICO-PRACTICO

MICROSCOPÍA, TÉCNICA HISTOLÓGICA. MITOSIS. TAXONOMÍA, PROTOZOARIOS.

CUARTA E D I C I Ó N (EN 4 F A S C Í C U L O S )

De acuerdo al programa reestructurado en 1963, vigente en los Cursos Teórico-Prácticos de Preparatorios de Medicina, Farmacia, Química Industrial, Odontología, Veterinaria y Agronomía.

BARREIRO Y R A M O S S. A. MONTEVIDEO

Colección de Ciencias Biológicas "BARREIRO" TÍTULOS PUBLICADOS

1

Curso de HIGIENE - Anzalone

4? edición 1974

Texto autorizado por el Consejo Nacional de Enseñanza Secundaria. De acuerdo al programa vigente en 49 año liceal, plan 1941, reestructurado en 1963 y en 3er. año (plan 1968). Contiene el programa de Magisterio (Primer año).

2

Curso d e BIOLOGÍA - Anzalone

4? edición 1974

Texto autorizado por el Consejo Nacional de Enseñanza Secundaria. De acuerdo al programa vigente en 4 9 año liceal, plan 1941, reestructurado en 1963, a los programas de Ciencias Naturales 5 9 ano, del plan 1963 (liceos "pilotos") y de 3er. año plan 1968 (liceos nocturnos).

3

Manual de ZOOLOGÍA - Anzalone

4? edición 1974

De acuerdo a los programas de los cursos teórico-prácticos de Preparatorios de Medicina, Agronomía, Farmacia, Química Industrial, Veterinaria y Abogacía. Fascículo I. — Fascículo II. — Fascículo III. — Fascículo I V . ^

Microscopía. Mitosis. Taxonomía. Protozoarios. Poríferos. Cnidarios. Platelmintos. Nematelmintos. Anélidos. Artrópodos. Moluscos. Equinodermos (en prensa). Vertebrados (en prensa).

4

HISTOLOGÍA

(tejidos animales y vegetales). Anzalone 1? edición 1970

5

BIOLOGÍA (II Ciclo) - Anzalone

3? edición 1974

De acuerdo a los programas vigentes en les cursos de Preparatorios de Abogacía, Medicina, Farmacia, Química Industrial, Química Biológica, Veterinaria y Agronomía. Fascículo I. — Ciencias Biológicas. Relaciones con las demás ciencias. M é todo científico. Caracteres generales de los seres vivos. Modos de n u trición: autótrofos y heterótrofos. Fuentes de energía: fotosíntesis y quimiosíntesis. Protoplasma. — Estructura química: elementos biógenos y principios inmediatos. Propiedades físicas. Estados dispersos. Dispersiones coloidales. Fascículo II. — C É L U L A . Estructura y función celular. Anatomía y ultraestructura celular. F I S I O L O G Í A C E L U L A R . — Lias enzimas y su importancia biológica. D i visión celular: mitosis, amitosis y meyosis. Cromosomas. Células haploides y diploides. Funciones de nutrición y relación celulares. Ciclo de la energía. Fascículo III. — Individuo. Unicelulares y pluricelulares. Animales y v e g e tales. Nutrición en vegetales y en animales. C O M P O R T A M I E N T O en vegetales. C O M P O R T A M I E N T O en animales. R E P R O D U C C I Ó N : asexuada y sexuada. Gametogénesis. Fecundación. Partenogénesis. Determinación del sexo. D E S A R R O L L O . — Tipos de huevos. Desarrollo embrionario. Crecimíenlo. Fascículo IV. — G E N É T I C A (1974). Leyes de Mendel. Teoría cromosómica. Los genes (estructura, propiedades y modos de acción). Los ácidos nucleicos en acción. El código genético. La síntesis proteica. H E R E N C I A H U M A N A . Métodos de estudio. Herencia normal y patológica. Fascículo V . — E C O L O G Í A . E V O L U C I Ó N . O R I G E N D E L A V I D A . ORIGEN DEL HOMBRE. Antropología. — El futuro del hombre (en prensa).

6

EL HOMBRE (Anatomía. Fisiología. Higiene) de Venturino-Anzalone

2? edición 1974

Texto autorizado por el Consejo de Enseñanza Secundaria (noviembre 1971). De acuerdo a los programas vigentes en 3er. año (plan 1963) CIENCIAS NATURALES III (liceos "pilotos") y en 2do. año (HISTORIA NATURAL II), del plan 1941. T o m o I. — Organización y funcionamiento elemental del organismo. Concepto y estructura celular. Disposición en tejidos. Las fuentes de la materia y la energía para el hombre. Alimentos y nutrimentos. Origen, utilización e importancia de los distintos nutrimentos. La transformación del alimento (aparato digestivo y digestión en sus diferentes órganos). Higiene de la alimentación. El transporte de la sustancia asimilable. Medio interno: sangre, linfa y sus funciones respectivas. Aparato circulatorio: corazón, vasos sanguíneos. Circulación linfática. Higiene del aparato circulatorio. Obtención y utilización del oxígeno. Respiración y aparato respiratorio. Respiración celular. Higiene de la respiración. El deslino de la sustancia no asimilada. Defecación. Excreción (renal y cutánea). Ciclos biológicos naturales. T o m o II. — Bases del comportamiento humano. Reacciones biológicas fundamentales de los seres vivos. Tactismos. Tropismos. Taxias. Reflejos. Motricidad voluntaria. Sensibilidad consciente. Los receptores. Receptores externos: órganos de los sentidos. I n t e r ceptores. Los centros elaboradores. Sistema nervioso. Encéfalo. Médula espinal. Neuronas y fibra nerviosa. Sistema nervioso autónomo. Regulación humoral: glándulas endocrinas y hormonas. Higiene del sistema nervioso. Los efectores. El sistema locomotor. Hueso. Cartílago. Esqueleto. Articulaciones. El sistema muscular. Músculos. Trabajo muscular. Fatiga. Higiene del aparato osteo-muscular. La auioperpetuación del hombre. Reproducción. Gametos. Gametogénesis. Sexo. Caracteres sexuales. Dimorfismo sexual. Fecundación Gestación. Maternidad. El hombre y el medio en que vive. Peculiaridades humanas. El hombre y la comunidad. Problemas biológicos del hombre moderno. Civilización y cultura. Salud y enfermedad. Superpoblación. El problema de la alimentación del futuro. El hombre en la conquista del espacio. Estratosfera e ionosfera. Problemas biológicos en la conquista del espacio.

7

ANATOMÍA Y FISIOLOGÍA de Venturino-Anzalone. - 1973-74 De acuerdo al programa de Preparatorios (Segundo Ciclo) de Medicina, Veterinaria, Odontología, Química y cursos similares. Fascículo 1. — S I S T E M A O S T E O - A R T I C U L A R . Configuración, estructura y composición de los huesos. Osificación. Esqueleto de la cabeza, tronco y miembros. A R T R O L O G I A . Consideraciones generales sobre sinartrosis, anfi-artrosis y diartrosis (abril de 1973). Fascículo 2. — S I S T E M A M U S C U L A R . Anatomía de los músculos. Principales músculos. Fisiología muscular (mayo de 1973). Fascículo 3. — A L I M E N T A C I Ó N . A N A T O M Í A Y F I S I O L O G Í A D E L A P A RATO DIGESTIVO. ABSORCIÓN. L A S FUNCIONES DEL HÍGADO, (diciembre 1973). Fascículo 4. — M E D I O I N T E R N O : S A N G R E Y L I N F A . H E M O C I T O P O Y E S I S . A P A R A T O CIRCULATORIO Y FISIOLOGÍA DE L A CIRCULACIÓN. (Junio 1974). Fascículo 5. — A P A R A T O R E S P I R A T O R I O Y F I S I O L O G Í A D E L A RESPIR A C I Ó N . A S I M I L A C I Ó N Y D E S A S I M I L A C I O N (metabolismo intermedio de agua, sales minerales y sustancias orgánicas). (En prensa). Fascículo 6. — A P A R A T O E X C R E T O R . F U N C I O N E S DE E L I M I N A C I Ó N . SISTEMA ENDOCRINO. FUNCIONES DE REPRODUCCIÓN. GESTACIÓN. D E S A R R O L L O E M B R I O N A R I O . Fascículo 7. — S I S T E M A N E R V I O S O .

EN PREPARACIÓN

8

Curso de BOTÁNICA (Primer Ciclo) - Veniurino-Anzalone.

9

Curso de ZOOLOGÍA (Primer Ciclo) - Anzalone.

ACLARACIÓN PRELIMINAR Con esta publicación se intenta hacer llegar al estudiante del Segundo Ciclo de Enseñanza Secundaria, información teórico-práctica que le permita obtener el máximo aprovechamiento del Curso de Zoología. Todos sabemos que la mejor manera de aprender ciencias naturales consiste en realizar cada estudiante su experiencia personal, orientada por los docentes respectivos. Esperamos que estas páginas guíen ese esfuerzo, facilitando la necesaria información previa. Hemos respetado la orientación del programa vigente, dándole preeminencia a los temas de interés nacional. Pretendemos realizar, cada vez más, una Zoología biológica, y de repercusión en la profilaxis de las afecciones médicas y veterinarias, infecciosas o parasitarias, más comunes en nuestro medio. Creemos que es inútil, y muchas veces puede resultar perjudicial para el alumno de enseñanza media, el hacer gala de erudición taxonómica y conocimiento de especies zoológicas exóticas, en detrimento, muchas veces, del conocimiento firme de problemas sanitarios uruguayos. El cuestionario que figura al final de cada tema, con alcance teórico-práctico, obligará muchas veces a la consulta de textos diversos al estudiante, y creemos que podría representar un necesario nexo entre el curso teórico y el práctico y el fermentario para promover nuevas inquietudes. El apoyo que recibieron estas páginas de mis distinguidos colegas de Enseñanza Secundaria, en su más modesta presentación anterior, nos obligó a mejorar este libro considerablemente. Hemos tenido muy en cuenta las inteligentes sugerencias que nos hicieron llegar docentes amigos, que de esta manera coparticiparon en nuestra labor. Señalamos nuestro agradecimiento a la invalorable colaboración de la Prof. Glaucia Pérez Mosquera, brillante docente que actuó junto a nosotros en el querido Instituto Eduardo Acevedo, que intervino en la redacción de la primera edición y en el planteo general del Manual. Y destacamos la colaboración del excelente amigo y colega Prof. Dr. Walter Venturino, que aportó material valioso, cedido con la generosidad que lo caracteriza. No podemos olvidar la eficiente labor de quienes hicieron posible la publicación inicial: Sres. Afonzo, Bonilla y Buceta. Y en esta oportunidad, hacemos público nuestro reconocimiento a la Casa Editora: Barreiro y Ramos S. A., que con su enorme prestigio y capacidad técnica, cuidó la presentación gráfica de este libro.

En los fascículos 2 y 3 incorporamos importante colaboración del distinguido colega Prof. Carlos Berroa quien, desde Durazno, nos ha hecho llegar interesantes aportes científicos. En esta cuarta edición, atendiendo indicaciones de varios colegas incluimos algunos temas teóricos como Taxonomía y Generalidades de cada phylum, mejoramos el número y la calidad de las ilustraciones y reorganizamos el libro para que pudiera ser utilizado como texto de orientación en los cursos de ZOOLOGÍA, tanto teóricos como prácticos. Por ello incorporamos la subdivisión taxonómica de los diferentes tipos y temes que figuran en el programa teórico. Mantenernos orientación metodológica primitiva, es decir, insistir en la presentación fundamentalmente experimental de los temas, tomando ejemplares representativos y de fácil estudio para comprender las características de cada grupo zoológico. Y obviamos los detalles taxonómicos y la descripción pormenorizada de especies exóticas, así como los tipos de escasa importancia zoo-biológica. A. R. Anzalone Marzo 1974

MICROSCOPÍA

1

MANEJO DEL MICROSCOPIO. — En las distintas etapas de este curso práctico de Zoología utilizaremos frecuentemente dos instrü^ mentos sumamente valiosos: a) el microscopio simple o lupa; y b) el microscopio compuesio fotónico. Si tenemos oportunidad de visitar un laboratorio especializado, podremos realizar observaciones con el microscopio eleclrónico y otras formas de microscopía que significan positivos avances en el perfeccionamiento de éstos instrumentos de investigación científica. a) Microscopio simple o lupa (ver fig. 1). — Está constituido por una o varias lentes (funcionando como una sola) convergentes, que producen una imagen del objeto mayor que éste, derecha y virtual.

Fig. 1. —

Lupa

y formación

de la imagen

respectiva.

La lupa debe colocarse a la distancia de visión distinta, que para un ojo normal es a 25 cms. del ojo, y el objeto ubicarse en el plano focal de la lupa, o sea a menor distancia que su distancia focal principal. La convergencia o potencia de una lente, es la inversa de su distancia focal expresada en metros. Y dicho cociente se evalúa en dioptrías. La lupa forma imágenes distorsionadas del objeto y el aumento que produce es relativamente pequeño. Su límite mínimo de observación es 0.1 mm. Por tanto, emplearemos este instrumento para visua— 9 —

lizar detalles en objetos o animales visibles a simple vista (aparato bucal de insectos, alas, patas, larvas, crustáceos inferiores, segmentos de tenias, etc.). Mediante la lupa binocular (con dos tubos convergentes), se puede conseguir una imagen estereoscópica y observar en relieve organismos pequeños e incluso efectuar disecciones finas. Funciona como un par de prismáticos. b) Microscopio compuesto fotónico. — Es un instrumento óptico mucho más complejo que la lupa, que permite mayores aumentos del OCULAR TUBO ALARGADERA

CREMALLERA TUBO

TORNILLO MACROMETRICO

REVOLVER

TORNILLO MICROMETR'ICO

OBJETIVO PLATINA

COLUMNA

CONDENSADOR SUB PLATINA

ARTICULACIÓN

ESPEJO

PIE Fig. 2. — Microscopio

compuesto

— 10 —

monocular.

objeto. Está formado por un conjunto de lentes convergentes, montadas en distintos elementos mecánicos (tubo, etc.), (ver fig. 2). Las lentes del microscopio compuesto se agrupan en dos sistemas: el objetivo y el ocular. OBJETIVO. — Es un conjunto de lentes (ver fig. 2) situadas cerca del objeto a examinar, montadas habitualmente en el llamado revólver porta-objetivo, que se intercambian con un simple movimiento de giro de dicho revólver. Estas lentes tienen el mismo eje óptico y están colocadas en la extremidad inferior del tubo (ver fig. 2). Los objetivos están numerados exteriormente en relación con la potencia de las lentes (es mayor la potencia de la lente con número mayor (por ejemplo una N 4 que una N 3). 9

Fig. 3. —

Trayectoria

9

de

los rayos

e imágenes

en

el microscopio

compuesto

jotónico.

El objetivo da una imagen REAL, MAYOR e INVERTIDA (ver fig. 3, imagen a' b'). OCULAR. — Está constituido por dos lentes o sistemas de lentes, montadas separadas en un corto cilindro, que se ubican en la extremidad superior del tubo, donde se aplicará el ojo del observador (de allí su nombre). Todo el ocular funciona como una lupa. Dentro de él existen dos lentes plano-convexas: superior u ocular propiamente dicha e inferior o lente de campo. Ambas están separadas por un diafragma y montadas en un tubo cilindrico que se puede retirar e intercambiar con otro ocular. De igual manera que los objetivos, los oculares están numerados con cifras que, si bien son arbitrarias, guardan relación con la potencia de las lentes. El ocular aumenta la imagen del objetivo y la hace VIRTUAL (véase fig. 3, imagen a" b " ) . MONTURA O PARTE MECÁNICA DEL MICROSCOPIO. — La parte mecánica tiene el cometido de mantener en posición la parte óptica constituida por los sistemas objetivo y ocular y permitir la colocación del objeto a observar y su correcta iluminación. — 11 —

Consta de un pie, habitualmente en forma de herradura, que aségura la estabilidad del aparato en cualquier posición. Además existe una columna o Brazo, que se articula al pié y sostiene la platina,lá subplatina y el tubo, y que lleva los tornillos macro y micrométricós (ver fig. 2), a los que más adelante nos referiremos. Generalmente esta columna tiene forma de arco convexo hacia atrás y por ella¡,es donde se sujeta el microscopio para su traslado. La plalina es una lámina horizontal, metálica, de forma circular o cuadrada, que tiene en su centro un orificio o abertura circular. Sobre este orificio se coloca la preparación a observar, que recibe la luz por dicha abertura. Existen dos pinzas o láminas metálicas jflexibles, que mantienen inmóvil la preparación. En algunos modelos;; lia platina puede deslizarse lateralmente y de adelante atrás, permitiendo el fácil traslado de la preparación para poder observar cómodamente todos los sectores de ella. El iubo (véase fig. 2), es un cilindro metálico, completamente negro en su parte interna, para evitar, la reflexión de la luz. Sobre su extremo superior se adapta el sistema de lentes ocular. En su extremo inferior se adapta el conjunto de lentes objetivo, atornillada cada una en sendos orificios del revólver porta-objetivo. Se puede modificar la longitud del tubo por desplazamientos hacia arriba, cuando éste está dividido en dos partes, embutida, una dentro de la otra (a este dispositivo se lo denomina tubo alargadera). TÉCNICA DE LA OBSERVACIÓN MICROSCÓPICA Las preparaciones comunes que observaremos constan de dos láminas de vidrio: una rectangular, más gruesa y grande, que es el llamado porta-objeto o simplemente lámina (ver fig. 4), y otra cuadrada o circular, más pequeña y fina, llamada cubre-objeio o lamina lia. Estas laminillas poseen un espesor fijo, que generalmente es de 0.15 mm. o de 0.17 (Leitz). En la lámina o porta-objeto, se coloca el material a estudiar, después de haber sufrido una serie de manipulaciones que más adelante detallaremos. Y sobre este material se coloca el cubre-objeto o laminilla. En otros casos, observaremos elementos vivos, como los seres que pululan en una gota de agua de charco (protozoarios, algas, rotíferos) y no será necesario realizar manipulaciones previas. Bastará con colocar la gota sobre la lámina y aplicar luego la laminilla sobre ella. Para efectuar la observación microscópica, debemos colocar la preparación sobre la abertura de la platina e inmovilizarla con las dos láminas metálicas, para que no se desplace. Inmediatamente procedemos a efectuar la iluminación. Para ello el microscopio posee un — 12 —

sistema que consta de un espejo (ver fig. 2) que recibe los rayos luminosos de un foco (lámpara, rayos solares). Este espejo posee dos caras: una cóncava y la otra plana, y se puede mover en todos los sentidos, buscando los rayos luminosos útiles. Entre el espejo y la platina existe un condensador, que es un sistema de lentes convergentes que concentran los rayos luminosos y un diafragma, que regula la cantidad de luz que llega a la preparación. Dicho diafragma se moviliza ptir una pieza lateral. Obtenemos la iluminación correcta, observando por el ocular el campo del microscopio, utilizando lá cara cóncava o plana del espejo, según la distancia que nos separe del foco luminoso. En las primeras

Fig.

4.

—

Láminas y laminillas. Se representan las láminas correspondientes laminillas (o cubre-objetos), circulares

o porta-objetos, y cuadradas.

y

las

observaciones, cuando todavía no se posee experiencia, obtendremos buena iluminación logrando un punto luminoso' brillante en el centro de la abertura de la platina, después de movimientos adecuados del espejo y antes de colocar la preparación. Después de iluminado el campo, miramos con el objetivo de menor aumento (pequeño aumento), con el condensador bajo (poca luz). (Las lentes objetivos de poco aumento se reconocen fácilmente porque son más cortas y anchas y de gran distancia focal). Procedemos a bajar el tubo, por medio del tornillo mayor que presenta lateralmente (tornillo macroméirico), (ver fig. 2), hasta acercar el objetivo a la preparación. (En esta maniobra deben extremarse las precauciones pues existe riesgo de ruptura de la preparación o de la lente). Luego, se retira el objetivo, con un movimiento contrario del tornillo, lentamente, observando el campo siempre. En los — 13 —

microscopios comunes monoculares, aplicamos cualquiera de nuestros dos ojos. En el microscopio binocular (ver fig. 5), podemos observar con los dos ojos simultáneamente. Cuando obtenemos una imagen reconocible de la preparación, detenemos el movimiento del tornillo macrométrico. Y para conseguir una nitidez mayor recurrimos al otro tornillo del tubo, el más pequeño, o tornillo micrométrico (ver fig. 2), que permite desplazamientos pequeños, de 5 mms. como máximo, que se manipula en ambos sentidos. Estos tornillos permiten modificar la distancia entre el sistema objetivo-ocular y el objeto, hasta colocarlo en la posición adecuada a la visión del observador. En este momento, con objetivo de pequeño aumento, tenemos visión topográfica de la preparación. Para estudiar una parte del preparado con más detalle debemos recurrir a aumentos mayores. Y para ello cambiamos el objetivo. Se podrá efectuar este cambio con un simple movimiento de giro del revólver porta-objetivo (ver fig. 2), si el microscopio posee las lentes originales y está bien ajustado. Pero es más prudente subir previamente el tubo, para evitar un posible choque de la lente objetivo más potente, que es más larga que la anterior, con la platina o la preparación.

Fig. 5. — Microscopio binocular. Permite efectuar la observación los dos ojos.

simultáneamente

con

Después de retirar el tubo hacia arriba, giramos el revólver portaobjetivo hasta colocar la nueva lente en posición y entonces repetimos las mismas maniobras que ya cumplimos al enfocar la preparación, moviendo el tornillo macrométrico y el micrométrico sucesivamente. — 14 —

Encontramos, entonces, que se obtiene una buena imagen colocando la lente objetivo muy próxima a la preparación (por tener una distancia focal más pequeña). Al colocar una lente más potente, la iluminación se ha vuelto proporcionalmente insuficiente. Y por tanto debemos aumentarla para observar con nitidez y para ello recurrimos a subir el condensador. Si deseáramos colocar una lente objetivo todavía más potente, debemos repetir las mismas maniobras efectuando el cambio de la lente objetivo y volviendo a enfocar. (Reconocemos fácilmente las lentes más potentes, por el número que poseen lateralmente y porque son más largas y de menor diámetro). Cuidados generales en el uso del microscopio. — Por tratarse de instrumentos de precisión de alto costo, deben adoptarse precauciones en el manejo de estos instrumentos. El estudiante debe proceder a retirar el aparato con cuidado de su caja, sujetándolo firmemente por la columna o brazo. Cuando trabaje debe mantener siempre cuidadosamente limpia la platina al cambiar las preparaciones. Al terminar su observación, debe asegurarse que también las lentes permanezcan limpias y al guardarlo cuidar que quede la lente objetivo de pequeño aumento en el eje óptico. Cálculo del aumento de la imagen obtenida. — El aumento de la imagen obtenida con un microscopio depende de varios factores: longitud óptica del tubo, distancia de visión distinta (25 cm., normalmente), aumento producido por la lente objetivo y aumento producido por el ocular. Manteniendo los dos primeros factores constantes, el aumento que se produzca dependerá del aumento determinado por los dos sistemas de lentes. Por tanto, debemos conocer el aumento que produce la lente ocular y la lente objetivo que utilicemos. Para obtener el aumento de una lente, dividimos la distancia mínima de visión distinta, expresada en milímetros: 250 mm., por la distancia focal de la lente, expresada en dioptrías. El aumento total se obtiene multiplicando el aumento de la lente objetivo por el aumento de la lente ocular. En general, los fabricantes preparan tablas donde se detallan los aumentos producidos por las diferentes combinaciones ópticas de cada microscopio. Pero puede medirse el aumento, empleando un micrómetro objetivo. Este consiste en una lámina que tiene grabadas subdivisiones de 0.01 mm. Se coloca esa lámina en la platina y se observa por el ocular, marcando sobre un vidrio simple colocado sobre éste, con un compás, el tamaño de la imagen obtenida de una de las subdivisiones de la lámina. Si la imagen de la subdivisión de 0.01 mm., medida en el vidrio es de 1 mm., por ejemplo, el aumento produc do es de 100 diámetros. Poder separador o poder resolutivo de una lente. — Para poder mejorar la observación, más que el aumento que produce una lente, interesa el llamado poder separador. Sabemos que si observamos dos puntos separados 1 y 2

— 15 —

(ver fig. 6), cuando aumentamos su imagen los vemos como círculos, en V y 2* (con aumento A). Pero si utilizamos una lente más potente, vemos (con aumento B), que los círculos 1" y 2", que corresponden a las imágenes de los puntos originales, al aumentar su tamaño, se superponen y hacen imposible distinguirlos uno del otro. Sucede algo similar a lo que ocurre si vemos a distancia dos hombres, cada uno con un farol, o un automóvil con sus dos faros encendidos. Hasta que no se aproximen, en ambos casos veremos un solo punto luminoso. Nuestro ojo no puede separar ambos objetos. Si realizáramos una fotografía de esas imágenes y las ampliáramos, igualmente veríamos un solo objeto luminoso. Por tanto, la ampliación o aumento de la imagen, después de ciertos límites, no mejora nuestra vis ón. Por ello se ha introducido el concepto de poder separador de una leníe. Es decir, la capacidad del instrumento para dar imágenes bien definidas de dos puntos del objeto a observar, situados muy cerca. El límite inferior del poder resolutivo o separador está dado, para una lente objetivo, por ejemplo, por la siguiente fórmula: 8 =

c.6

1 n sen

ce

en la cual > es la longitud de onda del foco luminoso, " n " el índice de refracción del medio y "sen o c " el semi-ángulo de abertura del cono luminoso que penetra en el objetivo, es decir, el conjunto de los rayos límites que un objetivo puede recoger. v

Fig. 6. — Imágenes

de dos puntos

situados

cerca,

con

dos aumentos

diferentes.

Cuanto menor sea el límite de resolución (mínima distancia entre los dos puntos para verlos nítidamente), mayor será el poder de separación. Por tanto, si disminuimos el numerador de la fórmula, — 16 —

o aumentamos el denominador, será mayor el poder de resolución del microscopio que utilicemos. El denominador suele llamarse apertura numérica de la lente (AN). El poder separador de un ojo normal es de 75[JL y el de un ojo miope puede llegar a alrededor de 15¡¿. Los primitivos microscopios de Leeuwenhoek tenían un poder separador de 2[x. Se fue mejorando dicha propiedad, llegando a fines del siglo pasado a la construcción de microscopios fotónicos con un poder separador de 0.04¡JL y los primeros microscopios electrónicos tenían ya un poder separador de 0.004[A. Los modernos han llegado a 3 angstroms (o sea 0.0003[¿). * Para aumentar el poder separador del microscopio se debe disminuir la longitud de onda de las radiaciones que llegan. Este propósito llevó a la construcción de microscopios de luz monocromática, ultravioleta, de electrones y se plantea incluso la utilización de rayos roentgen o sea rayos X. Se puede afirmar, en términos generales, que dos objetos separados entre sí por una distancia menor que la mitad de la longitud de la onda luminosa, aparecerán como uno solo, tanto ante nuestros ojos, como en una fotografía que realicemos. Por tanto, cuanto menor sea la longitud de onda de la radiación luminosa que utilicemos, mejor será el poder separador. La radiación violeta tiene una longitud de onda de alrededor de 400 milimicras, mucho menor que la radiación roja (de alrededor de 760 milimicras). Si utilizamos luz monocromática violeta, tendremos un poder resolutivo aproximadamente doble al que obtendremos usando luz roja, con el mismo microscopio. También se puede actuar sobre el índice de refracción del medio o sea "n", y con ese propósito se utilizan los llamados objetivos de inmersión. Además del poder separador o resolutivo, existen otras características de los microscopios también dignas de tenerse en cuenta. Por ejemplo, el poder de definición, o sea la capacidad de proporcionar imágenes de contornos netos. También, el llamado poder de penetración, o sea la posibilidad de observación simultánea, de varios planos además del enfocado. Este poder de penetración está desarrollado en razón inversa al aumento que produce cada microscopio y a su poder resolutivo. Objetivos de inmersión. — Cuando utilizamos grandes aumentos, de más de 800 diámetros, comprobamos que la imagen que obtenemos se hace más oscura. Como las lentes más potentes tienen abertura más pequeña, los rayos luminosos se refractan al atravesar la prepa* Un milímetro equivale a 1.000 mieras; a 1.000.000 de milimicras y a 10 millones de A 9 (angstroms). El Angstrom también se define como la longitud de onda de la raya roja del cadmio (6438, 4696 A
— 17 — 2

ración y recorrer la capa de aire interpuesta (ver fig. 7) y por tanto se pierden en gran proporción. Para evitar esto y aumentar el índice de refracción del medio óptico (n) y por tanto la luminosidad, se emplean los llamados objetivos de inmersión, (lentes que en general tienen grabada la palabra oil: aceite, en su costado). Existen objetivos de inmersión ordinaria (al agua) y de inmersión homogénea, o sea con índice de refracción semejante a la lente, que es de 1.515. El aceite de cedro posee índice de refracción de 1.510 y por tanto es el más utilizado. Estos objetivos de inmersión, de gran potencia, deben emplearse colocando una gota de aceite de cedro sobre la preparación, antes de efectuar la observación (ver fig. 7 a la derecha). De esta manera se consigue formar un medio de densidad aproximada a la de la preparación y de la lente, de tal forma que se anula parcialmente la refracción y se obtienen imágenes más nítidas. Los objetivos de inmersión se distinguen por la distancia focal de la lente expresada en fracciones de pulgada (una pulgada es igual a 25 mm.). Recordemos que el límite de observación con la lupa es de 0.1 mm y con el microscopio fotónico con objetivo en seco es de 1¡¿ (miera). Con objetivo de inmersión el límite de observación se reduce a 0.3|JL.

Fig.

7.

—

Comparación

del

aprovechamiento objetivo de

de los rayos inmersión.

con

objetivo

seco

y

con

c) Fondo oscuro y ultramicroscopio. — Si en una habitación poco iluminada penetra un rayo de luz, en la trayectoria de dicho rayo se visualizan las partículas de polvo en suspensión en el aire, que previamente no se percibían. Tyndall comprobó que si un rayo luminoso —

18

—

atraviesa un estado disperso (una sustancia en estado coloidal por ejemplo), se repite el mismo fenómeno. Es decir, las partículas que se encuentran dispersas en el líquido, al llegar a ellas los rayos de luz actúan como nuevos centros de emisión difractando los rayos y desviándolos en distintas direcciones. De esta manera se ven las partículas con un anillo de difracción periférico. Este fenómeno de Tyndall motivó la construcción de microscopios de fondo oscuro y de ultramicroscopios. En estos aparatos el cambio fundamental consiste en modificar la iluminación. En el de fondo oscuro o fondo negro, se coloca por debajo del condensador un diafragma central que impide que el campo se ilumine y por tanto éste permanece oscuro. Pero los rayos luminosos periféricos, no detenidos, siguen su marcha y al ser refractados por el condensador, cruzan en sentido oblicuo la preparación y se crea un cono hueco de luz (véase fig. 8) o iluminación anular. Si en el plano de enfoque se coloca una solución homogénea, permanece el campo oscuro. Pero si se colocan partículas en dispersión, por ejemplo micelas, son alcanzadas por los rayos luminosos del cono hueco, visualizándose. Se utilizan para este tipo de observación, diferentes tipos de condensadores: paraboloide, cardioide, a espejos, etc.

Fig. 8. — Canos de iluminación. En A) cono ancho; en C) cono hueco. Al colocarse un condensador de fondo oscuro éste impide que pasen los rayos centrales y se produce una iluminación anular (en C). Las micelas, podrian ser iluminadas por estos rayos, visualizándose como puntos luminosos.

El ultramicroscopio se basa en el mismo fenómeno de Tyndall y se utiliza también un campo oscuro, pero presenta algunas diferencias con el microscopio de fondo oscuro. En primer lugar se emplea un foco luminoso potente, que llega perpendicularmente al eje óptico del microscopio, pero iluminando sólo el plano del enfoque (ver fig. 9). En algunos modelos se colocan una serie de objetivos situados lateralmente, que reducen progresivamente el diámetro del haz luminoso, aumentando su eficacia. La observación con el ultramicroscopio permite ver partículas más pequeñas que con el de fondo oscuro (hasta un tamaño de 3 milimicras), pero no permite estudiar su morfología, sino identificarlas.

— 19 —

Fuente

luminosa

arco de

de

carbono

Microscopio

Dispersión Rendija

coloidal

ajustable Fig. 9. — Ulíramicroscopio. En este luz lateral, que ilumina el campo,

caso, la iluminación se cumple por un rayo de advirtiéndose las micelas también como puntos luminosos.

d) Microscopía electrónica. — Ya hemos señalado que el poder separador o resolutivo de un microscopio depende de la longitud de onda de la radiación luminosa utilizada. En el microscopio electrónico se sustituye el haz luminoso por un haz de electrones. Un electrón se desplaza en movimiento ondulatorio con una longitud de onda mucho menor que la longitud de onda de las radiaciones que componen la luz visible. El límite de observación, que con inmersión llega a 0.3;JU con e\ electrónico llega a 1¡JL¡JL (milimicra), o sea 10 A . 9

El manantial de electrones (véanse figs. 10 y 11) es un filamento metálico incandescente que da un flujo continuo de electrones. El filamento se conecta con un ánodo y adquiere una tensión de — 50.000 voltios y emite electrones a la velocidad de 130.000 Km. por hora. Estos electrones se propagan en el vacío y por ello todo el sistema está a 2.5 x 10- de la presión atmosférica. s

Fig. 10. — Comparación

de un sistema

de lentes

— 20 —

ópticas

y una lente

electrónica

similar.

Dicho haz de electrones dado por el citado filamento catódico sigue un trayecto rectilíneo y es condensado por una bobina magnética sobre el plano donde se coloca el objeto. El haz luego es repartido por una segunda bobina magnética que actúa como objetivo, agrandando la imagen. Esta imagen es aumentada todavía por una tercera bobina (ocular). Los electrones son acelerados por un disparador de electrones y lanzados sobre el objeto a examinar, efectuando el vacío en todo el aparato. Si la sección del objeto es suficientemente fina, los electrones pasan por ella y se observa aquél con nitidez.

La imagen obtenida puede fotografiarse o proyectarse sobre una pantalla fluorescente. Los microscopios electrónicos actuales dan imágenes satisfactorias con aumento total de aproximadamente 50.000 diámetros, con dispersión de 3 A . Como los electrones sólo avanzan libremente en el vacío absoluto, las preparaciones a utilizar deben estar deshidratadas. Los objetos 9

Radiador de electrones

Condensador doble

Compartimiento para el objeto

Objetivo con lente intermediaria

Proyector con pantalla intermedia para la imagen

Tubo de proyección con lente de observación

Chasis para las placas o pantalla para la. imagen.

Corte sagital de un modelo de microscopio electrónico moderno (Elmiskop Siement) con poder teórico de dispersión de alrededor de 3 A. Tensión aceleradora de basta 100 kV. Fig.

11. —

Microscopio

electrónico

(esquema

— 21 —

de

sus

diversos

sectores)^

áífa tensión

filamento

canon

emisor

condensador rejilla portaobjetos

objetivo

lente intercalar

proyector

ventana de observación

pantalla fluorescente

placa fotográfica bomba de vacío Fig. 12. — Trayectoria de los electrones en el microscopio electrónico. Puede advertirse la disposición del filamento emisor, condensador, y la ubicación de la rejilla donde se coloca el preparado a observar, la ventana de observación y la pantalla fluorescente, con el dispositivo fotográfico. Así también el sistema objetivo, la lente intercalar y el proyector. (Compárese con el esquema del microscopio electrónico de la figura 11.)

— 22 —

muy delgados dan imágenes nítidas, porque el haz de electrones tiene poco poder de penetración. Si el espesor excede de 5.000 A° o sea V2 miera, la opacidad es total. Por eso es necesario recurrir a micrótomos especiales. Se incrusta el material en sustancia plástica (una especie de plexiglás o formvar, o sea, resinas de acetato de vinilo o de carbono) y se corta con un fragmento de diamante. Se pueden así efectuar cortes de alguFig. 13. — Otro modelo de microscopio nas milésimas de miera, por electrónico. ejemplo de 0.02 mieras de espesor. De esta manera, un glóbulo blanco, que tiene diámetro medio de 15 mieras se puede seccionar obteniendo 750 discos. Actualmente se utilizan tensiones elevadísimas para la aceleración de los electrones. De esta manera se consigue la penetración a través de superficies de mayor espesor e incluso se hacen visibles por completo las células vivas. Si las tensiones son bajas y los cortes extraordinariamente delgados, se obtiene un contraste intenso. Ya mencionamos que se han podido obtener agrandamientos entre 100.000 y 200.000 diámetros, con poder separador del orden de los 3 A° o 2 A°. La bobina objetivo produce un aumento de 100 y la proyectora de 200. Con esto se llegaría a 20.000 diámetros, pero si se introduce una lente intermedia se puede llegar a 160.C00 y al fotografiarse la imagen, los negativos pueden ampliarse llevándose el agrandamiento hasta 1.000.000 de diámetros. El microscopio de E. W. Muller (Pennsylvania), que funciona con nitrógeno líquido y helio ionizado, produce aumentos mayores que los citados. e) Otras técnicas microscópicas. Microscopio de luz monocromática (ultravioleta). — Las rad aciones ultravioletas tienen una longitud de onda de alrededor de 3.500 A°, menor que cualquier radiación del especto visible (del rojo al violeta). Utilizando estas radiaciones se aumenta, entonces, el poder de dispersión, hasta llegar a 0.1[xLa fuente de luz puede ser una lámpara de xenón de alta tensión de vapor, con intensa radiación en la zona ultravioleta. Las lentes deben ser de cuarzo o fluorita. De esta manera se pueden localizar sustancias fluorescentes en el interior de la célula, por ejemplo vitamina A, riboflavina, caroteno, acridina, etc. (microscopía fluorescente), además de aumentar el poder resolutivo. En otros casos se emplean colorantes (fluoresceína, tripaflavina), que se fijan sobre elementos celulares, haciéndolos visibles (fluorescencia secundaria).

— 23 —

Microscopio polarizador. — Emplea rayos luminosos, polarizados, mediante un nicol polarizador y otro nicol analizador, situados entre el objeto y el observador. Este microscopio se basa en el hecho de que la luz se produce por un movimiento ondulatorio de vibraciones transversales. Por medio de la reflexión o refracción se pueden modificar los rayos luminosos, impidiendo que se reflejen o refracten en determinadas direcciones, salvo en determinado plano, el llamado plano de polarización. Si el objeto a estudiar es birrefringente, como por ejemplo los granos de almidón, o débilmente anisótropo, como los condriosomas, se ilumina parcialmente y aparece sobre fondo negro. Para efectuar la observación microscópica con luz polarizada se coloca, en primer lugar, un filtro polarizador en la platina. De esta manera la luz, después de pasar por el nicol polarizador vibra sólo en un plano. Se dice que es luz polarizada plana (véase fig. 14-1). Posteriormente se coloca otro filtro, denominado analizador, sobre el ocular (este nicol tiene un trazo o marca que indica el plano de polarización de la luz). Si las marcas del filtro polarizador (de la platina) y analizador (del ocular), son paralelos, se dice que se observa con polarizadores paralelos (véase fig. 14-2). Si se efectúa un giro de 90? al analizador (del ocular), la luz no pasa a través de este segundo polaroide, porque los planos de vibración son perpendiculares (normales) entre sí. Se dice entonces que se observa con polaroides cruzados (ver fig. 14-3). Finalmente, si colocamos un preparado microscópico, sobre el polaroide de la platina (por tanto entre los dos polaroides) y observamos con polaroides

Fig. 14. — Observación microscópica con luz polarizada. En la parte superior izquierda se representa lo que ocurre al colocar el polarizador en vertical: se obtiene luz polarizada plana. Si agregamos un analizador en plano vertical se produce la trasmisión de luz polarizada plana (parte superior derecha). Si pusiéramos un analizador, pero en horizontal, no hay trasmisión (abajo izquierda). Si interponemos una sustancia activa que hace girar el plano de polarización, pasa por la componente horizontal (abajo derecha.)

—

24

—

cruzados, queda toda la preparación oscura, salvo aquellas zonas que son activas a la luz polarizada. Dichas sustancias (véase fig. 14-4) determinan un giro del plano de vibración, y por ello pasa la luz (parte de la vibración), por el filtro analizador. (Véase también fig. 19.) Microscopio de contraste de fases. — Se basa en provocar un retraso de la luz que llega al objeto, por medio de un diafragma (colocado sobre el condensador), que manipula el observador. De esta manera se pueden visualizar diferencias de espesor o de índice de refracción mínimos, entre diversos objetos. Los rayos sufren diferencias de fase, que en el objeto se traducen por diferencias de luminosidad. Con esta técnica se pueden estudiar detalles estructurales, como cromosomas, cilias, en células no coloreadas. Se pueden seguir movimientos celulares y en el film de aceleración ver la emisión de seudópodos, la oscilación de los núcleos o el giro de los mismos, los movimientos de las granulaciones. A la inversa, con el retardador se pueden enlentecer procesos extraordinariamente rápidos. Microscopio interferencial. — Se coloca un retículo compuesto por rayas alternas permeables a la luz y rayas que la absorben, originándose imágenes de difracción que producen interferencias, provocando contrastes cromáticos en los diferentes elementos celulares. Permite determinaciones muy precisas del espesor de un objeto o del grado de refracción que presenta. Microscopio de espejo. — Sustituye el objetivo por un juego de espejos. Permite colocar una placa fotográfica en lugar del ocular, y un foco de luz ultravioleta. De esta manera se obtienen microfotografías. También, si se coloca un espectrofotómetro en el lugar del ocular, se puede lograr una espectroscopia. En el futuro, se trabaja sobre la posibilidad de utilizar radiaciones roentgen, como ya se han empleado electrones, en el microscopio. Estas radiaciones poseen una longitud de onda todavía menor que los electrones y pueden atravesar en parte hasta el ser vivo en su conjunto, lográndose apreciar así la estructura total de las células. Por el momento, sólo se han conseguido aumentos de 400 diámetros. Difracción por rayos X . — Se basa en la propiedad de las radiaciones de difractarse cuando encuentran pequeños obstáculos. Consiste en hacer pasar un haz de rayos X delgado sobre el material a analizar (ADN, fibras de colágeno, otras moléculas) y colocar una placa fotográfica para recoger el espectrograma. No es una técnica microscópica pero ha permitido aumentar la utilidad de los rayos X en biología. Láser (sigla que representa la frase: light amplification by stimulated emission of radiation). — El haz de rayos que emite un láser de rubí (con longitud de onda de 6943 A°, a 1/1.000 de segundo), si se hace pasar por un microscopio y llega a una célula viva, permite la micropunción de una parte de esta célula, sin alterar otros elementos celulares. De esta manera se ha podido estudiar la función de los organelos de la célula, modificando selectivamente algunas de esas estructuras y comprobando el efecto de esa modificación producida por la radiación. Sólo responden al láser aquellas zonas celulares que tengan colorantes que absorban la luz roja. Graduando la irradiación se puede obtener desde la destrucción celular hasta la coagulación de pequeñas porciones de protoplasma. Con rayos anchos, se puede demostrar la presencia de sustancias químicas, por ejemplo hierro, de gran valor en investigaciones bioquímicas. Ha sido posible estudiar, con este procedimiento, diversos tactismos en células vivas sanguíneas. Se puede hacer observación cómoda proyectando la imagen en una pantalla de televisión e incluso cinematografiando la experiencia. (Los Laboratorios SANDOZ realizaron una excelente película con el título "El rayo del LÁSER sobre la célula viviente").

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Límiies de observación Lupa Microscopio fotónico Microscopio con o b j e t i v o de inmersión Microscopio de rayos ultravioletas M. electrónico. 1 milimicra o sea Rayos X Ondas electrónicas

0.1 mm 1 miera

Órganos Tejidos

0.3 miera

Células

0.05 miera .. Organelos celulares 10 A° 1 A° 0.05 A°

estructuras micelares estructura molecular estructuras atómicas

NOCIONES DE TÉCNICA HISTOLÓGICA Observación de células vivas. — Se colocan las células aisladas o tejidos, en un medio biológico adecuado, por ejemplo en soluciones fisiológicas de Ringer o de Locke. Se pueden agregar colorantes a pequeñas dosis (coloraciones vitales), que no matan la célula. Para el citoplasma se utiliza azul de metileno; para las mitocondrias: Verde Jano y violeta de metilo; para el núcleo: cristal violeta o violeta dalia; para las vacuolas: rojo neutro, safranina, crisoidina, etcétera. Es posible realizar una microdisección celular con micromanipulador, en cámaras de perfusión, etc. Además, se utiliza el láser, como ya hemos dicho, para destruir organelos celulares, etc. Cultivo de tejidos. — Se han hecho cultivos de tejidos vivos, sobre todo embrionarios, colocando un trozo de ellos en una lámina especial excavada, cubriéndolo con laminilla, incluyendo una gota de plasma y de jugo embrionario como medios de nutrición y crecimiento. Se han estudiado fibroblastos, huevos en crecimiento, glándulas endocrinas, tejido de riñon de mono, etc. En estos tejidos se estudia la acción de radiaciones sobre tejidos sanos y cancerosos, por ejemplo. Pueden obtenerse cepas celulares puras, los llamados clones de células. Se han empleado también enzimas que permiten la disgregación de las células y posibilita cultivarlas en cajas de Petri como las células bacterianas. Observación de tejidos o células muertas Se pueden hacer por medio de frotis o de cortes. Frotis. — Para estudiar bacterias, sangre, etc. Se deposita una gota de la solución en estudio y se extiende con ayuda de la laminilla. Se deja secar. Se fijan los elementos con alcohol y se puede colorear el extendido. Entre las coloraciones más utilizadas para las bacterias está el Giemsa (con eosina y azul de metileno) y el Gram (complejo cristal violeta-lugol). Corles histológicos. — Tanto con el frotis como con los cortes, es posible obtener preparaciones microscópicas permanentes, que se pueden conservar.

— 26 —

Con los cortes se siguen una serie de etapas sucesivas: a) Fijación. — Tiene por finalidad evitar que el tejido se altere y conservar la forma y estructura de sus células. Se utilizan mezclas diversas como fijadores, que tienen el inconveniente de que matan el material biológico. Estas mezclas, en general están formadas por alcohol, formol, ácido acético, cloroformo, etc., en diferentes proporciones. Los fijadores más comunes son el alcohol (de 70 a 80?), el formol (solución de formaldehido al 40 % ) , el 3/1 (3 partes de alcohol 100? y 1 de ácido acético glacial). b) Inclusión. — Su propósito es que el tejido, ya fijado, quede impregnado de una sustancia consistente, para poder obtener cortes de pocas mieras de espesor. Para observaciones con microscopio electrónico se utilizan sustancias plásticas como araldita, o resinas plásticas, y el espesor de los cortes puede llegar a 0.02 mieras de espesor. Con microscopios fotónicos, la sustancia más usada es la parafina, que funde entre 52? C y 55? C. La inclusión se realiza siguiendo distintas etapas: deshidratación, impregnación, penetración de parafina y formación del bloque. El tejido fijado, debe, en primer lugar, deshidratarse. Para ello se pasa por alcoholes de diferente graduación: de 70?, de 96? y de 100? dejándolo en cada caso de 15 a 60 minutos. La impregnación consiste en el pasaje por xilol, que desplaza al alcohol. Luego la pieza se introduce en parafina fundida, que se mantiene en la estufa a 56? C. Finalmente, en un pequeño molde de metal, previamente untado con vaselina, se coloca parafina fundida e inmediatamente se introduce la pieza, quedando así formado el bloque, que al enfriarse se desprenderá del metal con facilidad. c) Corle. — Lo efectuamos con un aparato llamado micrótomo, que permite realizar cortes finos. En preparaciones para el microscopio electrónico, se utilizan generalmente cuchillas de diamante. En portaobjetos o láminas, untadas con albúmina de Meyer (partes iguales de clara de huevo y glicerina), se colocan los cortes humedecidos. Al secarse, quedarán adheridos a la lámina. En los cortes preparados para el electrónico, se recogen en recipiente con agua destilada los cortes que floten, que serán los más finos. La coloración del corte, a la luz refleja, está en relación con su espesor. Los de color gris o plateado miden entre 350 y 650 A?. d) Coloración. — Antes de usar colorantes que permitan distinguir los elementos celulares, es necesario quitar la parafina, que impediría la penetración de los mismos. Para ello se pasan las láminas con los cortes adheridos, por xilol, alcohol 100?, 96?, 70? y agua. Los colorantes varían según los elementos tisulares o celulares que interese estudiar. Se emplean colorantes naturales como la hematoxilina del palo de campeche, que tiñe el núcleo, las mitocondrias y los plastos. O el carmín, que se extrae de un insecto: la cochinilla y permite visualizar los cromosomas. Por otra parte existen colorantes artificiales: anilina, violeta de genciana, safranina, cristal violeta, fucsina y eosinato de azul de metileno. Para estudio de ácidos nucleicos. — Hay varios métodos. El de Feulgen, empleando la fucsina (reacción de Schiff), que toma color violáceo, cuando es decolorada por el ácido sulfuroso en presencia de aldehidos. Si a un ácido nucleico se le agrega HC1, se libera la pentosa (ribosa o desoxi-ribosa) y aparece una forma tautómera, que actúa sobre la fucsina decolorada. Se combinan las dos reacciones y de esa manera se colorea el ADN (ácido desoxi-ribo-nucleico). El método de UNNA utiliza dos colorantes: verde metilo y pironina. El ADN se colorea de verde y la pironina tiñe de rosado el ergastoplasma o retículo endoplásmico y los nucléolos (que poseen ARN).

— 27 —

Bracht utilizó dos enzimas específicas, que actúan sobre cada uno de los dos tipos de ácidos nucleicos: la ribo-nucleasa y la desoxi-ribonucleasa. Después de aplicar una de las enzimas se colorea aquel ácido nucleico que no fue transformado por la enzima respectiva, comprobando entonces su localización celular. e) Montaje. — Sobre los cortes coloreados y deshidratados, se coloca una gota de bálsamo de Canadá y encima la laminilla, evitando la formación de burbujas de aire. Se deja secar la preparación, que ya está en condiciones de conservarse para observarse cuantas veces se quiera.

ESTEREOMICROSCOPIO (lupa binocular) El estereomicroscopio es un instrumento de gran utilidad en un laboratorio de biología. Tiene la ventaja de permitir observar elementos vivos (insectos, crustáceos inferiores, etc.) con visión de relieve. Con él obtenemos una visión binocular y la imagen es derecha (no invertida), pues posee lentes inversoras. De esta manera se facilita la observación en disecciones minuciosas. columna

oculares

mando de bloqueo

objetivo:

mando dt enfoque anillo de sujeción

ESTEREOMICROSCOPIO lupa binocular

Fig. 15. — Estereomicroscopio. .Se pueden observar, en el diagrama, los diferentes sectores del estereomicroscopio o lupa binocular. Compárese con el microscopio compuesto fotónico. ¿Qué ventajas y qué desventajas posee?

— 28 —

Véase (fig. 15) que consta de una platina con pinzas metálicas y un sistema doble con objetivos y oculares y sus respectivos cuerpos. Posee un anillo de sujeción que regula la distancia entre el sistema óptico y la platina; y un tornillo de bloqueo, que impide movimientos laterales. Con ambos se permite fijar todo el dispositivo óptico sobre la columna eje. Para la observación se fija el sistema óptico a una distancia del objeto de 5 a 6 centímetros y se enfoca mirando con un solo ojo, regulando con el tornillo de enfoque. Si se desea efectuar movimientos laterales del sistema óptico, no se utiliza el tornillo de bloqueo. De esta manera se pueden realizar desplazamientos y seguir el movimiento de un animal pequeño: mosca que succiona, dos mamboretás que pelean, hormigas que se comunican, abeja que liba el néctar de una flor, larva de mosquito en el agua, etc. Este aparato permite regular la distancia entre los oculares, para adaptarlos a la distancia interpupilar de cada observador. Se puede colocar un micro-acuario-vivario, de vidrio o material plástico, para' ubicar pequeños animales sin que escapen, ya sea porque naden (al utilizar el dispositivo como acuario), o que vuelen (al emplearlo como vivario). La visión, en el estereomicroscopio, es por reflexión y por ello se pueden ver los objetos naturales. El aumento de la imagen es del orden de los 20 diámetros, en general. Para la observación en relieve, tridimensional, como ya hemos señalado, se forman dos imágenes, con la convergencia necesaria para obtener una visión correcta.

MICROTOMO DE MANO El micrótomo manual es un aparato que nos permite efectuar cortes adecuados para histología vegetal. Consta de una platina superior montada sobre un tubo. (Ver fig. 16-A.) Existe un tubo interior, con un dispositivo sujetador del material a cortar, denominado pinza de fijación. Si el material a observar es de caras planas (hoja de vegetal, por ej.) se coloca entre los dos hemicilindros de una barra de corte, destinados a prensarlo (fig. 16-C). Y se ubica en la parte hueca del cilindro central, fijándose mediante la pinza de fijación que es accionada por un tornillo o mando inferior. Si el material es cilindrico se prepara con barra de corte presentando cilindro hueco central (ver fig. 16-D). Una vez inmovilizado el material, si sobresale se secciona con un corte de la navaja del micrótomo, tal como se indica en la fig. 16-B. Si todavía no ha llegado a la superficie de la platina, se eleva el dispositivo de sujeción con el material de estudio, mediante un movimiento de giro del mando lateral. Este tornillo giratorio está graduado, y en el aparato se indica a cuánto equivale cada graduación. En general, 1 división equivale a 5 mieras. De esta manera podemos graduar el espesor del corte, por el movimiento de giro del tornillo elevador (que se puede manejar con la mano izquierda, mientras se efectúa el corte con la derecha) (ver fig. 16-B). Para que funcione correctamente, es necesario cuidar el mantenimiento del micrótomo. Después de efectuar los cortes se debe limpiar la navaja con paño mojado en agua o alcohol (a 96?) y secar a continuación. Debe quedar completamente limpia. No forzar la navaja pretendiendo cortar material duro. Cerrarla cuando no se use. Si va a permanecer inactiva por cierto tiempo, pasarle un poco de vaselina que impide que se oxide. Cuando se vuelva a usar retirar la vaselina con un paño seco. Se debe utilizar un suavizador de cuero, con pasta de esmeril de un lado y aceite vegetal del otro, y sobre él debe deslizarse la navaja a favor del filo. — 29 —

Fig. 16. — Micrótomo de mano. En la parte superior se representa un modelo de micrótomo de mano ( A ) . Y en (B) se muestra cómo debe ubicarse la navaja sobre la platina para efectuar el corte. Véase cómo han de colocarse las dos manos. En (C) se muestra cómo se secciona la barra de corte (si el material vegetal es plano); y en (D) si el material es cilindrico. r

OTROS MÉTODOS CITOLOGICOS MODERNOS Puede realizarse la disolución progresiva/ fijando y congelando a — 20C? C. Se colocan las células a un vacío elevado y de esta manera se reduce la materia seca. Luego, aplicando disolventes específicos, es posible recoger los diferentes componentes químicos y localizar los productos en su ubicación normal, comparando con células no tratadas. Otras veces se utilizan trazadores radioactivos, o sea isótopos radioactivos, que se incorporan a la célula, en compuestos simples. Se utilizaron N , 13

N

io

t

C

u

C

i4, H , P , :i

30

P , 32

Ca , etc. 45

La célula incorpora algunos de estos compuestos en determinados organelos, y se puede comprobar este fenómeno obteniendo placas radiográficas sensibles a ciertas radiaciones. Con la micro-incineración se calcinan los cortes y las cenizas dibujan el esqueleto mineral, cuya composición química se puede reconocer con colorantes específicos. Ya nos hemos referido a la micro-puntura/ que se puede realizar con radiaciones ultravioletas o rayos del LÁSER, en la célula viva. La micro-espectrografía, permite obtener un espectrograma. La foxocolorimetría permite recoger la luz por la célula foto-eléctrica de un colorímetro. La especirof otóme tría permite determinar el espectro de absorción de los diferentes elementos celulares. —

30

—

Con la microscopía ultravioleta se hizo fácil el obtener micro-espectrografía y micro-fotometría. La corrosión por congelación consiste en la congelación del objeto a — 100? C durante un segundo, después de impregnación en glicerina al 20 %. Se realiza con ultramicrótomo de congelación una superficie de corte. Se sublima el hielo al alto vacío y a partir de la superficie de corte se ponen las estructuras al descubierto, en relieve. Este relieve es sombreado con platino-carbón y posteriormente se monta y se observa con el microscopio electrónico, obteniendo verdaderos moldes de ultraestructuras vitales (pues con la congelación se mantiene la célula en estado de vida latente).

MANIPULACIÓN En esta clase, para ensayar la técnica de observación microscópica con el microscopio fotónico habitual, es factible realizar observaciones de preparaciones permanentes, como por ejemplo: células de insectos (Chironomus) para estudiar cromosomas gigantes, o de pequeños animales como Oxyuro o Triquina, o tejidos vegetales o animales. Pero resulta más útil, para introducir al estudiante en el método didáctico del redescubrimiento, preparar algunas de las siguientes experiencias: Raspado de mucosa. — Con un objeto de borde romo, ráspese la mucosa de la cara interna de la mejilla o la superficie de la lengua. Deposítese el material obtenido sobre una lámina. Agregúese una gota de azul de metileno, coloqúese la laminilla y obsérvese al microscopio. Dibujen los alumnos las células encontradas, destacando los elementos celulares que se pueden percibir. (Ver fig. 17-A.) Para obtener mejores preparados ha de colocarse el material sobre una gota de agua previamente ubicada sobre el porta-objeto y se extiende cuidadosamente con una aguja. Luego se calienta suavemente sobre mechero para desecar y se agregan unas gotas de azul de metileno, dejando dos minutos. El exceso de colorante se quita lavando con agua, mediante un cuentagotas. Finalmente, se aplica la laminilla, con un movimiento similar al cierre de la hoja de un libro, para evitar la formación de burbujas.

Epidermis de cebolla. — Tómese una cebolla y despréndase la epidermis, observándola sobre una lámina. Para ello ha de desprenderse una de las láminas internas de la cebolla (véase fig. 17-B) y desprender la membrana que está en su cara cóncava. El corte debe ser menor de 3 centímetros. Puede teñirse agregando unas gotas de verde de metilo acético y dejar 5 minutos. Lavar con agua (situando el preparado sobre el pocilio de montaje) y agregar luego unas gotas de glicerina y colocar la laminilla. De esta manera se pueden apreciar las paredes celulares vegetales, el núcleo y los nucléolos (véase fig. 17-C).

Plasmólisis. — Después de haber efectuado el preparado de epidermis de cebolla agregar unas gotas de cloruro de sodio al 30 % (solución hipertónica) y dejar unos minutos, colocando luego oblicuamente la laminilla, para evitar la formación de burbujas. Compruébese la retracción de la membrana plasmática y la pared celular no modificada. ¿Qué sucede si se agrega más agua al preparado? —

31

—

Fig. 17. — En (A) se representa el aspecto histológico que presentan las células de la capa más superficial de la mucosa bucal (células epiteliales planas). En ( 3 ) se indica de dónde ha de extraerse el trozo de epidermis interna de la cebolla. En (C) el aspecto histológico que presenta este tejido vegetal. (Precísense los elementos que señalan la estructura celular vegetal).

— 32 —

Corcho. — Con micrótomo u hoja fina, córtese un trozo de corcho y obsérvese sin colorear. También se puede observar en la corteza de la papa (patata). Para ello se corta un trozo prismático de papa, incluyendo la cascara o corteza. Uno de los cortes finos se coloca sobre lámina y se agregan unas gotas de alcohol (96°). Luego se añade verde brillante, manteniendo un minuto. Se lava con agua, se agrega glicerina y laminilla. Las células de la corteza de la papa, son células vegetales muertas y suberificadas (impregnadas de suberina), es decir, forman el súber o corcho. La suberina se tiñe con el verde brillante.

Plasios. — Coloqúese un pequeño trozo de pulpa blanda de tomate sobre la lámina y obsérvense los plastos (cromoplastos rojizos), el citoplasma y el núcleo.

Fig. 18. — Plasios. En (A) se muestra la zona de la pulpa de tomate que se ha de utilizar para realizar la observación de cromoplaslos. A la derecha se representa el aspecto histológico de una célula de dicha zona, con su núcleo y los cromoplastos (alrededor de vacuolas incoloras). Obsérvese que también se encuentran amiloplastos (compárese con fig. 20). En (B) observación de clorqplasios en un alga filamentosa. Advertimos la disposición de los cloroplastcs en espiral (de allí que esta alga se denomine Espirógira). Obsérvese que en la figura los dos filamentos están en proceso reproductor (de conjugación).

— 33 — 3

Debe extraerse el trozo de la zona periférica (véase fig. 17-A) o pulpa de tomate. El trozo ha de ser pequeño (uno o dos milímetros) y colocarlo sobre lámina, cubriendo con laminilla. Se puede apreciar el núcleo celular, y el citoplasma, presentando granulos anaranjados o rojizos (véase fig. 17-A), (son los cromoplastos). También pueden encontrarse amiloplastos, con forma de riñon. Similar observación se puede cumplir empleando raíz de zanahoria. Para observar cloroplastos pueden utilizarse también hojas de musgo o algas filamentosas. Si se utiliza espirógira (véase fig. 17-B se encuentran cloroplastos acintados, que describen varias vueltas en espiral. Si se utiliza Elodea canadiensis, se pueden ver cloroplastos ovalados o esféricos, tal como se aprecia en la fig. 19, y observar el movimiento de ciclosis.

Ciclosis. — Observar los movimientos intracitoplasmáticos en células vegetales de Elodea o Vallisneria. (Ver fig. 19.)

Fig.

19. —

Ciclosis en

una

célula

vegetal

(alga).

Amiloplasios. — Secciónese una papa obteniendo cortes finos con micrótomo u hoja de afeitar. Coloqúese sobre lámina y agregúese gota de lugol (solución yodo-yodurada). Observe cómo se colorean los amiloplastos. ¿Cuál es su composición química y qué color toman? Se completará la observación raspando una patata, una semilla de trigo, arroz, maíz, banana, etc. y colocar en cada caso, sobre una lámina donde previamente se deposita una gota de agua y una gota de lugol. De esta manera puede verse la diferente morfología que adoptan los amiloplastos (véase fig. 20, parte superior). Posteriormente puede realizarse la observación microscópica con polarizadores. Si colocamos el preparado con granos de almidón de patata obtendremos imágenes similares a las que aparecen en la fig. 20, parte inferior. Si utilizamos los polaroides paralelos se verá en forma de capas de crecimiento excéntricas (izquierda); si se utilizan los polaroides cruzados se obtendrá la imagen en cruz de malta. Para efectuar la última observación es preciso colocar el polaroide del ocular en la posición de máxima oscuridad (posición de extinción). De esta manera, el campo del microscopio aparece oscuro y los amiloplastos se destacarán nítidamente.

Cromosomas gigantes. — Efectuar un preparado fresco tomando una larva grande de Drosophila (correspondiente al 3er. estado larval), ponerla sobre una lámina y mantenerla fija con una aguja de disec— 34 —

PATATA

ARROZ

POLAROIDES

MAÍZ

PARALELOS

PLÁTANO

POLAROIDES

CRUZADOS

Fig. 20. — Amiloplasíos. En la parte superior se representa esquemáticamente la m o r fología de algunos de los amiloplastos más comunes. En la parte inferior, amiloplastos de papa (patata), con luz polarizada: con polaroides paralelos y con polaroides cruzados (aspecto en cruz de Malta).

ción, colocada sobre la mitad del cuerpo. Individualizar la cabeza por la porción bucal, de color negro. Seccionar la larva, decapitándola con otra aguja de disección, colocada inmediatamente detrás de la boca. De esta manera se separan las glándulas salivales que contienen los cromosomas gigantes. Cubrir inmediatamente el preparado con aceto-carmín férrico u orceína, calentando suavemente. Preparar una laminilla con albúmina. Aplicarla sobre el preparado, cubrirla con un trozo de papel secante o de filtro y presionar suavemente sobre él. Colocar el preparado en el microscopio. Que el estudiante individualice los cromosomas politénicos o gigantes, en este "aplastado" y determine si son homogéneos. Escamas de ala de mariposa. — Depositar algunas escamas de mariposa sobre una lámina y observarlas a pequeño aumento y dibujarlas. Con gran aumento se podrá apreciar que cada escama es un pelo quitinoso aplanado y ensanchado. Las escamas son segregadas por células ectodérmicas y se disponen como las tejas de un tejado. Cada escama posee un pedicelio que se articula con una cavidad de la quitina de las alas. Las escamas son las que determinan el color de las alas de las mariposas. — 35 —

Extendido de sangre. — Se extrae una gota de sangre (del pulpejo de un dedo) y se coloca sobre una lámina. Luego, se ubica el borde de otra lámina (tal como lo indica la fig. 21) de manera que, por capilaridad, la gota se extiende por dicho borde. Finalmente, con un movimiento suave, se extiende la gota sobre la lámina inferior. Sólo debe pasarse una vez. Luego secar, agitando la lámina en forma de abanico (no soplar, ni calentar). Puede colorearse con hematoxilina-eosina, con el May-Grunwald o con Giemsa, etc. Para efectuar la primera de estas técnicas, proceder al fijado, depositando unas gotas de alcohol absoluto, sobre el extendido y esperar que se seque. Luego cubrir con hematoxilina, durante 15 minutos, evitando la desecación (agregar más colorante cuando sea necesario). Lavar con agua, por goteo, dejando la lámina sobre el soporte de tinción. Sin secar, colocar unas gotas de eosina. durante un minuto. Lavar por goteo, hasta despojar de exceso de colorante. Luego secar, aireando la lámina.

Fig. 21. — Extendido de sangre. Como indica la figura, se ha de colocar una gota sobre una lámina (porta-objeto). Sobre dicha lámina se coloca otra, si es posible con borde biselado, (lámina extensora), formando un ángulo aproximado a los 45?. Luego se aproxima a la gota (situada en la línea inedia) hasta tocarla, y se deja que por capilaridad la gota se extienda por dicho borde. Luego se desliza suavemente la lámina extensora, alejándose hacia la izquierda. El espesor de la película formada por el extendido, depende del ángulo entre las dos láminas. Si es mayor el ángulo la película será más fina.

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36

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CUESTIONARIO 1 - — ¿Qué tipo de imagen se obtiene con el objetivo en un microscopio fotónico? ¿Y con el sistema ocular? 2. — ¿Qué aumentos se pueden obtener con los microscopios fotónicos? ¿Y con los electrónicos? 3. — ¿Cuáles son los límites de observación de la lupa, del microscopio fotónico, de fondo claro, con objetivos de inmersión, con el microscopio de rayos ultravioletas y con el electrónico? 4. — ¿Cómo se calcula el aumento de la imagen obtenida? ¿Cuál es el aumento de la imagen obtenida con un ocular de distancia focal X y un objetivo de distancia focal Y? 5. — ¿Qué se entiende por poder resolutivo de un microscopio y cómo se puede aumentar esta propiedad? 6. — ¿Qué elementos celulares se pueden apreciar en una preparación citológica? 7. — ¿Qué ventajas presenta el microscopio electrónico sobre los fotónicos y qué inconvenientes? 8. — ¿Qué mejoras se han introducido en las técnicas microscópicas modernas? 9. — ¿Qué se entiende por coloraciones vitales? 10. — ¿Cómo se puede determinar la localización de los ácidos nucleicos en sectores celulares? 11. — ¿Qué utilidad pueden tener las radiaciones del LÁSER en citología? 12. — ¿Qué se entiende por cultivo de tejidos? 13. — ¿Qué es la apertura numérica (AN) de una lente? 14. — ¿Qué es la vergencia de una lente? ¿Cuándo hablamos.de convergencia y cuándo de divergencia? 15. — ¿Qué es la dioptría? 16. — ¿Qué ventajas posee el estereomicroscopio o lupa binocular? 17. — ¿Qué utilidad puede tener el micrótomo de mano? 18. — ¿Cómo se pueden estudiar los amiloplastos?

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2

DIVISIÓN

CELULAR

Estudio de las distintas fases de la MITOSIS La célula, unidad básica de la estructura de los seres vivos, cumple por sí misma todas las funciones correspondientes a todo ser vivo: se nutre, se relaciona con el medio ambiente y se reproduce. Esta última función, la reproducción,- se cumple en la célula dividiéndose el núcleo por un lado y el citoplasma y las membranas por el otro. La división total de la célula se conoce con el nombre de citodiéresis, y en ella debemos distinguir, en sentido estricto una plasmodiéresis (división del citoplasma y membranas) y una cariodiéresis

Fig. 22. —

Esquema

del proceso

de

división

directa

o

amitosis.

(división del núcleo). El proceso más importante es la división del núcleo, que se cumple según dos modalidades diferentes que se conocen con los nombres de mitosis y amitosis. El uso ha hecho que se generalizaran estas dos denominaciones refiriéndolas al proceso total de división celular. En la AMITOSIS, la célula se divide rápidamente, conservando la membrana nuclear, sin modificar mayormente su organización interna, alargándose el núcleo con un estrangulamiento central (en 8) y originándose dos partes groseramente iguales. El citoplasma se divide simultáneamente, distribuyéndose alrededor de ambos núcleos hijos (ver fig. 22). — 38 —

Esta forma de división directa o amitosis, tiene el inconveniente de constituir un reparto desigual del material nuclear y se ve sólo en algunos organismos unicelulares o en células en proceso degenerativo. MITOSIS O CARIOCINESIS. — La mitosis (mitos: ovillo) o reproducción indirecta o cariocinesis, es el modo general de división del núcleo de las células de los organismos superiores y puede adoptar fundamentalmente dos modalidades: mitosis homotípica (de las células somáticas) o ecuacional/ o mitosis propiamente dicha; y mitosis heieroiípica o reduccional o MEYOSIS, de las células gametógenas, es decir, el ovocito y espermatocito. Esta forma de reproducción, que estudiaremos en su modalidad ecuacional, es decir, en las células somáticas, o sea la miiosis propiamente dicha, es la forma más frecuente de reproducción celular y la

Fig. 23. — Representación esquemática de un meristemo (según Ruiz Nieto-llar ios). Reconozca el estudiante las etapas de la mitosis que están cumpliendo las diferentes células meristemáticas.

más perfecta biológicamente, puesto que da lugar a dos células hijas semejantes. Durante este proceso, todo el material genética, especialmente el cromosómico, se duplica* separándose dos grupos de genes exactamente iguales, que van a constituir los núcleos hijos. Estudiaremos este proceso en células vegetales, pues en ellas es más fácil la observación. Habitualmente elegimos el meristemo subterminal de la raíz de cebolla (ver fig. 23). Los meristemos son tejidos —

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vegetales fürrnadores o de construcción, tejidos jóvenes, que por diferenciación dan lugar a todos los tejidos restantes, ya diferenciados, adultos, que podernos encontrar en un vegetal. Son, pues, los responsables del crecimiento de los vegetales en longitud y volumen. Las células de los merstemos son cúbicas o poliédricas, generalmente pequeñas, con membranas delgadas, núcleo voluminoso, vacuolas escasas y pequeñas, sin plastos; y poseen un metabolismo intenso, dividiéndose activamente. Por tal motivo es fácil encontrar, en una preparación, numerosas células e i reproducción, pasando por las distintas etapas de la mitosis. El meristemo que veremos es un meristemo primario, es decir, que proviene directamente del embrión, se encuentra en la parte subterminal de la raíz de cebolla y conserva los caracteres embrionarios. Preparación de un "aplastado" de raíz de cebolla Para confeccionar un preparado de meristemo se toma un bulbo de cebolla fresco y se le extirpan las raíces secas. Se lo coloca luego en un frasco de boca ancha, del tamaño adecuado, de manera que el bulbo quede suspendido en la boca del frasco. Si el frasco es muy ancho se colocan alambres o palillos atravesados en el bulbo, para que lo sostengan. El recipiente debe contener agua, la cantidad suf cíente para que la base del bulbo llegue a ella. Envuélvaselo en papel negro y manténgase en la penumbra, durante varios días, a la temperatura ambiente. Debe vigilarse que siempre exista la suficiente cantidad de agua agregando más si es necesario, de manera que el bulbo esté siempre húmedo. (Ver fig. 24.)

Fig. 24. — Preparación de una raíz para efectuar un aplastado. Si la raíz de cebolla tiene un diámetro más pequeño que el del frasco que la contiene, para mantenerla suspendida en un medio húmedo, ha de disponerse en la forma que indica la figura.

Cuando las raíces nuevas alcancen alrededor de 2 cms., córtelas con tijera separando un centímetro del extremo de ellas. De ese trozo, seccione con hoja de afeitar o bisturí una pequeña porción (uno o dos milímetros). A esa pequeña porción agregúele un par de gotas de solución de aceto-carmín —

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férrico. Fraccione todavía más, con la hoja de afeitar. No deje que se seque la preparación. Aplique inmediatamente una laminilla (cubre-objeto), sobre ella. Coloque luego un papel secante o de filtro, doblado, sobre el preparado (algo mayor que la lámina). Sujete el papel absorbente sobre la laminilla con el pulgar izquierdo y aumente la presión apoyando su pulgar derecho sobre el izquierdo, aplastando el preparado contra la lámina (o porta-objeto), ejerciendo una presión pareja y perpendicular al preparado. Retire el papel absorbente y ha obtenido un "aplastado" de raíz de cebolla. En otro frasco o vaso de Bohemia debe tener agua hirviendo. Sobre él coloque la lámina durante un minuto. De esta manera, el vapor de agua produce un calentamiento suave que aclara la tinción del citoplasma y permite un mayor contraste con las estructuras nucleares. En lugar del aceto-carmín férrico, se puede utilizar la orceína. Si utilizamos esta técnica, debemos colocar los extremos de la raicilla seccionados, con dos o tres mililitros de orceína A, en un vidrio-reloj o recipiente similar. Calentar sobre mechero, evitando la ebullición. Luego de esto, tomar un corte con pinzas finas; y agregarle unas gotas de orceína B. Cortar los últimos milímetros de la raíz y tirar el resto. Uno de estos pequeños trozos ubicarlo en una lámina y depositar la laminilla sin que se formen burbujas. La orceína A y el calor determinan el reblandecimiento de las membranas celulares, lo cual facilita la acción de la orceína B, que tiñe los cromosomas en violáceo.

ESTUDIO DE LAS DIVERSAS ETAPAS DE LA MITOSIS Como el proceso mitótico es complejo, se acostumbra dividirlo, convencionalmente, en distintas fases para facilitar su estudia Interfasej— (Ver figs. 25 y 26). — Esta etapa, que antes se denominaba período de reposos s la etapa en que la célula, si bien posee el número de cromosomas fijo, propio de la especie a la cual pertenece (46 en la especie humana, 8 en la mosca Drosophila melanogaster, 48 en el gorila, chimpancé, etc.), éstos no se pueden apreciar en las preparaciones comunes. Dichos cromosomas difícilmente se reconocen por su escasa facilidad de tinción con los colorantes habituales y porque el índice de refracción cromosómico es semejante al del jugo nuclear. Durante esta etapa aumenta la cantidad de ADN^ (ácido des-oxiribo-nucleico), que posee la célula, duplicándoselas células somáticas (diploides), poseen normalmente 2 C (dos complementos). (Un complemento equivale a 6.5 x 10" gr. de ADN). En este momento duplican esa cantidad. Se produce entonces una duplicación molecular; bioquímica, del material genético, que anticipa la duplicación anatómica, cromosómica, que se ha de realizar en la próxima etapa. La interfase se extiende durante unos 30 a 120 minutos en el mesénquima de embrión de pollo y alrededor de 3 minutos en Drosophila. e

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Profaset — La célula que ya inicia la actividad manifiestamente reproductora, o sea, que entra en profase, disminuye todas sus demás funciones; como si se concentrara totalmente en la actividad repro— 41 —

ductora. Si es una célula animal, con prolongaciones transitorias (seudópodos), los retrae y tiende a adquirir la forma esférica. Disminuye su movilidad, la permeabilidad celular y toda otra actividad vital.

Fig. 25. — 1) Núcleo en reposo 4) Anafase inicial. 5) con 2 nucléolos

Representación esquemática de zonas de un meristemo. con 2 nucléolos. 2) Núcleo en reposo con 1 nucléolo. 3) Metafase. 2 núcleos con 1 nucléolo obtenidos de 1 mitosis reciente. 6) Núcleo iniciando la profase. 7) Anafase terminal. 8) Fin de anafase.

Durante esta etapa (véanse figs. 25 y 26), los cromosomas se hacen progresivamente más visibles, rodeándose los cromonemas o filamentos, de los compuestos proteicos que los envolverán. A medida que sigue la profase, los cromosomas se ven más cortos y gruesoá, por un proceso de retracción de su espirilización. Ya en la profase se advertirán los cromosomas integrados por dos filamentos paralelos que llevan el nombre de cromátidas, que permanecen unidas por los centrómeros (o sea por la parte estrecha de los cromosomas). Mientras ocurren estas modificaciones estructurales en los cromosomas, el nucléolo (o los nucléolos), se hace más pequeño progresivamente y termina por desaparecer hacia el final de la profase. Se da por terminada esta etapa cuando se produce la ruptura de la membrana nuclear, mezclándose los elementos nucleares con los citoplasmáticos. — 42 —

Al final de este periodo comienza la formación del llamado huso acromátic®, que se extiende de un extremo a otro de la célula (o sea de uno a otro polo). En la célula vegetal las fibras poco coloreadas {de allí lo de acromático) que integran los filamentos del huso, se forman a partir de la cariolinfa o jugo nuclear. Mientras que en otras

Fig.

26. — Representación esquemática de las diversas fases de una En A) la célula inicial con 3 cromosomas (negro, rojo, azul).

mitosis.

células se originan de los elementos citoplasmáticos. Habría, en esté proceso, un reordenamiento de cadenas moleculares proteicas; en dirección paralela al eje longitudinal del huso y se diferencian dos componentes: uno fluido y otro más denso. En la célula animal y en los heléchos, el huso se forma a partir del cinetosoma o centrosoma, es decir, a partir de los dos centríolos que forman los polos y las radiaciones, que mantienen en relación ambos centríolos. Esta etapa es la más larga de las etapas activas de la mitosis. En el embrión de pollo dura de 20 a 60 minutos y en la Drosophila casi 4 minutos. En meristemo de haba llega a 90 minutos y es de 30 a 60 minutos en los glóbulos rojos de tritón.

Prometafase. — En esta etapa se completa la desintegración de la carioteca o membrana nuclear y se forma completamente el huso acromático. Los elementos cromáticos se trasladan hacia el plano — 43 —

ecuatorial de la célula. Los extremos del huso (constituidos en la célula animal por los centríolos), se llaman polos. Y la zona equidistante de ellos, se conoce como plano ecuatorial. Se visualizan perfectamente los elementos cromáticos, que han terminado su espirilización y se advierte perfectamente que cada cromosoma está adherido a los filamentos del huso por su centrómero y dividido longitudinalmente en dos cromátidas, que permanecen en contacto a través del centrómero. La prometafase es una etapa 'en general corta, de transición, que algunos biólogos incluyen en la siguiente. Meiafase. — En esta etapa los elementos cromáticos se disponen en el ecuador del huso, formando la corona o placa ecuatorial, fijos por sus centróméros en ese plañó. Los brazos o alas de los cromosomas, se ubican en general fuera del ecuador. El dictiosoma o sustancia de Golgi y el condrioma, se aproximan al plano ecuatorial (ver figs. 25 y 26). Es la fase más corta, en general. Dura de 2 a 10 minutos en el embrión de pollo; medio minuto en Drosophila; 2 a 10 minutos en eritrocitos de tritón. Pero llega a 31 minutos en meristemo de haba.

Anafase.' — El hecho que domina esta etapa es la separación, el rechazo, de las cromátidas*. Y la división por tanto, del material cremosómico, que se reparte en dos mitades^ cada una de las cuales migra hacia uno de los polos. Los centróméros se dirigen hacia los polos, en una marcha en línea recta, como tironeados por los filamentos del huso. *Los brazos de cada cromátida, siguen ese movimiento, pasivamente. Los filamentos centrales del huso continúan viéndose, mientras que los periféricos se interrumpen, traccionando a los centromeros. ¿Por qué ocurre este rechazo de las cromátidas hermanas? Se han planteado diferentes explicaciones; Algunos aceptan la existencia de una especie de balón o maza, que, al hincharse, rechazaría las cromátidas hacia los polos*. Otros creen que los elementos del huso" acromático actúan como fibras tractoras?, que al espesarse (porque se ~ cierran los anillos cíclicos de las moléculas que previamente eran lineales); se acortan y arrastran las cromátidas que formarán los correspondientes cromosomas. Finalmente, hay quien admite que las cromátidas se rechazan porque poseen carga eléctrica positiva y esta misma carga hace que se aproximen a los polos o centríolos electronegativos: Mientras esto sucede, la célula comienza a estrangularse en su parte media. Se divide' el dictiosoma, el condrioma y los restantes elementos citoplasmáticos, entre las dos partes hijas. Al final de la anafase, cada equipo cromático se aglomera en cada uno de ambos polos. Si se trata de una célula humana, cada equipo está formado por 46 cromosomas. — 44 —

Vuelven a realizarse fenómenos metabólicos celulares, se emiten prolongaciones en las células que pueden hacerlo y se readquieré movilidad. Esta etapa dura en el mesénquima de embrión de pollo entre 2 y 3 minutos. Y en la Drosophila algo más de un minuto. Mientras que llega a 34 minutos en meristemcs de habas y 15 a 18 minutos en glóbulos rojos de tritón.

Telofase. — (Véanse figs. 25 y 26). — Etapa de reorganización en que se realizan, en orden inverso, los fenómenos que comprobamos en la profasé. (Ver también fig. 27.) Los cromosomas hijos reconstituyen los núcleos hijos en ambos polos.-Luego, progresivamente deja de verse la matriz proteiba, que*dando visibles los cromonemas, que se desespiralizan, se alargan y finalmente forman un retículo, apenas visible, (el retículo cromático de los antiguos citólogos). Reaparecen las^cariotecas o membranas nucleares y se visualizan nuevos nucléolos. La división de los elementos citoplasmáticos se ha completado. La membrana nuclear, que en la anafase comenzó su tabicamiento, lo completa. Habría dos tipos de orígenes de este tabique, en la célula vegetal. Uno a partir de la placa ecuatorial y otro

Fig. 27. — Mitosis en meristemo de azucena africana (Haemanthus katherinae). En A) comienzo de la profase. En B) final de la profase (a los 90 minutos). En C) metafase (en el minuto 120). D) Final de la anafase (minuto 250). E) Telofase (placa celular completa) (minuto: 290). Como puede apreciarse, esta mitosis es excepcionalmente larga, pues tarda más de cinco horas en cumplirse totalmente.

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en que se originaría lateralmente, en la periferia de los restos o fragmentos del huso citoplasmático (fragmoplasto). Esta etapa dura de 3 a 12 minutos en embrión de pollo y casi un minuta en Drosophila; 34 minutos en meristemo de haba y 25 a 30 minutos en eritrocitos de tritón.

Mitosis en células animales. — Difiere de la mitosis vegetal en que el huso acromático se forma a partir del cinetosoma cuyo centríolo se divide en dos y se separan luego ambos centríolos constituyendo el astef, figura estrellada formada por cada centríolo y sus radiaciones. Entre los dos ásteres hay un haz de filamentos que constituyen el huso central. La división del citoplasma se realiza habitualmente por un surco que avanza desde la periferia hacia el centro de la célula y no por una placa celular, como en la célula vegetal. Mitosis atípicas. — Se pueden encontrar mitosis multipolares eii las células cancerosas, en las cuales el cinetosoma se divide en varios centríolos, y por tanto el reparto cromosómico es desigual originando células monstruosas. (Mitosis tripolares o tetrapolares). Algunas sustancias, como por ejemplo la colchicina, detienen las mitosis en metafase.

CUESTIONARIO 1 - — ¿Qué diferencias esenciales presentan los procesos amitóticos y mitóticos? 2. — Resúmanse las características de las células vegetales que se pueden apreciar en el preparado de meristemo. 3. — ¿Qué ventajas presenta el estudio de la mitosis en los meristemos? 4. — ¿Cuáles son las causas de la mitosis? 5. — ¿Qué diferencias se pueden señalar entre la mitosis en la célula vegetal y animal? 6. — ¿Qué elementos comprende un cromosoma tipo? 7. — Esquematícense las modificaciones que se aprecian en los cromosomas en las diferentes fases de la mitosis. 8 . — ¿Qué consecuencias trae el proceso de mitosis multipolar? 9. — ¿Qué factores influyen en la velocidad o ritmo de las mitosis? 10. — ¿Qué propiedades físico-químicas se modifican en las diferentes etapas de una mitosis común? — 46 —

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TAXONOMÍA

DEFINICIÓN Y OBJETO DE LA TAXONOMÍA La taxonomía (de taxis: disposición; nomos: ley) es la rama de las Ciencias Biológicas que procura clasificar a los seres vivos, agrupándolos según sus semejanzas morfológicas, estructurales, y su historia evolutiva. Se la conoce también con los nombres de Biología Sistemática o Clasificación. El problema de la ordenación de todos los seres vivos fue preocupación de los naturalistas de todas las épocas. Una de las más antiguas clasificaciones corresponde a Aristóteles (384 a 377 antes de Cristo), si bien la más célebre e importante la realizó el naturalista sueco Carlos Linneo, en la décima edición de su obra "Systema naturae", en 1758. Este objetivo, de difícil realización, se hizo más engorroso a medida que se conocieron y describieron más seres vivos. Linneo enumeró 4.236 especies distintas de animales en 1758. En 1859, se habían registrado 129.370; en 1911, 522.400. Actualmente se conocen algo más de un millón y medio de especies animales, y se estima que probablemente existan diez veces más (según algunos cálculos recientes).

El ordenamiento y clasificación de un número tan impresionante de especies animales (dejando de lado la cantidad de especies vegetales, no menos importante), constituyó una labor a la cual se aplicaron distintos criterios a través del tiempo. Y todavía hoy no se ha llegado a criterios compartidos por todos los zoólogos. Basta consultar cualquier texto de Zoología superior, para encontrar que no hay dos autores que compartan las mismas conclusiones y agrupaciones taxonómicas. Existe un símil, que encontramos ilustrativo, que se ha utilizado muchas veces al plantear este tema. Sucede con los seres vivos lo que pasa con un conjunto de libros. Si nosotros tenemos unas decenas de libros, no necesitamos un ordenamiento especial de ellos, pues podemos conocerlos e identificarlos uno por uno. Cuando nos encontramos ante un conjunto de miles de libros distintos, estamos obligados a utilizar algún criterio de ordenación, para poder hallar en poco tiempo un libro determinado. Podemos, enfrentados a este problema, ordenar los libros de acuerdo al tamaño, al tipo de encuademación, por colecciones, por editoriales, por el tema de que traten (poesía, narrativa, ensayos, textos, etc.), e incluso por orden alfabético de autores. En estos casos utilizamos un método empírico que nos resultará de mayor o menor utilidad, según los casos. Un experto en Bibliotecología (pues ya se ha convertido en una ciencia auxiliar), aplicará métodos más científicos, ubicando los libros por sectores, según un criterio más selectivo, por la materia de que tratan dichos libros, con fichas y subdivisiones complicadas, pero que hacen posible que inmediatamente ubique en qué sección de una amplia biblioteca está el libro que una persona desea consultar. —

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Con los seres vivos pasó algo similar. Hubo criterios de ordenación arbitrarios, artificiales. Incluso algunos naturalistas procedían a enumerar las especies conocidas por orden alfabético. Otros crearon grupos de individuos sobre los cuales fueron estructurando agrupaciones más amplias. Algunos basaron la clasificación en el agrupamiento conocido como género, otros, principalmente Linneo, en el grupo conocido como especie. Y esta última posición fue la que se impuso posteriormente. Y fue precisamente Linneo quien estableció incluso una denominación científica, universal, para las especies que se conocían en el siglo XVIII y para las que se fueron descubriendo posteriormente. Con todos estos ordenamientos artificiales se procuraba llegar al ordenamiento natural, es decir, a las relaciones entre los seres vivos que existen en la naturaleza. CONCEPTO DE ESPECIE La noción de especie, como ya dijimos, fue y sigue siendo el basamento de la Taxonomía , o sea, la unidad taxonómica. Y a partir de esta unidad se han creado múltiplos (categorías supraespecíficás) y submúltiplos (categorías infraespecí£cas). Pero, curiosamente, el concepto de especie varió fundamentalmente desde su creación. Linneo afirmaba: "contamos con tantas especies cuantas formas diversas fueron creadas por el Ser Infinito". O sea, que forman una especie las generaciones de individuos que descienden de una pareja primitivamente creada. Como vemos, un criterio creacionista y fijista. Y la aceptación de una especie invariable fue norma entre los naturalistas hasta el siglo XIX. Pero la evolución de las ciencias biológicas y la demostración de que las especies no son inmutables hizo que se modificara totalmente dicho corcepto. Y ahora aceptamos que, desde el punto de vista biológico, los integrantes de una especie son individuos que tienen semejanzas estructurales basadas en similitudes génicas y una historia evolutiva común. Dicho en otras palabras, la especie representa un momento de la evolución, una etapa en el proceso constante de formación de nuevas especies (es decir, en la especiación). 4

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Vo'v'endo a Linneo, diremos que el concepto linneano de especie, con el fundamento biológico que acabamos de señalar, estaba determinado por un conjunto de individuos que poseen caracteres comunes. Y por ello Cuvier, campeón del fijismo, la definía así: "Especie es la colección de individuos, descendientes uno de otro o de padres comunes, y de los que se les parecen tanto como aquéllos, entre sí". Se insiste, posteriormente, por De Candoll, que se puede suponer que todos los individuos que integran una especie proceden originariamente de un solo individuo.

Por tanto, clásicamente, desde Linneo, los integrantes de una especie son individuos que presentan una serie de caracteres semejantes: l ) Semejanzas morfológicas y fisiológicas. — En general, dentro de ciertos límites, los individuos de la misma especie presentan 9

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forma y desarrollo de los órganos similares y cumplen de manera semejante las diferentes funciones vitales. Por ello, en el conocimiento vulgar, cualquier persona sin conocimientos científicos distingue que las diferentes razas de perros (Canis familiaris) integran una misma especie, e igual cosa sucede con otros animales comunes (caballos, gatos, gallinas, etc.). Pero, ya en estos ejemplos encontramos distinta forma entre un perro chihuahua y un mastín, o un "San Bernardo" o un "ovejero alemán". Y en los caballos, entre un percherón y un caballo de carrera; o entre las diferentes razas de gallinas (Leghorn, Rhode Island, etcétera).

Por tanto, las excepciones al criterio morfológico pueden ser numerosas y, además de las citadas diferencias raciales, encontramos el polimorfismo o dimorfismo sexual, que se aprecia especialmente en insectos, nematelmintos y vertebrados. Y todavía existen, como veremos con detalle más adelante, las variaciones individuales' (de tamaño y dimensiones), dentro de la misma especie, conocidas como variaciones geográficas, que determinan sub-especies geográficas, etc. Pensemos, por ejemplo, en las variaciones morfológicas que se advierten en los diferentes seres humanos. 2 ) Semejanzas mixiológicas o reproductoras. — Clásicamente, se aceptaba que dos individuos son de la misma especie si pueden cruzarse (unirse sexualmente) entre sí y originar hijos semejantes a ellos y fecundos. Por ejemplo, el asno y la yegua pertenecen a diferentes especies, a pesar de sus semejanzas morfológicas y fisiológicas, porque si bien pueden unirse sexualmente (cruza) e incluso esa unión ser fecunda y originar hijos (mulos), éstos habitualmente son estériles. El mulo; es decir, el resultado de este cruzamiento es un híbrido y el cruzamiento se conoce con el nombre de hibridación. 9

Pero también esta regla tiene excepciones. Se ha señalado, por ejemplo, que los híbridos que se obtienen en algunos casos poseen fecundidad indefinida, es decir, siguen siendo fértiles. Tal cosa sucede en los cruzamientos entre ánade y pato doméstico, entre gallina doméstica y gallo de la India, etc.

De manera que la técnica de realizar cruzamientos y afirmar que se trata de especies diferentes cuando este cruzamiento es estéril, tampoco tiene validez absoluta. En una especie de amplia dispersión geográfica, puede perderse esta fecundidad entre sus integrantes. No es, pues, un criterio absoluto, ni aún avalado por el criterio morfológico. Posteriormente, en la época contemporánea, se han agregado otras semejanzas para concretar las características específicas. 3 ) Semejanzas cromosomicas o cariotípicas. — Se ha encontrado que el cariotipo: número, tamaño y forma de los cromosomas, es semejante en individuos pertenecientes a la misma especie. Y se admite que el número normal de cromosomas en la especie humana (Homo sapiens) es 46 (2 n); mientras que es 8 en Drosophila melanogaster; 48 (en orangután, chimpancé y gorila), etc. 9

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Debe entenderse que el número de cromosomas no es lo único semejante, sino también la forma y tamaño de los mismos, qué traduce, en realidad, las semejanzas en sus genes (similitud génica). También este criterio no es absoluto. Puede suceder que no toda una especie, sino todo un género (categoría taxonómica superior) y aun toda una familia, tengan el mismo número cromosómico. Por ejemplo: la mayoría de los integrantes de la familia de los félidos (león, pantera, gato y lince) pcsecn un cariotipo normal con 38 cromosomas. Y en el género Drosophila existen diferentes especies con el mismo número de cromosomas; y otras con número variable (entre 6 y 12). Por otra parte, en la misma especie puede haber razas diploides (con 2 n) y triploides (con 3 n). En la especie Parascaris (un gusano cilindrico), existe la raza univalens (con 2 cromosomas) y la raza bivalens (con 4 cromosomas). En el caso de las razas diploide y triploide, se puede encontrar que tienen sus individuos la misma apariencia morfológica, pero no pueden hibridarse (cruzarse sexualmente con descendencia) y se encuentran separados geográficamente. Serían sub-especies geográficas.

4 ) Semejanzas bioquímicas e inmunológicas. — Hay compuestos peculiares de cada especie, especialmente aminoácidos. Sin embargo también pueden haber productos de especies diferentes con estructura química y acción similar. 9

Un ejemplo bien estudiado lo constituye la hemoglobina (pigmento de los glóbulos rojos de vertebrados).

Esta semejanza bioquímica está vinculada con la inmunidad llamada específica (o sea, propia de la especie). La capacidad de formar determinados anticuerpos puede ser propia de una especie determinada. Así también la posibilidad de que alguna sustancia actúe como extraña (como un antígeno), para un individuo y no para otro. Esta semejanza bioquímica e inmunológica específica, tampoco es absoluta. Y esto se comprueba, por ejemplo, en los seres humanos en los procesos de injertos o trasplantes de tejidos u órganos. No prosperan injertos de piel de individuos diferentes, en general. E igual dificultad se plantea en los trasplantes de órganos: ríñones, corazón, etc.; aunque pueden, sí, transplantarse córneas. Estas características están vinculadas, desde luego, a semejanzas génicas, pues se pueden trasplantar órganos entre individuos monocigólicos, es decir, mellizos originados de un solo cigoto, pues poseen el mismo genotipo. 5 ) Semejanzas ecológicas. — Cada especie ocupa un nicho ecológico determinado. ?

Encontraremos pingüinos, osos polares y focas, en zonas polares y subpolares; alces y abetos en la taiga americana; mientras que en la tundra hallaremos liqúenes, musgos y coniferas; víboras de cascabel en terrenos secos y pedregosos, etc. Cada especie, de acuerdo a su organización' estructural, a su adaptación al medio, a su forma de nutrición, etc., ocupará una zona determinada.

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6 ) Semejanzas otológicas (de comportamiento). — El comporta* miento, por ejemplo en los procesos reproductores, o ante el alimenta o como mecanismo defensivo, etc., muchas veces es característico de la especié. Los ejemplos se pueden multiplicar: los horneros siempre construyen un nido con forma similar; las arañas de cada especie tejen una tela de disposición peculiar; algunos animales adoptan formas o colores determinados (mimetismo en insectos, anfibios, reptiles, etc.). Puede producirse un cambio etológico entre integrantes de dos subespecies, y éste significar una barrera reproductora. 9

Como podemos apreciar, todos estos criterios son relativos. Si bien el concepto de especie es convencional y tiene una delimitación fluctuante y relativa, la consideración de estos diferentes factores permite extraer conclusiones para clasificar a los individuos. Hoy, la especie como unidad taxonómica representa sólo un momento de la evolución, una etapa de la especiación (proceso de formación de nuevas especies*). Por ello actualmente puede decirse que la especie es un grupo de organismos, o un conjunto de poblaciones* que comparten un mismo complejo genético y una comunicación reproductiva mediante cruzamiento y al mismo tiempo están separados de los complejos genéticos de otras especies por barreras reproductivas. El complejo genético común determina las semejanzas morfoló* gicas, fisiológicas, bioquímicas, inmunológicas, ecológicas y etológicas, que hemos enunciado. Como resumen de todo lo expuesto incluiremos algunas definiciones que sintetizan los elementos a tener en cuenta para reunir a los individuos en la unidad especie: Cuenot afirmó que "es una reunión de individuos emparentados, que tienen los mismos caracteres morfológicos hereditarios; los mismos caracteres fisiológicos, ya sea bioquímicos, como olores, secreciones; ya sean biofísicos, como reacciones al medio, géneros de vida comunes, y que ocupen un área geográfica definida; generalmente existe separación sexual entre las especies vecinas que puede deberse a un obstáculo cualquiera, cerno barreras geográficas, repulsión psíquica, diferencias de talla, esterilidad gamética, etc.*'. Pierre Grassé, por su parte, la define así: "La especie es un conjunto de seres vivos que descienden unos de otros, cuyos genotipos son muy próximos (de donde su similitud morfológica, fisiológica y etológica) y que, en condiciones naturales, no se hibridan, por causas génicas, anatómicas, eto'ógicas, especiales o ecológicas, con los seres vivos de cualquier otro grupo".

LINNEON Y JORDANON La especie de Linneo o linneón, que acabamos de precisar, se diferencia del criterio de Jordán (Alejo Jordán, botánico de Lyon). Para este autor, la verdadera especie estaría integrada por individuos * Se conoce con el nombre de población, al conjunto de individuos de la misma especie que ocupan un área geográfica determinada (un ecosistema).

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homocigotas, es decir que tuvieran los mismos caracteres en forma pura. Al poseer igual genotipo, los integrantes de esta especie elemental o jordanón, constituyen lo que en términos genéticos se denomina una "línea pura", y por tanto sus descendientes representan una población morfológicamente homogénea. De acuerdo a este criterio genético de especie, la gran especie linneana o linneón, es una colección de genotipos que corresponden a sub-especies o a simples mutantes (razas, variedades). La pequeña especie, o jordanón, constituye pues un agrupamiento más reducido, y aunque biológicamente sería más aceptable, es de poca utilidad práctica en Taxonomía. NOMENCLATURA CIENTÍFICA DE LOS SERES VIVOS En el lenguaje popular, en diferentes regiones del mismo país, o en países diferentes, pueden denominarse con nombres distintos a integrantes de la misma especie o con el mismo nombre a individuos de especies diferentes. De tal manera que se creó una gran confusión en las denominaciones, hasta el siglo XVIII. En ese momento se empezaron a denominar los seres vivos con términos en latín, que era la lengua culta de la época. Linneo mantuvo el idioma latino en la nomenclatura y primero empleó polinomios complicados, posteriormente trinomios y finalmente binomios, para designar cada especie. Es decir, utilizó das nombres: uno genérico (que corresponde al género; y otro específico (que determina la especie). Así, la especie humana actual es Homo sapiens y el perro doméstico es Canis familiaris. Los géneros correspondientes Homo y Canis, representan categorías más amplias, donde habitualmente encontramos distintas especies. Antes de la aparición de la especie humana actual hubieron otras especies integrantes del género Homo: Homo habilis, Homo erectus, Homo neanderthalensis, etc. Ya citamos distintos integrantes del género Felis donde se hallan el león, el gato, la pantera, etc. Cuando nos referimos a una subespecie, utilizamos un trinomio, agregando un tercer nombre que corresponde a la subespecie respectiva. Así, por ejemplo, el gorrión pertenece a la especie Passer domesticus. Y existe una subespecie europea y otra africana que se denominan respectivamente: Passer domesticus domesticus y Passer domesticus niloticus. Como puede apreciarse en estos ejemplos los nombres latinos que se utilizan se refieren a una característica morfológica, geográfica o de modo de vida (doméstica, del Nilo, etc.). Existen una serie de reglas con respecto a la nomenclatura, que se establecieron en el Congreso de Zoología de 1898 y una comisión de este Congreso preparó el Código Internacional de nomenclatura zoológica, aprobado en 1901 y que se sigue utilizando con algunas modificaciones. Las reglas principales, que se refieren a la nomenclatura desde las familias a las subespecies, son las siguientes: 19) Se independiza la nomenclatura de los vegetales de la de los animales y nosotros nos referiremos especialmente a esta última.

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CATEGORÍAS TAXONÓMICAS SUPRAESPECIFICAS Ya hemos dicho que el primer nombre de la nomenclatura binomial corresponde al género. Este grupo taxonómico está integrado por especies próximas entre sí y que no se distinguen por caracteres importantes! Puede decirse que es un grupo de especies que tienen un origen filogenético (o filéctico) común. Ya citamos el género Homo y los géneros Canis y Felis, Se admite actualmente que tanto las especies como los géneros se originan por una evolución gradual. Por encima de la categoría género, existen otras agrupaciones progresivamente más amplias: familia, orden, clase, tipo (o phylum). (Ver fig. 28.). En las categorías superiores (tipos, clases, órdenes), los grupos son menos numerosos pero más amplios (comprenden mayor número de seres). A la inversa, en las categorías inferiores, (familia, géneros, especies), los grupos son más numerosos pero menos amplios, pues: comprenden un número más restringido de seres. A medida que descendemos en la clasificación advertimos que se produce un aumento en la semejanza estructural y en la historia evolutiva de los individuos que integran los táxones o categorías inferiores. — 53 —

CLASE ORDEN FAMILIA

ORDEN FAMILIA

FAMILIA

GENERO

E S P E C I E S Fig. 28. - r Los les jerarquías amplias y por una clase,

principales táxones dentro de un Phylum o tipo. Se indican las principao categorías supraespecíficas. Las categorías situadas más arriba son más tanto comprenden mayor número de individuos. Recuérdese que sólo en la de los INSECTOS, se incluyen más de 750.000 especies diferentes.

Cada categoría constituye una unidad taxonómica o taxon que puede ser amplia (tipo, clase) o reducida (familia, género, especie). Entre las categorías que aparecen en la fig. 28 se admiten actualmente categorías intermedias, como superclase (por encima de clase); rama o tronco (por debajo de reino); grado (entre tipo y rama); subgrado; superfamilia; suborden, etc. Cada autor prefiere una denominación y efectúa una subdivisión propia. Existe tal diversidad de criterios en los táxones superiores, que para algunos autores todo el Reino Animal está integrado por 16 tipos (o phyla), para otros por 20, 28 y algunos los hacen llegar a 33. Agreguemos que se aceptan, en general, más de 100 clases distintas y que en una sola Clase (la de los INSECTOS), se describen entre 20 a 40 órdenes y más de 750.000 especies. Los criterios que se aplican para crear estos táxones subordinados, fueron variando. En primer lugar se tomaban en cuenta algunos caracteres morfológicos; posteriormente se agregaron elementos de nivel de organización, tipos de simetría, caracteres embriológicos, etc. En general hay un principio de ordenación que va de las formas más sencillas a las más diferenciadas. Haremos un breve resumen de los elementos que se han tenido en cuenta para crear los diferentes táxones superiores, hasta la categoría de Phylum, o Tipo: a) Eslruchira celular, distinguiéndose los Unicelulares (protozoos), de los pluricelulares o meiazoos.

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b) Distribución celular en dos o tres hojas embrionarias. Y se distinguen ios diploblástidos y triploblástidos (la mayoría de los metazoos). Esta distinción no la aceptan todos los biólogos. c) Tipo de simetría. Puede no existir simetría definida. O existir una simetría esférica, o radiada o bilateral (ver fig. 29). Y todavía se distingue la llamada simetría primaria- (o de la edad larvaria) y la definitiva o secundaria (de la edad adulta). Algunos autores le dan primacía a la simetría primaria y por ello, actualmente consideran a los Equinodermos como animales bilaterales, a pesar de que la mayoría de las especies adultas tienen simetría radiada. Gran parte de los autores los mantienen en la ubicación de Radiados (o con simetría radiada).

Fig. 29. — Tipos de simetría. En A y A ' se representan dos ejemplos de simetría bilateral: un plano de simetría divide el cuerpo de estos seres en dos mitades aproximadamente iguales. En B se representa un ejemplo de simetría radiada, a cinco radios, en un equinodermo (estrella de mar). Sobre un eje central, se insertan cinco ejes radiales, que subdividen el animal en porciones semejantes.

d) Organización interna. — Dentro de los metazoos, que poseen organización pluricelular, algunos biólogos distinguen tres ramas, según que tengan tejidos diferenciados (mesozoos); organización más compleja (parazoos)

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o nivel de organización superior al tisular (con presencia de órganos): eumeiazoos. e) Ausencia o presencia de celoma. — Si no presentan celoma (acelomados), tienen una organización más rudimentaria que los que poseen un hemocele o falso celoma: seudocelomados. Y el grado más evolucionado será el de los Celomados. (Ver fig. 30.)

subgrado ACELOMADOS

subgrcdo PSEUDOCELOM ADOS

S'jbgrado CELOMADOS

Fig. 30. — Subdivisión de los metazoos según el celoma. Dentro de los Eumetozoos, que componen el grupo (o grado) de los Bilaterales/ se puede efectuar una subdivisión en 1) Acelomados; 2) seudocelomados (cuando existe una cavidad general que no es un verdadero celoma sino un seudocele, pues no está revestida por una serosa peritoneal); y 3) celomados (en los cuales existe un verdadero celoma, revestido por peritoneo, con dos hojas: somatopleura y esplacnopleura).

f) Datos embriológicos* — Dentro del taxon de los celomados, alguncs biólogos distinguen los que presentan una boca originada en el blastoporo (orificio de la etapa embrionaria conocida como gástrula), y los denominan PROTOSTOMAS. Mientras que los restantes celomados, cuyo blastoporo origina el ano, se denominan DEUTEROSTOMAS. Todos estos criterios permiten la subdivisión en grupos hasta la categoría o taxon de Tipo o Phylum (ya hemos señalado que el número de estos tipos puede oscilar entre 16 y 33 según los autores, y según cuáles de estos criterios consideren más importante. Como orientación, transcribimos una de las clasificaciones modernas, hasta el taxon de tipo.

CLASIFICACIÓN DEL MUNDO ANIMAL (Reino animal) SUB-REINO PROTOZOOS (de organización celular). SARCODARIOS (Rizópodos) FLAGELADOS (Mastigóforos) CILIADOS (Infusorios) ESPOROZOARIOS. SUB-REINO METAZOOS (de organización pluricelular). Rama MESOZOOS: Con tejidos diferenciados. Adultos con forma de enteroblástula. Rama PARAZOOS: Similares a los mesozoos, pero organización adulta más compleja. —

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PHYLUM PORIFERA (Espongiarios). Rama EUMETAZOOS: Con nivel de organización superior al tisular. GRADO RADIADOS (con simetría radiada). PHYLUM CNIDARIOS (o CELENTERADOS). GRADO BILATERALES (con simetría bilateral primaria y también secundaria en general). SUB GRADO ACELOMADOS. PHYLUM PLATELMINTOS. PHYLUM NEMERTINOS. SUB GRADO SEUDOCELOMADOS (con hemocele o falso celoma). PHYLUM ASQUELMINTOS (Rotíferos). PHYLUM NEMATODOS (Nematelmintos). SUB GRADO CELOMADOS (con cavidad general o celoma). PROTOSTOMAS (la boca se origina del blastoporo). PHYLUM ANÉLIDOS PHYLUM ARTRÓPODOS PHYLUM MOLUSCOS. DEUTEROSTOMAS. PHYLUM QUETOGNATOS. PHYLUM HEMICORDADOS PHYLUM EQUINODERMOS PHYLUM CORDADOS. En esta clasificación se han señalado solamente los tipos o phyla más importantes, los que estudiaremos en este curso, pues sólo se incluyen 13, es decir, sería la agrupación de menor número de tipos. En ella se parte ya del Mundo Animal que es la categoría más amplia y se ha dicho que la más artificial (recordemos que ya Linneo establecía los tres reinos: animal, vegetal y mineral, que provenían de los albores de la ciencia natural). Diferenciar a los vegetales de los animales pareció relativamente sencillo, pero no es lo tanto. Esta distinción resultaba fácil, pero se complicó posteriormente, a medida que avanzó el estudio de los seres vivos más simples (unicelulares). Se afirmó entonces, que los animales se caracterizan por su modo de nutrición heterótrofo y su movilidad. Los vegetales poseerían caracteres opuestos: autotrof'smo e inmovilidad. Veremos luego que estos criterios generales no se pueden aplicar nítidamente en todos los casos, en los unicelulares. Por ello, actualmente algunos biólogos contemporáneos proponen la creación de cuatro reinos: 1. — Metazoos (o sea animales pluricelulares, heterótrofos). 2. — Metafitos (vegetales pluricelulares, autótrofos). — 57 —

3. — Protistas. Que comprenderían a los protozoos, hongos y algunas algas. 4. — Monerados. Integrados por bacterias y la mayoría de las algas unicelulares. Después se buscó subdividir cada Reino en grupos amplios, que reunieran alguna característica general importante. Y se obtuvieron los distintos tipos o phyla. Estos son grupos taxonómicos (que algunos también llaman troncos, especialmente zoólogos franceses), que en ciertos casos comprenden un corto número de especies, y en otros abarcan miles o cientos de miles (como en el caso de los ARTRÓPODOS). Para que el estudiante tenga idea más completa de otros enfoques de clasificación incluimos otra, con criterios más simples e identificación más completa de los diferentes tipos. Sub Reino PROTOZOARIOS. Unicelulares. áúb Reino METAZOARIOS. Con muchas células dispuestas en capas o tejidos. DIPLOBLASTIDOS (con dos hojas embrionarias). CON SIMETRÍA RADIAL. Phylum PORIFEROS. Cuerpo perforado por poros y conductos. Phylum CNIDARIOS. Con cnidoblastos y tubo digestivo en forma de saco. TRIPLOBLASTIDOS (con tres hojas embrionarias: ecto, meso y endodermo). CON SIMETRÍA BILATERAL y sin CUERDA DORSAL: ACORDADOS. Phylum PLATELMINTOS. Cuerpo blando y plano. Sin tubo digestivo o con tubo digestivo ramificado. Hermafroditismo frecuente. Con órganos excretores y sin celoma (acelomados). Phylum NEMATELMINTOS. Cuerpo cilindrico, cutícula dura (quitinoide). Sin cilias externas. Unisexuados (gonocóridos). Seudocele (cavidad general no tapizada de peritoneo) (ver fig. 30). Phylum ANÉLIDOS. Cuerpo segmentado (anillado). Segmentos homónomos. Apéndices (quetas). Celomados. Con órganos excretores y sistema circulatorio (circulación con capilares: cerrada). Phylum ARTRÓPODOS. Segmentación heterónoma (segmentos desiguales). Apéndices articulados. Esqueleto externo quitinoso. Con celoma o hemocele (celoma reducido). Con órganos excretores, respiratorios (branquias o tráqueas), y sistema circulatorio. Phylum MOLUSCOS. Cuerpo generalmente blando. Caparazón calcárea formada por uno, dos u ocho sectores (pueden no tener caparazón). Respiración branquial o "pulmonar" (cámara paleal). Phylum EQUINODERMOS. Con simetría pentarradial. Pies ambülacrales. Exoesqueleto espinoso. CON SIMETRÍA BILATERAL Y NOTOCORDO (CUERDA DORSAL): CORDADOS. Con notocordio o cuerda dorsal en alguna etapa de su vida. Cordón nervioso dorsal y tubular. Corazón generalmente ventral. Aletas o patas (pueden no tener apéndices). Phylum LEPTOCARDIOS. Phylum UROCORDADOS. Phylum VERTEBRADOS.

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Si compara el estudiante las dos clasificaciones incluidas, advertirá que se han seguido criterios distintos, aunque ambas citan casi la misma cantidad de tipos principales (en esta última se citan 12 phyla distintos). Pero también debemos destacar que aquí se caracterizan los diferentes tipos con otros elementos de clasificación, además de los ya citados. Por ello, completaremos la enumeración de la página 54, con otros elementos nuevos: g) Segmentación. — En muchos metazoos se encuentra el cuerpo dividido en unidades o somitos (o también somite) que se repiten. A esta unidad también se la denomina metámero y por ello se habla de segmentación o metamerización. Los segmentos o metámeros pueden ser semejantes, como en los Anélidos y entonces decimos que la segmentación es homónoma. O pueden ser diferentes y entonces decimos que tales animales tienen segmentación helerónoma (tal como ocurre en los Artrópodos). También el metamerismo puede ser exterior e interior, como en los Anélidos. O traducirse sólo exteriormente (artrópodos), o sólo interiormente (en Cordados, especialmente en Vertebrados, incluida la especie humana). h) Apéndices. — Algunos animales pueden carecer de apéndices locomotores o patas, como en los helmintos. Pueden ser articulados, como en los Artrópodos. Y además pueden ser de tipo variado: antenas, patas, quetas, aletas, alas, tentáculos.. i) Desarrollo embrionario. — Además de que existan dos o tres hojas embrionarias, o de que la boca se origine a partir del blastoporo de la gástrula o no (Proiostomos y deuterosiomos), podemos diferenciar a los animar les por el tipo de larvas, por la segmentación (parcial o meroblástica o total (u holoblástica). Todavía podemos diferenciar a los animales por la presencia Q ausencia de metamorfosis, etc. j) Esqueleto.— Los tipos de esqueleto, o la ausencia de él, nos servirán como elemento distintivo. Puede ser externo? (exo-esqueleto) o interno (endo-esqueleto). Y entre los externos, puede tener varios sectores o diferente naturaleza química (calcáreo, silíceo, quitinoso). k) Sexualidad. — Los animales pueden ser monoicos o hermafroditas, y dioicos o gonocórico¿ (la mayor parte). En este último caso distinguiremos un macho de una hembra (unisexuados). En fin, existen otros caracteres de organización interna: tipos respiratorios, circulatorios, aparatos excretores, etc., que nos sirven también de orientación. Los veremos a medida que estudiemos cada uno de los Tipos que integran este curso. EJEMPOS DE UBICACIÓN TAXONÓMICA

Para aclarar mejor las normas de clasificación, citaremos algunos ejemplos de ubicación de especies muy conocidas. El oso pardo (Ursus arctos) y el oso blanco (Ursus maritimus) forman parte del género Ursus. Varios géneros vecinos al Ursus se reúnen para formar la familia Úrsidos. A su vez las familias vecinas a Úrsidos, se reúnen en el orden Carnívoros. Y éste a su vez pertenece a la Clase Mamíferos y al Tipo o Phylum Vertebrados. Por otra parte, y en forma más pormenorizada, la especie humana se ubica así: En el grupo de los CORDADOS, por presentar notocordio (o cuerda dorsal); cordón nervioso hueco y branquias en la faringe en una etapa de su desarrollo.

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Al subtipo (para otros al tipo) VERTEBRADOS porque el notocordio está sustituido o complementado por hueso o cartílago formando la columna vertebral. Cuerpo segmentado, con división en cabeza y cuerpo; cráneo protegiendo al encéfalo. Dentro de los vertebrados, integran a los tetrápodos y Amniotas. A la clase de los Mamíferos, por presentar hijos alimentados mediante glándulas mamarias que segregan leche. Piel recubierta de pelo. Cavidad del cuerpo dividida por el diafragma en tórax y abdomen; corazón con cuatro cavidades; glóbulos rojos sin núcleo; homeotermos; encéfalo con cerebro considerablemente desarrollado. Integra la infraclase Euierios, porque son vivíparos (las madres dan a luz embriones, no huevos). Y dichos embriones son alimentados por la placenta (por ello se habla de mamíferos placentados). Machos con conductos espermáticos y urinarios que se unen en la uretra peniana; hembras con orificios urinarios y genitales separados. Pertenecen al orden Primates, por tener dedos libres con uñas planas y olfato poco desarrollado. Al suborden Antropoideos, por presentar cara plana, ojos dirigidos hacia adelante, visión cromática y estereoscópica. Superfamilia Hominoideos, por ciclos menstruales en las hembras y manos y pies con especialización similar y cola reducida o interna. Familia Homínidos, por la marcha bípeda, posición erecta, vivir en tierra. CATEGORÍAS

INFRAESPECIFICAS

Llama la atención la gran cantidad de subespecies que existen en el mundo. Estas agrupaciones dentro de la categoría especie pueden denominarse variedades y entonces se agrega un tercer nombre a la nomenclatura binómica tal como lo hemos señalado. Las variaciones entre los individuos pueden ser de grado cuantitativo (en cuanto a dimensiones, etc.) o de grado cualitativo. Existe una rama de las Ciencias Biológicas, que mide esas variaciones: es la Biometría. En algunos casos pueden señalarse pequeñas diferencias graduales entre los individuos de la misma especie, que permiten establecer lo que se llama una serie gradual continua. En estatura humana, por ejemplo, así como en el coeficiente intelectual, se encontraron cifras que, como en todo hecho similar, señalan el denominado polígono de frecuencia o curva de Gauss. Mediante el estudio de las variantes individuales ha sido posible agrupar o distinguir varias razas, dentro de una misma especie. Pueden haber razas geográficas o razas ecológicas o ecotipos. Hay especies que están en activo proceso evolutivo (especies plásticas), en las cuales es difícil la caracterización específica, y es discutible la apreciación de si estamos en presencia de dos razas de la misma especie, o dos especies distintas. En otros casos (especies estáticas), la distinción es fácil. Es muy distinto el caso de las especies que se reproducen por partenogénesis (a partir de un solo gameto), o hermafroditas suficientes, o que se reproducen asexuadamente. En estas circunstan—

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cias, se repite la misma combinación genética y los genotipos parecen aislados en varios clones independientes. Cuando se cruzan individuos de diferente especie, se denomina mestizos a los individuos resultantes. En la selección artificial, el hombre aisla a individuos con determinados caracteres y los cruza obteniendo razas nuevas. Pero debe mantenerlos en aislamiento reproductor para que subsistan dichas especies. Todos conocemos algunas de las razas de ganado vacuno: Shorthorn, Aberdeen-Angus, Hereford, Devon, etc.; de ganado ovino: Komney Marsh, Leicester, etc.; en equinos: Suffolk, perdieron, Thoroughbred, etc., y de distintas gallinas (Rhode, Leghorn, etc.). En el problema de las razas humanas, la situación es más compleja. Debido a las migraciones y cruzamientos, si bien se admite un grupo reducido de razas primitivas, actualmente se consideran superrazas. Y se distinguen hasta 30 razas diferentes, subdivisiones de aquellas superrazas primitivas. Entendiendo por raza grupos de individuos que ocupan un área geográfica determinada y poseen complejos genotípicos similares, que determinan algunas características físicas comunes. Algunos autores definen la raza como estirpe con antepasados comunes y caracteres físicos semejantes. Diferencian raza de pueblo ó población, que es un conjunto de individuos que ocupa un área determinada. Antropólogos modernos diferencian tres superrazas primitivas (otros hablan de 5): I) Negridos (con cabello lanoso) y que incluyen 7 razas. II) Mogólidos (cabello lacio, rígido y negro y escasa barba) con 11 razas. III) Caucásicos (con cabello lacio u ondulado) y 12 razas. Las razas se pueden distinguir una de otra por caracteres ecológicos; diferencias de alimentación, o tolerancia a los distintos factores ambientales (temperatura, humedad, salinidad). Algunos biólogos denominan variedad a subgrupos raciales con alguna característica propia. Mientras que, en general, se utiliza dicha denominación para indicar a todos los grupos sub-específicos.

Debemos distinguir estos grupos de las fluctuaciones, que son pequeñas variaciones congénitas, no adquiridas, que aparecen en individuos homocigotos (con caracteres en forma pura), de una misma raza. Y asimismo debemos distinguirlas de las somaciones, que son variaciones no hereditarias, sino adquiridas, y que afectan sólo al cuerpo (soma) y por ello no pueden ser trasmitidas a la descendencia. Es el caso del desarrollo muscular de un atleta, por ejemplo. — 61 —

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PROTOZOARIOS

Dentro del amplio grupo taxonómico de los Proiisíos (o sea: primeros seres vivos) se incluyen los Protozoarios (es decir: animales primitivos). Son, por tanto, organismos unicelulares que presentan características propias del reino animal. Si bien la distinción no es muy precisa en el grupo de los protozoarios flagelados, donde las características animales y vegetales se entremezclan. Algunos zoólogos sostienen que son seres acelulares, es decir, no integrados por células. Esta posición no es compartida por la mayoría de los autores y plantea más problemas que los que pretende resolver, como se ha dicho acertadamente. Es evidente que cada protozoo es un organismo homólogo a cualquier célula aislada de un organismo pluricelular (metazoo). En cuanto a la ubicación taxonómica, se plantea modernamente la ubicación en el postulado Reino de los Protistas, integrado por seres unicelulares con modo de nutrición heterótrofo (consumidor) y movilidad. De este reino se excluirían a los flagelados clorofilianos (Volvox y Euglena, por ej.), porque tienen un modo de nutrición predominantemente autótrofo (productor). Veremos más adelante que esta exclusión es discutible.

También se propone considerar al grupo de los Protozoos como un Subreino dentro del Reino animal. Todo esto nos demuestra, una vez más, las posiciones discordantes de los zoólogos con respecto a la ordenación taxonómica. Los protozoarios son seres de pequeña talla, en general microscópicos, pero algunos son visibles a simple vista, como las noctilucas, stentor y foraminíferos. Recordemos que algunos protozoos fósiles alcanzaron un diámetro de más de 10 centímetros.

En general no tienen simetría (organización anáxica o asimétrica), pero los radiolarios y heliozoarios poseen una simetría homoáxica o esférica o apolar (es decir, presentan un punto central a través del cual puede encontrarse infinito número de planos de simetría). En algunos protozoarios también se ha encontrado simetría tipo radial e incluso bilateral. Su forma es muy variada y puede ser cambiante, como en las amebas, o definida. En general es asimétrica, pero en las especies sedentarias existe una tendencia a la simetría radiada, mientras que las que flotan en la superficie del agua adoptan forma esferoidal. Señalemos también que en la misma especie existe un polimorfismo marcado: formas enquistadas (redondeadas), formas diferenciadas sexualmente, estados juveniles distintos de los adultos; etapas ameboides y flageladas, etc. Véase por ejemplo el polimorfismo de los géneros Tripanosoma y Plasmodium. — 62 —

Pueden poseer formaciones esqueléticas, que contribuyen a mantener su morfología y que se presentan como' esqueletos internos (en radiolarios), o como caparazones o tecas (foraminíferos). La c o m p o n ción química de estas formaciones puede ser quitinosa o quitinoide, calcárea, silícea, o de sales de estroncio. Tienen vida acuática, ya sea en aguas dulces o marinas. Integran todos los ecosistemas, apareciendo en todos los medios acuáticos. Tienen tal capacidad de adaptación que están en todos los lugares (nichos ecológicos) en que se encuentran los metazoarios, y aún en algunos en que éstos no pueden vivir. La locomoción se efectúa por seudópodos (Rizópodos o Sarcodarios), por cilias (Ciliados o Infusorios), por flagelos (Flagelados o Mastigóforos), o por movimientos o contracciones del cuerpo del protozoario, sin formaciones diferenciadas para la locomoción (Esporozoarios). El modo de locomoción es el principal elemento para la subdivisión en cuatro clases ya citadas. Los flagelos y las cilias, como en cualquier célula, están unidos al cinetosoma, que en los protozoos se denomina blefaroplasto. En algunos casos las cilias se reúnen formando cirros (estiloniquias). En ciertos flagelados (tripanosomas) existen membranas ondulantes que unen el flagelo parcialmente al cuerpo. En otros protozoarios (vorticela y stentor) aparecen mionemas con función contráctil. Los centríolos pueden faltar en algunos protozoos; la mayoría de las veces son intranucleares y menos frecuentemente extranucleares. Dichos centríolos están conectados con el blefaroplasto (cinetosoma) mediante un filamento denominado rizoplasto. Poseen núcleo diferenciado: único o múltiple. Algunos tienen una boca celular o citostoma, con citofaringe e incluso un ano celular o citopigio. Los alimentos ingeridos forman una vacuola digestiva que circula y se va desintegrando progresivamente. La captura de los alimentos puede hacerse por fagocitosis, emitiendo seudópodos; por introducción en el citostoma mediante corrientes aspirantes o por la proyección de tentáculos. Es decir, la digestión es intracelular y el transporte de las sustancias nutritivas se efectúa por ciclosis y por difusión. La nutrición es holozoica, en general. Es decir, se alimentan de seres vivos, ya sea animales (otros protozoarios) o vegetales (algas o bacterias). Pero puede ser saprofítica o saprozoica, o sea, a base de sustancias orgánicas de origen vegetal o animal disueltas en el medio en que viven. En pocos casos son autótrofos u holofíticos, sintetizando su propia sustancia orgánica a partir de elementos minerales. Tienen funciones sensitivas, mediante diferentes dispositivos, como por ejemplo los tricocistos de las paramecias y sistemas de fibrillas en el citoplasma como en stentor. — 63 —

Pueden tener vesículas contráctiles o pulsátiles que regulan la cantidad de agua intracelular y cumplen funciones excretoras y circulatorias. La reproducción se efectúa por escisiparidad o división simple o binaria, ya sea transversal o longitudinal. En otros casos se encuentra

Fig. 31. — Diferentes colonias de unicelulares. En A colonia gregaloide. Se distinguen individuos flagelados en la periferia y ameboides en el interior. Los flagelados son coanocitos, es decir, células iguales a las de los Poríferos o Esponjas. Por ello se consideran formas de transición con este grupo zoológico. En B, colonia lineal o catenoide en un ciliado holotrico. En C, colonia dendrítica, en un flagelado. Adviértase la disposición semejante a las ramas de un árbol. En D , colonia esferoidal (Pleodorina illinoisensis) con cuatro individuos somáticos los más pequeños, de la derecha, biflagelados. En el resto existen 28 individuos reproductores con su núcleo y estigma. Adviértase la envoltura gelatinosa que delimita toda la colonia y la sustancia fundamental, también gelatinosa, en cuyo espesor están los individuos coloniales. En E Opalina ranarum, o individuo unicelular con múltiples núcleos y cilias en su periferia que indicaría la transición con las colonias de unicelulares.

partición múltiple o politomía (esporozoarios) o gemación. El núcleo habitualmente se divide por mitosis. Cuando existen dos núcleos: macronúcleo y micronúcleo, como ocurre en los Ciliados, el primero tiene funciones tróficas y se divide por amitosis. Mientras que el micronúcleo, con funciones reproductoras, se divide por mitosis. — 64 —

Debemos separar, pues, la división nuclear (incorrectamente denominada división celular), que en la inmensa mayoría de los protozoos es una mitosis intranuclear. Es decir, es una mitosis en que los cromosomas se duplican en el interior del núcleo y éste se estrangula, pero no hay ruptura de la carioteca. En lo que se refiere a la reproducción de los protozoos (verdadera reproducción celular), pueden darse los tres tipos mencionados, acompañados o precedidos por la división del núcleo.

En algunas ocasiones se producen otros tipos de reproducción: copulación (tipo sexual), conjugación, autogamia, paidogamia y endomixia (semejante a la partenogénesis). Los tipos de reproducción son, en suma: 1) Bipartición equitativa; 2) partición desigual o gemación; (la más frecuente) y 3) esporulación o escisión múltiple o politomía. Estudiaremos brevemente estos procesos en los protozoos más característicos, fundamentalmente en Ciliados (por ej. Paramecia). Los ciclos biológicos generalmente son diplonies, es decir originan individuos diploides. Ello es posible porque en la formación de los gametos ocurre meyosis (reducción cromosómica) y se originan células haploides que al fusionarse generan el nuevo protozoo diploide. En las formas parásitas, los ciclos son muy complejos (véase Esporozoários).

Viven como individuos aislados o en colonias. Dichas colonias pueden formarse cuando existe un pedúnculo ramificado al cual están conectados varios individuos (en flagelados y ciliados). O por una masa gelatinosa o mucilaginosa que une a varios individuos, y aparece un cierto grado de diferenciación funcional. Esto último ocurre en Pleodorina donde hay colonias de 32 individuos con división del trajo. (Ver fig. 31.) También se encuentran formas coloniales en Volvox, con dos tipos de individuos: la mayoría flagelados y otros sin flagelos, más grandes, con función reproductora. De manera que ya en estas formas coloniales (que algunos biólogos excluyen del grupo Protozoos), existe un polimorfismo funcional y división del trabajo. El modo de vida de los protozoarios generalmente es libre, si bien existe un buen número que son parásitos. En algunos casos son comensales o simbiontes. Encontramos, en los protozoos, ejemplos de todas las modalidades de heterotrofismo: a) La mayor parte son holóirofos (también denominados predatores). Estos a su vez pueden ser carnívoros (alimentándose de otros protozoos o de metazoarios microscópicos), o herbívoros (apresando algas o bacterias), y omnívoros (devorando indistintamente vegetales o animales). b) También hay saprobios (toman sustancia orgánica no viva) en descomposición (saprós: putrefacto; bios: vida). c) Simbiontes o en otras asociaciones biológicas (mutualismo o comensalismo. Un ejemplo típico de simbiosis se da con las algas microscópicas (clórelas y xantelas), que se alojan en el interior de Heliozoos (véase fig. 49). Estudiaremos muchos ejemplos de parasitismo, por la importancia en patología humana y animal que revisten. Pueden incluso ser parasitados por hongos, algas u otros protozoos.

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Algunas especies forman quisies como etapa de resistencia a la desecación. Otras veces se enquistan durante la fecundación los dos individuos o en el curso de la división. En este caso dentro del quiste se aprecian varios individuos o por lo menos varios núcleos (en las amebas, por ejemplo). Puede decirse entonces que hay dos tipos de quistes: a) De protección, que permiten al protozoo tolerar ambientes secos (desecación) y temperaturas extremas. Estos quistes pueden persistir durante años (hasta cinco años). b) Reproductivos. Dentro de los cuales se produce la división celular o procesos sexuales.

CLASIFICACIÓN Se estima actualmente que existen por lo menos 100.000 especies distintas y se acepta que hubo 10.000 especies hoy extinguidas. De este grupo tan numeroso se han hecho 4 subdivisiones que los zoólogos clásicos denominaban Clases y actualmente tienden a considerarse tipos (phyla) separados del Subreino Protozoos. Se sostiene, con razón, que existe una gran diferencia entre la organización de una ameba y de una paramecia. I) SARCODARIOS o RIZOPODOS. II) FLAGELADOS o MASTIGOFOROS. III) CILIADOS (o "INFUSORIOS"). IV) ESPOROZOARIOS. Los estudiaremos en este orden. Se admite que los protozoos presentan dos direcciones evolutivas: Flagelados y Ameboideos (o Sarcodarios). Sin embargo, estos grupos están actualmente relacionados, e incluso existen protozoos rizomastiginos, es decir, con seudópodos y flagelos. Algunos zoólogos contemporáneos reúnen los dos táxones primeros (Sarcodarios y Flagelados), en el grupo Sarcomastigóforos.

I)

SARCODARIOS O RIZOPODOS

Caracteres generales. — Este grupo de protozoos, que los zoólogos clásicos consideraban una Clase, y los contemporáneos una Supérelas© o un Phylum, está integrado por los protozoos de organización más sencilla. El carácter unitario que los identifica es la presencia de seudópodos, que utilizan para la locomoción y también para la captura de alimentos. Generalmente tienen vida libre, aunque algunos son parásitos. Son uni o plurinucleados y su reproducción puede ser: escisión binaria, esporulación y plasmotomía. La sexualidad se manifiesta con singamia. —

66

—

Los Rizópodos son protozoarios que se trasladan por medio de seudópodos o falsas patas. Estos pueden ser cortos, lobulados, cambiantes, o en otros casos filiformes, anastomosados entre sí. En general se pueden distinguir cuatro tipos de seudópodos: a) lobópodos, gruesos, a veces ramificados, compuestos de ecto y endoplasma; b) filópodos, delgados, compuestos sólo de ectoplasma; c) rizópodos o reiiculópodos, también delgados pero que se ramifican y anastomosan formando un retículo o red; y d) axópodos, como los anteriores pero provistos de ejes elásticos que le dan solidez y permiten su proyección en forma estrellada. Los lobópodos se ven en los Amebozoarios (como la ameba proteus), los filópodos en los radiolarios, los reticulópodos en la generalidad de los foraminíferos y los axópodos en los Heliozoarios y algunos Radiolarios. (Ver fig. 32.)

AXOPODO

LOBOPODO

FILOPODO

RIZOPODO

Fig. 32. — Tipos de seudópodos. Se representan esquemáticamente las distintas formas de los seudópodos (característicos de los Sarcodarios). El más elemental es el lobópodo, se hace más complejo en los filópodos y rizópodos, y alcanza su mayor complejidad en los axópodos (poseen centríolo y axonema) que señalan la transición hacia la estructura ciliar o flagelar..

Actualmente se denominan Actinópodos los Sarcodarios que poseen axópodos. CLASIFICACIÓN Los Sarcodarios (de sarco: carne; por su apariencia) o Rizópodos (por la presencia de seudópodos, aunque estrictamente se aplica también este nombre a un tipo especial de seudópodo), se dividen en dos subclases: RHIZOPODA o Rizópodos propiamente dichos, que poseen seudópodos sin filamento central. En esta subclase (o clase), estudiaremos algunos órdenes principales: Orden Amoebida. Se caracteriza por la presencia de lobópodos (ver fig. 32). Sin cápsula. Casi todos de agua dulce, algunos marinos. Muchos parásitos. Estudiaremos el género Ameba y especialmente la especie Ameba proteus, como ejemplo de rizópodo de vida libre. Y el género Entamoeba y las especies E. coli y E. hisiolytica, entre las formas parásitas del intestino humano. Orden Arcellinida. Poseen cuerpo encerrado en cápsula o caparazón, con una abertura por donde salen los seudópodos. Vida libre, habitando especialmente aguas dulces.

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Citaremos el género Arcella y el género Difflugia, como formas representativas (ver fig. 39). Orden Fcxaminífera. Integrado por especies marinas dotadas de cápsulas típicas con cámaras múltiples. Las cápsulas son membranosas o compuestas de quitina o partículas extrañas; muy frecuentemente de naturaleza calcárea (sales de calcio). Citaremos a Globigerina y Nunmulixes, entre otras especies. CLASE ACTINOPODOS. — Presentan seudópodos en forma de axópodos (ver fig. 32), es decir, con filamento central y cinetosoma (o blefaropíasto). Primariamente son formas flotantes o sésiles, y los seudópodos se disponen radialmente, a partir de un cuerpo aproximadamente esférico. Subclase Radiclarics. (Radiolaria). Con cápsula central, quitinoide, perforada. Esqueleto silíceo, en algunos con sulfato de estroncio. Pueden presentar seudópodos del tipo reticulopodio, filopodios o. axópodos. Subclase Heiiozocs (Heliozoa). Sin cápsula central. Generalmente sin cubierta o caparazón protectora y cuando ésta existe está formada por espículas'-.o espinas de sílice. Pueden presentar axopodios o filopodios. Primariamente, se encuentran en aguas dulces. Citaremos a Áctinophrys y Actinosphaerium.

Estudiaremos en primer lugar el orden de los Amébidos, incluyendo formas libres sin caparazón (ameba) y formas parásitas. Y finalmente algunos ejemplares representativos de los otros órdenes. ORDEN AMOEBIDA Observación de una ameba. — Para obtener ejemplares de amebas bastará con recoger parte del fondo de charcos, estanques, etc., con barro u hojas en distintas etapas de putrefacción. Si se coloca este material en un recipiente de vidrio se comprobará que, después de cierto tiempo, las amebas llegan a la superficie, deslizándose por las paredes del recipiente. Puede resultar práctico tomar simplemente

Fig. 33. — Esquema

tipo de una ameba

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proteus.

hojas que se encuentren en el fondo de un estanque. Se advertirá que dichas hojas están cubiertas por una capa de una sustancia gelatinosa delgada y allí se buscarán las amebas. Para ello se extrae una pequeña porción de esta sustancia y se la coloca entre lámina y laminilla. Debe realizarse la observación con poca luz, porque el cuerpo de estos seres es casi transparente. Las amebas, extraídas con esa capa, se retraen como actitud defensiva ante los cambios de ambiente. Sólo después de pasado un rato se advertirá que vuelven a emitir los séudópodos, con un movimiento sumamente lento. Una vez enfocada correctamente la preparación advertiremos pequeños microorganismos, formados por una sustancia de aspecto gelatinoso, con un tamaño que oscila entre 200 y 600 mieras (incluso pueden llegar a algunos milímetros), con una estructura elemental. Prácticamente son células aisladas, con vida propia, con estructura protoplasmática muy simple. Es necesario observar primero sin colocar la laminilla, para poder apreciar cómo se forman los séudópodos. Cuando se inicia la extensión de un seudópodo éste es invadido por el endoplasma granuloso, que se introduce en él y posteriormente todo el cuerpo de la ameba se desliza dentro del lobópodo, salvo una pequeña porción del citoplasma, que aparece como una especie de cola y por ello se denomina porción uroide (uro: cola). Como consecuencia de la emisión y retracción de los séudópodos comprobamos que la forma de la ameba es cambiante (ver fig. 34). Buscamos luego la diferenciación del ectoplasma (claro, no granular, periférico), del ectoplasma granular, más oscuro.

Fig. 34. — Cambios de forma de una ameba fotografiada cada 10 minutos. Por ello se considera a dicho protozoo una célula proteiforme, es decir, de forma variable. La emisión y retracción de séudópodos. facilitada por la fina membrana plasmática o plasmalema, produce este aspecto cambiante.

Tratemos luego de identificar su único núcleo, (difícil de ver por su transparencia), con pequeñas esférulas nucleololares periféricas y sustancia cromática difusa. (Ver fig. 33.) — 69 —

Busquemos la posible existencia de vacuolas digestivas, la vacuola pulsátil, etc., que se encuentran en el endoplasma granuloso y fluido. Con una observación cuidadosa y prolongada podremos apreciar cómo cumple este pequeño ser con todas las funciones vitales. Nutrición. — La ameba se nutre de pequeños seres: paramecias, algas, rotíferos, y en especial de ciliados y flagelados libres. Este material alimenticio es capturado por la ameba, gracias a la emisión de seudópodos (ver fig. 35). Una vez atraída por la sustancia alimenticia (quimiotactismo positivo), cualquier parte de la superficie del cuerpo se extiende, transformándose esa parte periférica de gel en sol y haciéndose por tanto más fluida, como ya lo señalamos. Al rodear los seudópodos a la presa, ésta queda incluida en el cuerpo de la ameba, constituyendo una vacuola alimenticia y luego digestiva (nutrición vacuolar). Dicha vacuola debe sufrir una serie de transformaciones en virtud de un proceso (la digestión), por la acción de fermentos que llegan a ella mientras recorre el citoplasma por un movimiento intracitoplasmático de ciclosis. Se puede comprobar que el contenido vacuolar primero es ácido y luego alcalino a medida que actúan diferentes enzimas y se va realizando la digestión. Mientras se efectúa la digestión, la vacuola digestiva disminuye de tamaño, aprovechándose las sustancias útiles (absorción y asimilación). Hasta que finalmente las sustancias no digeridas son expul-

Fig. 35. — Fagocitosis. El proceso de ingestión de partículas sólidas se conoce con el nombre de fagocitosis, (del griego: phagein: devorar), y se puede apreciar en rizópodos y en células de animales superiores (fagocitos). Se produce primero una adhesión o adsorción de la partícula, por fenómenos físico-químicos y posteriormente una penetración de la partícula, por extensión del ectoplasma alrededor de ella. Se ha comparado esta acción a la que cumple un líquido cuando moja y se extiende sobre una superficie sólida.

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sadas (defecación) por cualquier parte del cuerpo, por ruptura del plasmalema. (La ameba no posee ano celular, así como tampoco boca celular o citostoma). (Véase fig. 36.) Circulación y excreción. — Las sustancias en proceso de digestión, así como el agua, sales minerales, etc., realizan recorridos a través

Fig. 36. — Locomoción, digestión, Se pueden apreciar vacuolas alimenticias,

circulación y excreción en la ameba. en diferente grado del proceso de digestión.

del citoplasma de la ameba (circulación). Los productos de desecho, que se forman como consecuencia de los procesos metabólicos, como por ejemplo la urea, se expulsan por difusión, a través de su plasmalema. Pero, además, se puede comprobar la formación de una vesícula conlráclil, que se origina por confluencia de vacuolas pequeñas, con aparición de una membrana de condensación (ver fig. 36). Esta vesícula se dilata hasta llegar casi al tamaño del núcleo y finalmente se contrae y expulsa periódicamente su contenido. Se verifica que la diástole (período de dilatación) es lenta y la sístole (contracción), es brusca y rápida. El agua penetra en la ameba por un proceso de osmosis, intentando equilibrar la concentración de sales entre ésta y el agua circundante. La ameba estallaría si no existiera esta vacuola contráctil, cuyo tamaño depende de la concentración de sal del agua circundante (a mayor concentración, menor tamaño de la vacuola). La respiración se efectúa a través de su superficie, por simple difusión (respiración cutánea). El oxígeno disuelto en el agua se capta a través de la membrana celular o plasmalema. De la misma manera se elimina también el anhídrido carbónico resultante de la respiración. Se le adjudica también un papel a la vesícula contráctil en la respiración, así como en la excreción, al facilitar la circulación de agua en la cual se disuelven gases y diferentes sustancias. — 71 —

Reproducción, — Si repetimos las observaciones podremos verificar la forma de reproducirse de este protozoario, por escisiparidad o bipartición del citoplasma, con mitosis nuclear. Esta forma de reproducción insume aproximadamente media hora a la temperatura de 24 C. Y se suceden las generaciones cada cuatro o cinco días. 9

Enquisiamienio. — Cuando el medio en el cual vive la ameba pierde agua y se deseca, dicho protozoario se retrae y forma una cubierta dura, resistente, que se conoce como membrana quiste. De esa manera la ameba puede permanecer en estado de vida latente durante meses y aun años, hasta encontrar un medio favorable. Esta membrana quística está formada por una capa de ectoplasma solidificado. En otros protozoarios está constituida por quitina, celulosa y hasta sustancias silíceas. El quiste protege también durante la reproducción. De manera tal que el único núcleo que existía al formarse el quiste, se multiplica, hasta alcanzar en ameba proteus hasta cerca de cien. Meroiomía en amebas. — Las experiencias de merotomía (de meros: parte; cortar), permiten demostrar la interdependencia entre núcleo y citoplasma y las funciones respectivas de cada uno de estos dos sectores. Utilizando microagujas o mieropipetas en forma de ganchos se puede seccionar una ameba proteus como muestra la fig. 37, con una aguja de vidrio y se obtienen dos porciones, una de ellas con núcleo (B). El sector sin núcleo con"tomía":

Fig. 37. — Merotomía en ameba. En A se representa esquemáticamente una ameba a quien se secciona (con una aguja de vidrio, por ejemplo). En B se representan los dos trozos obtenidos, uno anucleado y otro con núcleo. En C se muestra la evolución respectiva de cada segmento. El trozo sin núcleo se hace ovoide, no puede ingerir alimentos, y después de breve tiempo muere. El segmento nucleado se alimenta, crece y alcanza el tamaño da la ameba primitiva.

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tinúa vivo, moviéndose, nutriéndose, pero luego tiende a adoptar la forma esférica (véase C de fig. 37) y reduce su actividad. No ingiere alimentos y muere sin reproducirse. El sector nucleado se nutre, crece y puede reproducirse normalmente. Si a una ameba se le extirpa solamente el núcleo, se comprueban los mismos fenómenos que describimos en el sector anucleado. Si antes que se produzca la muerte se le injerta un núcleo fresco de otra ameba, aún después de haber pasado varios días de la enucleación, se recupera la actividad y morfología característica de la ameba. ¿Qué conclusiones se pueden extraer de las citadas experiencias? ¿Qué importancia tiene el núcleo para la vida celular?

MANIPULACIÓN. — Después de haber colocado una gota de cultivo de amebas en una lámina y observado los caracteres morfológicos y biológicos ya enumerados, procederemos a someter al rizópodo a una serie de estímulos. Las funciones de relación en los protozoarios se manifiestan como respuestas a estímulos externos, que se conocen como iaciismos. Decimos que un tactismo es positivo cuando la ameba se acerca al agente estimulante y negativo si se aleja. Ya nos hemos referido al estímulo químico producido por el alimento. Si buscamos la respuesta al contacto con un objeto sólido (micromanipulador, aguja, varilla), observamos lo esquematizado en la fig. 38. Esta estimulación puede ser espontánea, porque la ameba encuentre el objeto, o provocada porque nosotros la toquemos o puncemos. Puede buscarse también la respuesta a la luz, por distintos procedimientos (variando la intensidad luminosa con el diafragma). Véase si la respuesta es positiva o negativa y si se modifica la velocidad de emisión de seudópodos en una preparación muy iluminada.

Fig. 38. — Tigmotactismo en ameba. Ante un contacto sólido la ameba retrocede el obstáculo, desplazándose por medio de sus seudópodos.

— 73 —

y

elude

Coloqúese gotas del cultivo en agua a distintas temperaturas, observando la actividad y movilidad de la ameba en los distintos casos. Agregúese diferentes sustancias químicas (soluciones salinas de diferente concentración, ácido acético, etc.) buscando las respuestas correspondientes. Cultivos de ameba. — Pueden realizarse cultivos de ameba, de manera similar a los que se realizan de bacterias. Los cultivos serán puros cuando se trate de una sola especie, por ejemplo, la ameba terrícola. Para mantener un cultivo en medio sólido se coloca agua de estanque o pantano con una pipeta y luego se introducen una o varias amibas en el fondo de un tubo con gelosa que contiene a su vez gérmenes microbianos (bacterias), incluidos. Posteriormente se ubica el tubo en estufa a una temperatura de 25 a 30 C. De esta manera se produce el desarrollo de las bacterias, y al mismo tiempo las amibas, que se alimentan de ellas, crecen hacia la superficie. Cuando las amibas han invadido toda la superficie de la gelosa, se repica. Se toma una fina capa de gelosa con amibas sobre una lámina (portaobjeto) y se la somete a los vapores de ácido ósmico. Dicho ácido momifica a las amibas, es decir las mata, pero conserva la organización estructural. Posteriormente, pueden utilizarse diferentes colorantes, según el organelo amibiano que se desee ver. Y después de coloreado se monta la preparación con bálsamo de Canadá. En estas preparaciones estables se pueden estudiar las características nucleares y las vacuolas e inclusiones citoplasmáticas que citáramos. 9

ORDEN ARCELLINIDA o TESTÁCEOS. Amébidos con caparazón. Citaremos dos especies: Arcella (ver fig. 39) presenta una caparación de naturaleza orgánica que es segregada por el protozoo. El aspecto general es el de una lente, con

ARCELLA

DIFFLUGIA

GROMIA

AMEBA

RADIOSA

Fig. 39. — Otros Rizópodos libres. Se representan algunos rizópodos de vida libre. En primer lugar, dos Testáceos o Arcelínidos, con caparazón cubierto de partículas:Arcella y Difflugia (vive en aguas estancadas). La Gromia, también tiene un caparazón quitinoso, más o menos esférico, impregnado de sílice, vive sobre plantas acuáticas y presenta numerosos séudópodos. Finalmente, la ameba radiosa, que también se encuentra sobre algas acuáticas, con cuerpo esferoidal, se distingue por sus séudópodos dispuestos como radios.

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una coloración que oscila entre amarillo claro y castaño oscuro. Superficialmente aparece subdividida en compartimientos de forma exagonal. El caparazón deja libre un gran orificio central, inferior, por donde emergen los seudópodos, en forma de dedos. En pocas oportunidades a través del caparazón puede advertirse la estructura interna, con dos núcleos. Difflugia. Tiene un caparazón en forma de campana (ver fig. 39) en la cual se encuentran diferentes cuerpos extraños: granos de arena, espículas de esponjas, caparazones de diatomeas, etc. Todos estos cuerpos están englobados por la sustancia orgánica y fueron previamente ingeridos por el protozoos. Los seudópodos, en forma de lobópodos, pueden percibirse en condiciones especiales. ORDEN FORAMINIFEROS

Los Foraminíferos (ver fig. 40), (del griego foramen: pequeña cavidad; y phoros: llevar), son Rizópodos, con seudópodos tipo reticulopodios. Presentan un tamaño de 1 a 2 mm., con citoplasma no diferenciado y pueden recluirse en un caparazón generalmente calcáreo, aunque puede ser quitinoso. El caparazón que inicialmente es

Fig. 40. —

Caparazones

de

Foraminíferos

(en

la parte

superior

derecha

Nunmulitos).

quitinoso, puede convertirse en calcáreo si se impregna de sales de calcio, especialmente carbonato. Dicho caparazón puede tener un solo orificio o multitud de poros por donde salen los seudópodos. Puede poseer una sola cavidad (unilocular) o varias (plurilocular). Los Foraminíferos marinos no poseen vesícula pulsátil, pero sí los de agua dulce. Generalmente están en el fondo del mar. Algunas especies son pelágicas, es decir, superficiales, y se mantienen flotando mediante una envoltura gelatinosa y algas adheridas. Las cápsulas o caparazones de estos protozoarios se acumulan por millones, a través de los siglos y forman depósitos de tiza (carbonato — 75 —

calcico). A este origen se atribuye la existencia de los acantilados blancos de Dover (Gran Bretaña). En los alrededores de París, existen terrenos calcáreos terciarios, formados por Miliolites. Y también..en las pirámides de Egipto, existen rocas calcáreas formadas por Nunmulitos (etimológicamente: monedas de piedra), foraminíferos de gran talla que alcanzaban a 5 ó 6 cm. de diámetro (ver fig. 40) con caparazón en forma de espiral aplanada. Para observación de otros tipos de caparazones de Foraminíferos véase las figs. 41 y 42.

Fig. 41. — Foraminíferos (de un preparado del Prof. Víctor Scarabino). Distintas caparazones de foraminíferos, la mayoría recogidos en las costas uruguayas (en La Paloma, frente al Cabo Polonio, etc.). Los primeros con envoltura aglutinante y encontrados en el fondo de ríos (Santa Lucía, Río de la Plata). Luego se incluyen otros, también bentónicos pero de caparazón calcáreo (6) y finalmente algunos planctónicos (integrantes del plancton) (7, 8, 9, 10). Los tres últimos son fósiles: 11 — Nodossaria aff. plumerae Cushman - Eoceno Superior (existió hace aproximadamente 58 millones de años). Procedencia: Midway, Arkansas. U.S.A. 12 — Globigerina pseudobulloides Plummer. (Igual procedencia). 13 — Bolivina sp. - Mioceno (hace aproximadamente 25 millones de años. Procedencia: Arcillas Azules, Provincia de Barcelona (España). (Datos del Prof. V. Scarabino).

ORDEN RADIOLARIOS Se caracterizan por presentar su cuerpo dividido en un endoplasma o citoplasma intracapsular, revestido por la llamada cápsula central. Por fuera de ésta se encuentra el citoplasma extracapsular, integrado por tres capas a su vez: una interna fina, una media, gruesa, gelatinosa y una externa relativamente espesa. (De esta última se originan los seudópodos, tipo filópodos) es decir, finos y rígidos, semejantes a radios, ramificados y reticulados (ver fig. 44). Protegiendo externamente la superficie del Radiolario se pueden advertir las llamadas espinas o espículas, que se originan en el citoplasma hacia afuera y que pueden estar constituidas por sulfato de estroncio (acantina) o de sílice. Estas formaciones protectoras, pueden permanecer como radios o formar una especie de reja, con diversas variantes (en parrilla, en copa, etc.). (Ver figs. 43, 44 y 45.) El esqueleto de sílice de millones de radiolarios, contribuye a originar las rocas silíceas, por depósito en el fondo marino. — 76 —

Fig. 42. — Tipos de caparazones en Foraminíferos. En 1. Caparazón con cámara única. 2. Espiral común, la mar, frecuente. 3. Espiral helicoidal, com.o en Globigcrina (con filópoúos). 4. Espiral lineal. 5. Espiral lineal alterno. 6. Cicloide, como en Nunmulites fósiles.

Fig. 43. — Caparazones de Radiolario3. Obsérvese la belleza de formas de estos caparazones, intcgiados por compuestos de sílice. El lecho oceánico (en un 5 .'<) está formado por el llamado "barro de Radiolario s". Al convertirse en roca, forman diversas variedades de arcilla roja. (

Fig. 44. — Estructura cíe un Eadiolario. En A , encontramos los diversos sectores del cuerpo de un Radiolario. Advertimos una zona central o médula, con abundantes núcleos; alrededor de ella la zona cortical (o córtex), con numerosas vacuolas y especulas libres. Exterior mente la cápsula de sílice, perforada, por donde salen los seudópodos (que pueden ser axópodos o füópodos con axoncma). En B, estructura del esqueleto de otro Radiolario. Véase las tres redes concéntricas de sílice y los rayos del mismo material, que funcionan como ejes de todo el armazón.

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ORDEN HELIOZOOS (animales sol) Integran la Clase de los Actinópodos, junto con los Radiolarios. Se caracterizan por no tener cápsula central. Con forma esférica y con una zona exterior citoplasmática, con abundantes vacuolas (ver fig. 45). En Aclinophrys se encuentra una zona medular con núcleo y una cortical, correspondiendo al citoplasma, con vacuolas digestivas y vesículas contráctiles (ver fig. 45). Existen algunos heliozoos plurinucleados: Actinosphaerium (con centríolos fuera del núcleo) y Camptonema (fig. 39), con centríolos intranucleares.

ACTIN0FR1S

CAMPTONEMA

ACTIN0SFER1UM

HÉTER0FR1S

Fig. 45. — Heliozoos. Dentro del grupo denominado Actinópodos, junto con los Radiolarios, están los Heliozoos, algunos de los cuales son: Actinofris. Abundante en charcas y estanques, sobre plantas acuáticas. Presenta citoplasma espumoso, por la gran cantidad de vacuolas. Camponema y Actinoesferium poseen muchos núcleos (con centríolo intranuclear y extranuclear, respectivamente). Actinoesferium puede alcanzar hasta un milímetro de diámetro y vive entre las plantas acuáticas. Heierofris, posee cubierta mucilaginosa y vive en aguas dulces. Tamaño algo mayor que Actinofris (pues alcanza hasta 70 mieras). A veces, en su endoplasma, se encuentran pequeñas algas, que viven en simbiosis con este heliozoo.

RIZOPODOS PARÁSITOS Dentro de este grupo de protozoos destacaremos especialmente dos especies, por su importancia parasitológica: a) Enlamoeba Coli. — Rizópodo, no patógeno, que vive generalmente en el intestino del hombre (ver fig. 46). En la forma vegetativa, llamada irofozoiio (ver fig 46) tiene un tamaño de 15 a 20 mieras, con núcleo difícil de visualizar y ectoplasma que no se diferencia fácilmente del endoplasma. Posee séudópodos anchos y cortos y tiene movimientos lentos. Se puede teñir con hematoxilina férrica, para advertir mejor los detalles estructurales. Presenta la capacidad de formar quistes, en el interior de los cuales (ver fig. 46) se pueden encontrar desde uno hasta ocho núcleos, y corpúsculos cromatoides, así como vacuolas de glucógeno. b) Eniamoeba histolyiica y Amebiasis. — Dentro del Género Entamoeba existe otro rizópodo, de mayor importancia médica, que invade los tejidos, produciendo una grave afección conocida como amebiasis, que puede manifestarse como una disentería (con diarrea — 78 —

Fig. 46. — Formas evolutivas de la Entamoeba Coli. El primer esquema representa a la forma vegetativa o trofozoito; luego el prequiste, con forma redondeada y el quiste, donde ya se advierten vacuolas con glucógeno. En la línea inferior, los quistes, con dos, cuatro y finalmente ocho núcleos (maduros). Los corpúsculos cromatoides se visualizan en estas fases.

intensa). Esta especie se llama Eniamoeba hisiolylica (histo: tejido; lisis: destrucción), porque destruye los tejidos, tanto de la pared in* testinal, como de órganos internos, formando abscesos internos. La forma vegetativa de E. histolytica posee un tamaño de 10 a 60 mieras (ver fig. 47), con citoplasma diferenciado en ecto y endoplasma. Sus movimientos son más activos que la E. Coli. Presenta un núcleo característico, con cromocentro o cariosoma central y halo claro, estando unido el cariosoma a la carioteca o membrana nuclear por delicadas fibrillas cromáticas radiales. Compárese este núcleo con el de la E. Coli (ver fig. 48), en el cual el cariosoma es excéntrico. Los cariosomas o cromoceniros, también llamados "falsos nucléolos", son formaciones cromáticas, basófilas, que representarían segmentos de cromosomas. Se distinguen de los nucléolos, pues éstos últimos son acidófilos. En las vacuolas digestivas de este parásito, a menudo existen glóbulos rojos fagocitados por la Entamoeba, al lesionar la pared intestinal. Tiene también la propiedad de formar quistes, que se diferencian de los de E. Coli, por poseer 1, 2 hasta 4 núcleos y varios tipos de inclusiones cromatoides. Los quistes son ingeridos con los alimentos, incluidos en ellos por moscas o manos sucias de personas enfermas. Llegan al intestino delgado sin ser modificados y allí son atacados por los jugos intestinales, liberándose las formas vegetativas o trofozoiios. Estos llegan — 79 —

Fig. 47. — Formas evolutivas de la E. Kistolytica. vegetativa o trofozoito, de mayor actividad, con su rojos fagocitades. A la derecha, cuando adopta con un solo núcleo y corpúsculos cromatoides y con cuatro núcleos (el máximo número

A la izquierda se representa la forma núcleo característico y varios glóbulos la forma prequística; luego el quiste vacuolas, y posteriormente el quiste de núcleos que puede tener).

al ciego (ver fig. 49), donde producen lesiones en la pared intestinal, se multiplican allí e invaden la pared. Cuando son arrastrados por las materias fecales por el colon, a medida que disminuye el volumen líquido de las materias (como ocurre en el colon descendente, como consecuencia de la absorción de agua por la pared intestinal), los trofozoitos se transforman en prequistes, luego en quistes inmaduros y finalmente los llamados quistes maduros,, que poseen ya los cuatro núcleos (que es el máximo que pueden tener). De esta manera son expulsados por la defecación y pueden llegar al agua, verduras, alimentos, ya sea transportados por las moscas desde las heces humanas, o por malos hábitos higiénicos, pudiendo infectarse otras personas (véase fig. 49). Además de ulceraciones intestinales (con diarreas sanguinolentas) puede producir formas de más difícil diagnóstico, ocasionando abscesos en el hígado, pulmón, bazo, cerebro.

E. Pig.

48. — Núcleos

Histolytica aislados con el

E.

de E. Histolytica, con su cromocentro o cariosoma

— 80 —

Coli

cariosoma central excéntrico.

y

de

E.

Coli

Fig. 49. — Ciclo de la amebiasis. Los trofozoitos son abundantes en el ciego intestinal Se transforman en prequistes en el colon descendente y finalmente en quistes maduros (con cuatro mídeos), que son expulsados al exterior, con las materias fecales. A veces pueden expulsarse también quistes inmaturos, es decir, que no han completado su evolución, como se muestra en el esquema (son uninucleados). Los quistes pueden ser ingeridos por una persona sana, si existen hábitos higiénicos defectuosos, al llegar al. agua de bebida o a los alimentos, o ser transportados por las moscas. De cada quiste ingerido se originan 8 amébulas en el intestino grueso. En las materias fecales del enfermo podemos hallar trofozoitos, quistes uni y bi nucleados (inmaturos) y tetranucleadcs (maduros). Dichos quistes pueden ser vehiculados por diversos alimentos y producir la contaminación de personas sanas.

Es una afección muy difundida y se calcula actualmente que entre el 10 al 20 % de la población mundial presenta diferentes formas de amebiasis.

— 81 — G

II)

MASTIGOFOROS O FLAGELADOS

Caracteres generales. — Son protozoos que se distinguen por la presencia de uno o varios flagelos. Estos flagelos pueden existir permanentemente o sólo en determinadas fases del ciclo biológico. Normalmente poseen un solo núcleo. La reproducción se cumple en ellos por bipartición longitudinal (ver fig. 53) y la sexualidad se manifiesta por singamia. Presentan habitualmente forma alargada, según el sentido de su desplazamiento. Los flagelos determinan una trayectoria semejante a una hélice. Cuando existe un solo flagelo o pocos, se encuentran en el extremo anterior del protozoo. Cada flagelo presenta una vaina exterior o membrana externa (ver fig. 50), que es continuación de la membrana plasmática. En su interior hay 11 fibrillas: nueve periféricas y dos centrales (ver fig. 51). Las fibrillas centrales forman el denominado axonema, que está unido al blefaroplasto o cinetosoma. Obsérvese que este dispositivo es una forma evolucionada del axópodo de los Sarcodarios (compárese con fig. 32), que también posee axonema y cinetosoma (blefaroplasto). En general, cada flagelo tiene su blefaroplasto. En la mayoría de los flagelados existe el llamado corpúsculo parabasal o cuerpo parabasal (ver figs. 50, 51 y 54), que corresponde al golgisoma o aparato de Golgi, del flagelado. Algunos presentan axostilo (ver figs. 50, 51 y 62), formado por haces de fibrillas unidas al blefaroplasto. Se admite que esta formación tiene función mecánica de soporte o eje de sostén del animal (verdadero "esqueleto interno" del flagelado). Algunas veces se encuentra la llamada costa (ver fig. 50), especie de varilla intracelular que se comprobó tiene una función de sostén, similar a la que cumplen las fibras de colágeno del tejido conectivo. Un flagelado puede también presentar iricocisios (fig. 50), que estudiaremos en los Ciliados: Paramecia), en forma de vesículas que pueden proyectarse al exterior y tienen función defensiva-ofensiva. Cuerpo parabosd Blefaroploslo Axonema

Tricocisto

Axostilo Núcleo

Costa

Vaina

Fig. 50. — Estructura de elementos anexos a los flagelos. Se puede apreciar la vaina, el axonema, el centríolo o blefaroplasto, tricocisto, cuerpo parabasal, costa y axostilo (ver explicación en el texto).

— 82 —

FIBRILLAS EXTERNAS

AXOSTILO

FLAGELOS NUCIEO

CIM£TO£»OMA

SOMAS

'FIBRILLAS CENTRALES

Fig. 51. — Eslruclura de un flagelo. A la izquierda se representa el aparato flagelar de un alga, con dos flagelos. Obsérvense los corpúsculos básales (mastigosomas) y las fibrillas que los unen al cinetosoma y al axostilo. A la derecha, estructura del flagelo (semejante a la de una cilia), vista por el microscopio electrónico. Existen nueve pares de filamentos externos (fibrillas externas) y un par de fibrillas centrales.

CLASIFICACIÓN. — Estudiaremos algunos de los órdenes principales, en forma somera: Orden Prctcmasiiginos. Representan los flagelados más primitivos, con uno a tres flagelos, sin citostoma y sin cubierta celular. En este orden citaremos el género Tripanosoma, por la importancia que tiene en patología humana, y también el género Leishmania (ambos parásitos). Orden Polimasiigincs. Poseen de dos a muchos flagelos (poli: muchos). Presentan organelos celulares generalmente duplicados. Muchas especies aparecen como simbiontes o parásitos en el aparato digestivo de insectos y vertebrados. Estudiaremos el género Giardia (parásito del intestino humano). Orden Tricomonadinos. Tienen de tres a cinco flagelos y uno formando el borde de la membrana ondulante. Citaremos al género Trichomonas. Existen otros órdenes, de menor importancia zoo-biológica (Rizomastiginos, Hipermastiginos y Opalininos). CLASE FITOMASTIGINOS, de ubicación taxonómica discutida, pues algunos biólogos no la consideran dentro del mundo animal. Poseen cromatóforos y nutrición holofítica. Suelen tener cubierta celulósica, e incluyen a Euglena, género de importancia biológica. En ella citemos: Orden Fiiomonadinos. Son flagelados con clorofila, de agua dulce, que forman colonias. Se incluyen a Volvox y Pleodorina (ver fig. 31). Orden Dinoflagelados. Con dos flagelos y generalmente armazón de celulosa. Incluye Noctiluca, esférico, de unos 2 milímetros de diámetro, marino, con luminiscencia (es decir, capacidad de emisión de luz). Iniciaremos el estudio de los Flagelados, analizando las características biológicas de Euglena, para luego estudiar diversas formas parásitas.

Estudio de un FLAGELADO CLOROFILIANQ. — Dentro de la Clase denominada Flagelados o Mastigóforos (Mastix: látigo; y phoros: llevar), existen muchas especies de gran interés zoológico y médico. Ya hemos dicho que son precisamente los Flagelados los Protistos que señalan formas de transición entre el reino animal y vegetal. — 83 —

Más adelante veremos diferentes especies parásitas y analizaremos la repercusión que ellas tienen en patología humana y la profilaxis de las afecciones que producen. En esta oportunidad estudiaremos, como ejemplo típico de flagelado libre a la Euglena viridis, flagelado solitario, libre, que posee plastos con clorofila. Pertenece precisamente a ese grupo de ubicación taxonómica incierta, discutida, y que para muchos biólogos constituiría formas semejantes a las primitivas, de vida acuática, de donde se originaron filogenéticamente los seres que integran los actuales reinos vegetal y animal que conocemos. Las Euglenas pueden cultivarse fácilmente. Tienen un tamaño de alrededor de 100 mieras (por lo tanto más pequeñas que las amebas). Poseen forma característica en huso (véase fig. 52). Se obtienen también de aguas estancadas, especialmente si hay abundancia de desechos orgánicos. En la observación microscópica podremos comprobar la forma, con extremidad anterior redondeada y posterior puntiforme. A diferencia de la ameba, posee forma definida, si bien puede cambiar de aspecto. Esta constancia morfológica se debe a la presencia de una película superficial, el periplasto, que la limita. Pero no hay pared celular como en las células vegetales. Dentro del citoplasma, también aquí, podremos diferenciar un ectopiasma fino y claro, ele un endoplasma granular. En una extremidad encontramos una mancha roja: el estigma, órgano sensible a los cambios de luz. Todo el citoplasma se presenta coloreado de verde por los cloroplastos (con forma ovoide o alargada según las especies). Entre los plastos se ven corpúsculos más refringentes, a veces en forma de bastones, constituidos por una sustancia de reserva: el para-almidón. Esta sustancia, también denominada paramilon, es un pol'sacárido complejo, que se tiñe en castaño con el yodo (mientras que el almidón se tifie en violeta). Representa el producto de la asimilación, y puede tener aspecto de granulos redondeados, en la proximidad de los cloroplastos, que a veces presentan un aspecto de estrella, ubicándose los granulos de paramilon en el centro de dicha estrella.

Identifiquemos el citostoma o boca celular, en forma de embudo, que conduce a la citofaringe. Existe una cavidad globular llamada habitualmente reservorio, donde termina la faringe o canal de entrada. El flagelo, único, nace precisamente de la pared del reservorio y se exterioriza por el citostoma. Busquemos, en la base del flagelo el corpúsculo conocido como blefaroplasto, a donde llega el filamento axial, contráctil, de dicho flagelo. ¿Existen vacuolas contráctiles? ¿Hay depósito fijo de sustancias? ¿Cuántos núcleos posee y dónde? ¿Cómo son los cloroplastos, discoidales, lobulados o alargados? ¿Aislados o formando estrellas? ¿Existen otras inclusiones? ¿De qué naturaleza? El núcleo no se visualiza bien en la Euglena viva. El movimiento del flagelo es tan rápido que resulta difícil de apreciar. Puede agre— 84 —

garse tinta negra en su proximidad, para poderlo distinguir. O agregar solución de gelatina al 3 %, o enfriar el preparado, llevándolo a una temperatura próxima a 10° C, para enlentecer dicho movimiento. Después de intentar apreciar su organización, busquemos, como lo hemos hecho con ameba, comprobar cómo se cumplen las funciones vitales. ¿Cómo es la nutrición? ¿Qué diferencia fundamental presenta con la de ameba, por la presencia de clorofila? ¿Posee nutrición holozoica, es decir, por presas vivas, como ameba?

Fig. E2. — Estruclura de Euglena (esquemática). Los cloroplastos, en algunas especies pueden adoptar diferente disposición (en estrella), y poseer distinta forma. También los granulos de para-almidón, que muchas veces son ovoideos. Las Euglenas, que a veces determinan el color verdoso de aguas amoniacales, en la proximidad de estercoleros, poseen sectores foto-receptores en el reservorio, en relación con el estigma. El reservorio, no es una verdadera citofaringe, pues Euglena no devora presas vivas, sino sustancias orgánicas disueltas, cuando no puede cumplir la fotosíntesis.

— 85 —

¿Por qué existe una organización digestiva más diferenciada, si Euglena es autótrofo? ¿No toma sustancias del medio ambiente que la rodea? (Nutrición saprofítica). ¿Todas las Euglenas poseen la misma forma? ¿O puede advertirse en ella el fenómeno biológico conocido como metabolia, es decir, adoptar diversas formas? Los quistes ¿qué forma tienen? Búsquese, mediante la desecación, o cambios de temperatura, la aparición del fenómeno del enquistamiento.

Fig. 53. — Bipartición

longitudinal

en

Euglena.

De manera similar a como procedimos con ameba, podemos en Euglena estudiar la respuesta a estímulos externos, o sea los tactismos. Con respecto al movimiento en sí, obsérvese el batir del flagelo, que imprime movimientos de rotación en espiral, al cuerpo de la Euglena. Véase si realiza movimientos vermiformes, los llamados movimientos euglenoides, por dilataciones y contracciones locales de un sector del cuerpo, mientras que el resto permanece inmóvil. Sométase a diferentes estímulos, en especial los luminosos, térmicos, químicos. ¿Cómo se comportan las Euglenas ante una burbuja de aire? Búsquese la posible presencia de quistes o sorprender a una Euglena en el proceso reproductor, por bipartición longitudinal (véase fig. 53). Los quistes aparecen ante la desecación, o temperaturas desfavorables o sustancias nocivas que aparezcan en el medio ambiente. Agregúese una gota de solución de yodo y se obtiene coloración de los corpúsculos de para-almidón en un tono castaño. ¿Si fuera almidón, qué color tomaría? Los flagelados de vida parásita revisten excepcional importancia para el hombre. Desglosaremos varios grupos, para su estudio, teniendo en cuenta su forma de parasitismo. Veremos, pues: 1) FLAGELADOS PARÁSITOS HEMATICOS Y TISULARES. Formando parte de los Flagelados Protomonadinos (con uno o dos flagelos y nutrición holozoica o saprozoica), encontramos el Género Tripanosoma. Los Tripanosomas (ver fig. 54) son flagelados con cuer—

86

—

po foliáceo, alargado, con un núcleo y un cinetoplasto (integrado por un blefaroplasto y un cuerpo parabasal), del cual se origina un flagelo. Este flagelo posee la peculiaridad de estar parcialmente unido al cuerpo celular por una membrana ondulante y terminar en un extremo libre. El blefaroplasto está en el llamado polo anterior y el flagelo se extiende libremente a partir del llamado polo posterior.

Fig. 54. — Tripanosoma

esquemático.

(Véase

blefaroplasto

en parte

anterior.)

Esta forma tripanosoma típica, con diferencias estructurales según las especies de que se trate, es la que podemos encontrar en la sangre del individuo parasitado por el tripanosoma. En la evolución de las tripanosomiasis, sin embargo, podremos encontrar a este flagelado con otra morfología, pues dentro de las células de los tejidos parasitados adopta la llamada forma leishmania (ver fig. 55), con corpúsculo parabasal, pero sin flagelo y típica forma redondeada; o encontrar las formas lepiomonas (con flagelo corto y s'n membrana ondulante) o criiídeas (con flagelo originado en corpúsculo parabasal situado entre el núcleo y el polo posterior) (véase fig. 55). a) Tripanosomiasis americana o enf. de Chagas y el Tripanosoma Cruzí. — En América existe una afección parasitaria endémica, cono-

Fig. 55. — Morfología

de los tripanosómidos

— 87 —

en su evolución

parasitaria.

cida como enfermedad de Chagas, a cuyo estudio han contribuido brillantemente investigadores brasileños, argentinos y uruguayos: Chagas, Cruz, Mazza, Tálice, Costa, Rial, Osimani, etc. Es producida por un flagelado: Tripanosoma Cruzi (en honor a su descubridor: Osvaldo Cruz) o también Schyzotrypanum Cruzi, para otros parasitólogos.

Fig. 56. — Tripanosomas en sangre. Entre los glóbulos rojos, en el plasma, se representan tres tripanosomas, con su forma característica. Aparecen también otros dos tipos celulares, de la serie blanca: linfocitos y granulocito (polinuclear), ambos con núcleo.

Esta afección, que ha sido reiteradamente combatida, permanece endémica en nuestro país, especialmente en los departamentos norteños, y puede tener evolución grave, localizándose el parásito frecuentemente en el músculo cardíaco (cardiotropismo). En las formas agudas, puede encontrarse la forma tripanosoma en la sangre del enfermo (ver fig. 56), en el plasma, es decir, entre los glóbulos, pero no dentro de ellos. El tripanosoma cruzi no se multiplica en la sangre, pero sí en las células de diferentes órganos, sobre todo en los macrófagos de la piel, ganglios linfáticos, bazo y también en el músculo cardíaco y en el encéfalo, provocando serios trastornos al sujeto parasitado. Dicho flagelado es transportado de la sangre del individuo enfermo a otro sano, por un vector biológico que pertenece al Orden de las Rincotas o Hemípteros (Insectos), y al Género Triatoma. Existen muchas especies de este género capaces de trasmitir esta enfermedad. En nuestro país tiene especial importancia la especie Triaioma infestans (ver fig. 59), vinchuca que habita en las grietas de las paredes sin revocar, o en los terrones de barro con que todavía se construyen ranchos en nuestra campaña. Durante la noche, generalmente, las vinchucas salen de sus escondites y buscan su alimento. Si pican a una persona que padece la enfermedad de Chagas o a un animal para— 88 —

Fig. 57. — Ciclo de la enfermedad de Chagas. La vinchuca, vector biológico de la enfermedad, contamina al hombre, por intermedio de sus materias jecaies con las formas metacíclicas, y también a diversos animales domésticos y silvestres (parte derecha del esauema). Estos animales pueden ser focos o reservónos ae tripanosomas.

sitado (ver fig. 57) pueden aspirar con la sangre de la víctima los tripanosomas que se encuentren en ella. En el tubo digestivo de la vinchuca los tripanosomas sufren un ciclo biológico, transformándose en formas leislimanias en el intestino medio, luego en formas critídeas y finalmente en formas tripanosomas, conocidas como metacíclicas infectantes (en el intestino posterior). (Véase fig. 58.) Este ciclo se desarrolla en un plazo de 10 a 20 días. Es decir que, recién entonces, la vinchuca infectada podrá trasmitir el tripanosoma, al expulsar las materias fecales en una zona

Fig. 58. — Evolución del Tripanosoma cruzi en el tubo digestivo de la vinchuca. Adviértase cómo los tripanosomas ingeridos experimentan un ciclo en el tubo digestivo de la vinchuca, pasando a formas leishmanias, critídeas, y finalmente tripanosomas metacíclicos infectantes.

— 89 —

de piel alterada (por ejemplo en la herida provocada por la picadura) n en mucosas sanas (por ejemplo: la mucosa conjuntival). Esta forma de contaminación se ha designado como "a estación posterior", para distinguirla del mecanismo que se cumple en la tripanosomiasis africana, en la cual se hace a "estación anterior", es decir, por la saliva del insecto vector. b) Tripanosomiasis africana y Tripanosoma gambiense. — En África, especialmente en la zona ecuatorial, existe otra especie del género Tripanosoma: el T. gambiense (también el T. rhodesiense),

Fig. £9. — Vectores

de tripanosomiasis:

Glossina

y

Vinchuca.

que produce en el hombre una encefalitis (por su localizac'ón preferentemente en el sistema nervioso central), conocida vulgarmente por "enfermedad del sueño" o tripanosomiasis africana. También en este caso existe un insecto que actúa como vector biológico: moscas del género Glossina (Glossina palpalis y también G. morsitans), conocidas vulgarmente como moscas "tse-tse", por el zumbido que producen al volar ("moscas de las piraguas" de Livingstone). Estos dípteros hematófagos, al aspirar la sangre succionan tripanosomas del individuo parasitado. Estos tripanosomas, cumplen un ciclo en la Glossina, que lleva alrededor de 20 días, pues pasan a las glándulas salivales y luego a la trompa del díptero, como formas critídeas, que finalmente se transforman en tripanosomas metacíclicos infectantes. Desde ese momento, en próximas picaduras, la Glossina deposita los tripanosomas en la herida que ella misma produce al picar. Este modo de contaminación, se denomina "a estación anterior'\ En el individuo afectado de encefalitis no se encuentran formas leishmanias, ni leptomonas. Los tripanosomas penetran en el aparato circulatorio y luego se localizan en los ganglios linfáticos. El T. gambiense llega muchas veces al sistema nervioso central, al encé—

90

—

falo, alojándose en el espacio intersticial intercelular (por ello se produce la encefalitis, con somnolencia y depresión que puede llevar a la muerte). c) Leishmania y Leishmaniosis. — El género Leishmania, está constituido por protozoarios, relacionados con el género Tripanosoma, que habitualmente no poseen flagelo ni membrana ondulante. Son semejantes a las llamadas "formas leishmanias", del Género Tripanosoma. Tienen forma redondeada, con tamaño de 1 a 3 mieras. Dentro de este género existen varias especies, que ocasionalmente presentan un flagelo (forma leptomonas, como en L. donovani, por ejemplo), pero nunca presentan formas critídeas. Al parasitar a seres humanos ocasionan afecciones conocidas como leishmaniosis: kala azar, botón de Oriente, etc. Son parásitos generalmente intracelulares, hallándose en las células endoteliales de dife-

Fig. 60. — Leishmanias en célula endotelial del bazo. Se representa una célula esplénica (és decir, del bazo, importante órgano abdominal formador de células sanguíneas), con su núcleo y presentando ocho formas leishmanias, sin flagelo.

rentes tejidos (véase fig. 60) y menos frecuentemente en los glóbulos blancos. 2) FLAGELADOS PARÁSITOS DEL TUBO DIGESTIVO Y APARATO GENITAL. — Dentro del Orden Polimasiiginos, es decir, Protozoarios Flagelados que poseen más de tres flagelos, encontramos dos parásitos que con bastante frecuencia afectan la especie humana: a) Giardia o Lamblia iníestinalis. — Es un flagelado (ver fig. 61), de aspecto piriforme, de 10 a 20 mieras de longitud, redondeado en la extremidad anterior y terminado en punta en la posterior. Con ocho o más flagelos. Presenta una concavidad ventral (disco suctorio) y se pueden apreciar los dos núcleos, con cariosoma o cromocentro (o falso nucléolo) y granulos de cromatina. Los flagelos se disponen en cuatro pares, con sus correspondientes blefaroplastos. Existen tres pares de flagelos en la línea media y el cuarto par se encuentra lateralmente. Parásita en la vesícula biliar e intestino del hombre, especialmente en los niños, después de haber ingerido éstos los quistes microscópicos de giardias. Invade las criptas del intestino delgado, pero no da generalmente lesiones intestinales. Puede producir inflamación — 91 —

Fig. 61. — Giardia. A la izquierda la forma vegetativa, con su aspecto característico. Obsérvese la disposición de los cuatro pares de flagelos, el disco suctorio, y los dos núcleos con su cariosoma central. A la derecha se representa la forma quística, con cuatro núcleos.

de la vesícula (colecistitis). Las giardias se alimentan de secreciones mucosas, ocasionando trastornos duodenales con dolores, diarreas con heces claras, con abundante mucosidad e incluso pus, pero sin sangre. Y como consecuencia de todo ello el individuo parasitado puede llegar a un cuadro de deshidratación, con pérdida del apetito y desnutrición. b) Trichomonas vaginalis e intestinalis. — Es un flagelado, también en forma de pera (ver fig. 62), pero que posee membrana ondulante. Con un tamaño de 5 a 14 mieras, cuatro flagelos libres (a veces cinco) y otro flagelo en el borde de la membrana ondulante, cuyo extremo posterior es libre. Tiene núcleo ovoide, con cariosoma o falso nucléolo central. Adviértase el blefaroplasto, el axostilo (derivado centriolar en forma de tubo o fibra que forma el eje longitudinal de los Flagelados) el ¿tostoma o boca celular, en el lado opuesto a la membrana ondulante. La especie Trichomonas hominis habita en el intestino grueso del hombre y no posee forma quística, ni invade la mucosa. Se alimenta de bacterias intestinales y de glóbulos rojos y no es patógena. Pero existe otra especie, Trichomonas vagínalis, patógena, que puede parasitar el aparato genital (vagina en la mujer y próstata en el hombre), ocasionando inflamaciones que se traducen por secreciones anormales. Fig. 62. — Trichomonasi. — 92 —

PELÍCULA

BLEFAROPLASTO.

MEMoRANSLAS CINETODESMO

MI CP. B R I L L A S

CiRRO

MEMBRANA

ONDULANTE

F i g . 63. — Ciii-is, embranelas y membrana cndulanie. En A , disposición de las cilias que forman una membranela, con porción triangular basal, que funciona como ancla fija en la parte periférica del citoplasma. En B, disposición de las vesículas que integran los iricocistos, los cilias y sus respectivos blefaroplastos o centríolos, en Paramecia. Si se observa der.de el exterior se advierte una película con aspecto de mosaico, constituido por múltiples exágonos. Entre los exágonos se halla una depresión, donde termina el tricocisto. Los centríolos están unidos por un filamento (el cinetodesmo). En C, se muestran las cilias, con centríolos, unidos por un cinetodesmo y en conexión con una m i o f i b r i l l c í , tal como se ve en Stentor (ver fig. 71). En D, disposición de una membrana ondulante, (véase que los dos grupos de cilias emergen en forma alternada de la superficie celular). En E, disposición de las cilias al integrar un cirro, (como en estiloniquias).

CUESTIONARIO 1. — ¿Qué diferencias presenta la locomoción de la ameba con la de Euglena? 2. — ¿Qué elementos locomotores presentan cada uno de estos seres? 3. — ¿Cómo se alimentan y qué diferencias presentan en su modo de efectuar la ingestión? 4. — ¿Qué tienen de común arabos seres? 5. — ¿Posee algún órgano sensitivo Euglena que no tenga ameba? 6. — ¿Qué se entiende por autótrofo y heterótrofo? ¿Cuál de los protozoarios que estudiamos es autótrofo o puede serlo? 7. — ¿Puede vivir euglena sin luz solar? ¿Qué importancia tiene Euglena para la nutrición de los pequeños animales acuáticos, igual que las diatomeas? 8. — ¿En qué respuestas a estímulos externos se diferencian ameba y Euglena? — 93 —

9. — ¿Cuál de ambos seres posee organización superior y por qué? 10. — ¿Qué es la vacuola contráctil y en qué protozoarios se puede encontrar? 11. — Planee una experiencia para obtener la formación de vacuola contráctil amplia. 12. — ¿Cómo respiran ambos protozoarios? ¿En qué se diferencia un flagelo de un seudópodo? ¿Existe boca y ano celular en ameba? ¿Y en Euglena? 13. — ¿Euglena viridis es vegetal o animal? ¿Por qué? 14. — ¿En qué forma podría contribuir la vacuola pulsátil a la respiración en ambos seres? 15. — Resuma qué caracteres de la Clase de los Rizópodos posee ameba y qué caracteres de la Clase Flagelados o mastigóforos presenta Euglena. 16. — ¿Cuáles son los principales flagelados parásitos en nuestro país? 17. — ¿En qué zonas se encuentran personas que padecen la enfermedad de Chagas? 18. — ¿Qué haría usted para eliminar la enfermedad de Chagas en nuestro país? 19. — ¿Qué flagelados parásitos intestinales conoce? 20. — ¿Qué elementos se encuentran integrando el aparato flagelar? 21. — ¿Qué conclusiones se pueden sacar del hecho que los cloroplastos se dividen independientemente de la división de Euglena, tienen genes propios, mantienen actividad fotosintética aislados y pueden desaparecer si se agregan algunos antibióticos a Euglena?

— 94 —

III)

CILIADOS

Caracteres generales. — Son los protozoos más diferenciados, pues poseen numerosos organelos y éstos están más desarrollados que en los demás protozoos. Tienen cUlias como elemento de locomoción. Las cilias tienen similar estructura que los flagelos, con 9 filamentos periféricos y dos centrales, y un cinetosoma en la base. Se diferencian de los flagelos porque tienen menor longitud y por tanto el movimiento que producen es distinto. Las cilias pueden ser de la misma longitud y grosor, y baten con movimiento uniforme (generalmente metacrónico) (ver figs. 63 y 64).

Fig. 64. —

Movimiento

ciliar.

Se

puede apreciar de cilias.

la actividad

metacróiiica

de

grupos

Pueden adherirse cilias vecinas y formar cerdas o cirros (ver figs. 63 y 73) en algunos casos, y en otros membranelas de forma triangular o membranas ondulantes rectangulares (ver fig. 63), que producen un movimiento en remolino. La forma del cuerpo de los Ciliados (impropiamente llamados Infusorios, pues en las infusiones pueden encontrarse otros tipos de protozoos) es constante, pero puede modificarse transitoriamente por acortamiento o retracción. En el citoplasma encontramos haces fibrilares de estriación transversal y cinetosomas y una fibrilla por cada cilia. Estas fibrillas son similares a las del tejido muscular estriado, mientras que en la zona más central se encuentran fibrillas lisas (como las de músculo liso). Existen Ciliados "engullidores", con boca en el polo anterior y otros con citostoma hundido y citofaringe (ver fig. 65) que ingieren por un movimiento de aspiración. Generalmente tienen una o dos vesículas contráctiles los Ciliados de agua dulce y algunos marinos.

En algunos existen iricocisios (ver fig. 65), similares a los que tienen algunos Flagelados. Aparecen como formaciones vesiculares, situadas directamente debajo de la superficie corporal, de algunas mieras de longitud, que al ser expulsadas adquieren mayor extensión. Los Ciliados ya destacamos que presentan alto grado de organización. Se traduce, por ejemplo, en la presencia de un macronúcleo, generalmente poliploide (también llamado núcleo somático), que di— 95 —

rige los procesos metabólicos, y un micronúcleo, diploide, que contiene los genes e interviene en los procesos sexuales. Las razas de ciliados que no tienen micronúcleo viven y se multiplican normalmente, pero no pueden realizar el proceso sexual denominado conjugación (ver paramecias y fig. 69). En este proceso tiene lugar una fecundación recíproca de dos individuos (conjugantes) y los micronúclecs emigrantes haploides (originados por un proceso similar a la gametogénesis de metazoos), pasan de uno a otro y viceversa. De esta manera se intercambia material genético y se originan sendos núcleos diploides o núcleos de conjugación. La conjugación es la forma más típica de reproducción sexual en Ciliados. Estos núcleos se dividen ecuacionalmente y originan nuevos macronúcleos y micronúcleos. Pero se da también la reproducción asexuada por división transversal (ver fig. 68). La estrangulación precede a la división de macro y micronúcleo y a la diferenciación de los dos equipos de organelos de los protozoos hijos. La mayor parte de los Ciliados tienen vida libre y sólo algunos pocos son parásitos. CLASIFICACIÓN DE EUCILIADOS Los diferentes Ordenes se establecen según la disposición de las cilias en: Orden Holoiricos. Con cilias simples dispuestos alrededor de todo el cuerpo o en la mayor parte de él. Sin cilias aborales. Estudiaremos al género Paramecia, tomándolo como tipo de Ciliado. Orden Espiroiricos. Presentan una serie aboral de membránulos desde la derecha hasta la izquierda del peristoma. Integrando este orden estudiaremos distintos ciliados: Slenior. Spirosíomun. Siylonychia (estiloniquias) y un Ciliado parásito: Balaniidium Coli. CLASE SUCTORIOS. En lugar de cilias tienen tentáculos. Esta clase se incluye, con los Euciliados, integrando el subphylum Ciliophora (para algunos zoólogos). Orden Periiricos. Presenta una serie de cilias que empieza a la izquierda y se dirige a la derecha del peristoma (al revés de lo que sucede en los Espiro trieos). Tienen pocas o ninguna cilia en el resto del cuerpo. Cuerpo en forma de campana, cáliz o vaso. Generalmente se encuentran fijos y muchas veces formando colonias. ' Estudiaremos el género Vorticella (vorticela).

Estudio de un CILIADO: PARAMECIA. — Para estudiar los protozoarios CILIADOS, tomaremos como ejemplo de organización a paramecia, de fácil obtención, con tamaño que oscila entre 100 a 300 mieras de longitud, según las especies. (Es decir, está en los límites de visibilidad de un ojo humano normal). Las paramecias se encuentran con facilidad en aguas estancadas, por ejemplo de floreros o cualquier recipiente donde existan restos vegetales en descomposición. Se puede también obtener un cultivo, preparando una infusión de heno, trigo o lechuga y sembrando en — 96 —

ella ejemplares obtenidos previamente, comprobando que se multiplican activamente en pocos días. Por otra parte, si se deja agua pura, en un recipiente a una temperatura de alrededor de 20 C, se comprueba que a los pocos días aparece una película viscosa en la superficie. En los días siguientes, aparecen infusorios, entre ellos paramecias, que se alimentan de las bacterias, que integran la citada capa viscosa. 9

Observación. — Coloqúese una gota del cultivo de paramecias obtenido por alguno de los procedimientos indicados, sobre una lámina, con la platina del microscopio horizontal. En primer lugar realícese la observación sin colocar la laminilla o cubre-objeto, para poder apreciar mejor el movimiento de este ciliado. Posteriormente se coloca la laminilla para estudiar la morfología. Vemos entonces que el cuerpo de paramecia (véase fig. 65) es ovalado, con la extremidad anterior redondeada y la posterior puntiforme, semejante a una zapatilla o sandalia.

Fig. 65. — Morfología

general

de

Paramecia.

Se distingue también el ectoplasma, o citoplasma hialino, de poco espesor, del endoplasma granular. Pero aquí esta diferenciación es menos marcada que en ameba. El ectoplasma está limitado por una película fina, el periplasto, que mantiene la forma característica de la paramecia. Obsérvese el surco oral o peristoma, en forma de embudo, con cilias poderosas, que se extiende desde la extremidad anterior hasta la porción ensanchada del cuerpo. (Se ha llamado también membrana ondulante a esta formación que se produce por fusión de cilias y sirve para ayudar a la ingestión y no para la locomoción). ¿Es correcto hablar de extremidad anterior y posterior? ¿Puede aceptarse que existe una cara inferior o ventral y otra superior o dorsal, más convexa? — 7

97

—

Véanse los núcleos: maeronúcleo, grande, muchas veces con forma de herradura y micronúcleo (dos en P. aurelia y uno en P. caudatum), junto al anterior. ¿Qué funciones cumplen? ¿Qué importancia tiene el micronúcleo en la conjugación? La paramecia pertenece al Orden de los Holoiricos, porque presenta un revestimiento ciliar uniforme en la superficie del cuerpo. Cada cilia (y se calcula que cada paramecia posee alrededor de 25.000) está sostenida por un eje contráctil que se prolonga hasta un corpúsculo basal o blefaroplasto, que a su vez se une a una raíz ciliar ubicada en el citoplasma. De esta manera se constituye un sistema neuromotor que permite el típico movimiento ciliar. Si se dispone de ejemplares teñidos con sales de plata y se observan a gran aumento, se puede advertir que los corpúsculos o granulos ciliares están unidos por fibrillas longitudinales, algunas de las cuales están, a su vez, unidas a un centro motor próximo a la citofaringe. Las cilias están dispuestas revistiendo el cuerpo de paramecia en series paralelas y oblicuas. Las series transversales oscilan simultánea y sincrónicamente. Mientras que las series longitudinales vibran unas después de otras (movimiento metacrónico), originando un movimiento que se ha encontrado semejante al de las espigas de trigo al ser impulsadas por el viento. (En realidad existiría la diferencia de que las espigas baten en el mismo plano, mientras que las cilias realizan con su extremo libre una figura elipsoidal). Compárese el movimiento ciliar con el flagelar y el producido por los seudópodos. ¿Hay diferencias entre la estructura anatómica de una cilia y de un flagelo? ¿Todas las cilias de paramecia son iguales? ¿O existe un penacho posterior y otro en el peristoma, formando este último una membranela o membrana ondulante? Si se analiza con detención el movimiento ciliar en paramecia se comprueba que cuando el batir es hacia atrás, tipo remo, sincrónico, la paramecia es impulsada hacia adelante, en línea recta. Pero si la cilia bate oblicuamente hacia atrás y a la derecha se produce un movimiento de rotación sobre el eje longitudinal de paramecia, que trae como consecuencia una trayectoria en espiral, en sentido levógiro. Estos detalles no se pueden apreciar en paramecias con toda su vitalidad, por la rapidez del movimiento. Pero sí se pueden destacar cuando se está produciendo la muerte de una paramecia, apreciándose la contracción de las cilias de la parte anterior y luego las posteriores. Inténtese determinar el proceso de alimentación, a base de bacterias y algas microscópicas. Véase cómo son captadas por el movimiento de las cilias del peristoma y dirigidas hacia la citofaringe. Allí nótese que son incluidas en una gota de agua que se abre periódicamente en el endoplasma y de esta manera se constituye una vacuola alimenticia (ver fig. 65). Puede seguirse luego la trayectoria de la partícula alimenticia, en su movimiento de ciclosis, mientras sufre la — 98 —

acción de diversos fermentos, cambiando el pH en su interior, de ácido a alcalino. Al mismo tiempo, al realizarse la digestión se va reduciendo el contenido de la vacuola, hasta que resta solamente un residuo indigerible, que se expulsa por el ano celular (citopigio o citoprocto). situado por detrás del peristoma. Si el ambiente en que se mueve paramecia está impregnado de hollín, se puede advertir la defecación, que se manifiesta como una zona de sustancia clara que aparece frente al citopigio. Búsquese las vacuolas pulsátiles (en P. aurelia son dos), situadas en el primer y segundo tercio del cuerpo de paramecia y en relación con la cara opuesta a aquella que presenta el peristoma. Obsérvese el movimiento que realizan cada 10 a 20 segundos, con una etapa de sístole (o de contracción) y otra de diástole. Aparecen las vesículas de formación alrededor de la vacuola contráctil, como vesículas piriformes, constituyendo una especie de roseta. Los extremos obtusos, redondeados, de estas vesículas, están orientados hacia la vesícula pulsátil y los extremos opuestos se extienden, a modo de canales más o menos largos y delgados, en número de 6 a 10 (canales radiales o aferentes). Estos canales radiales se van llenando de líquido y dilatándose, y a su vez vierten su contenido en la vacuola pulsátil central (etapa de diástole). Finalmente, se contrae la vesícula pulsátil, expulsando su contenido al exterior por un poro de la membrana plasmática. Este aparato circulatorio en miniatura asegura al ciliado la expulsión de catabolitos como la urea, ácido úrico, etc., que se originan en el proceso de asimilación. Pero también tiene importante función en el control de la cantidad de agua intracitoplasmática, pues la membrana plasmática se comporta como una membrana semipermeable. Y el agua que atraviesa, al pasar de un medio hipotcnico al hipertónico del citoplasma provocaría el estallido celular si no existiera este mecanismo. Compárese con lo que sucede con los glóbulos rojos al situárselos en un medio hipotónico y la hemolisis consiguiente. MANIPULACIÓN. — Al seguir los diferentes desplazamientos de paramecia, véase qué sucede cuando encuentra en su camino un espacio estrecho o un obstáculo (véase fig. 66), cómo retrocede y cambia la orientación de su movimiento. Para estudiar con detalle el movimiento es necesario enlentecerlo y para ello es suficiente que desequemos parcialmente el preparado, absorbiendo con papel secante o de filtro, sin retirar totalmente el agua. Para poder visualizar las vacuolas digestivas y los movimientos de ciclosis, podemos agregar un colorante vital, como por ejemplo una gota de solución diluida de Rojo neutro. De esta manera obtenemos una tinción del sistema vacuolar y del condrioma. (Cuidar de que la cantidad de colorante no sea excesiva, pues produciría la muerte.del ciliado). — 99 —

Para estudiar las cilias utilizaremos una gota de solución de Lugol (yodo-yodurada), que provoca la muerte de paramecia, pero permite distinguir las cilias con nitidez. Ya hemos señalado que para estudiar todo el aparato ciliar, debemos teñir el preparado con sales de plata. Los núcleos se pueden hacer más visibles agregando una gota de Verde de Metilo acético, que también mata la paramecia, pero tiñe los núcleos de color verde.

Fig. 63. — Tigmotactismo

en

paramecia.

Taciismos. — Si se colocan paramecias de un cultivo profundo, se observa que se ubican en la superficie, preferentemente. Esto se atribuye a que paramecia presenta un geoiaciismo negativo, es decir, se aleja en sentido contrario a la fuerza de gravedad. ¿Podría tener otra explicación este comportamiento del ciliado? Para apreciar la expulsión de los tricocistos, a los cuales se les atribuye funciones defensivas, se agrega una gota de azul de metilo al 1 % y potasa al 3 %. Se comprueba el vaciamiento simultáneo de dichas vesículas (que se sitúan en la periferia, véase fig. 65), que al coagular su contenido con aspecto filamentoso le otorgan a la paramecia el aspecto de una frondosa cabellera. Puede buscarse la reacción de fuga o quimiotactismo negativo, al colocar sustancias químicas desagradables para paramecia, por ejemplo una gota de cloruro de sodio al 5 %. Se comprueba que el movimiento de las cilias se invierte, la paramecia retrocede, gira en trayectoria cónica, de manera similar a lo que sucedía cuando encuentra un obstáculo (véase fig. 67) y luego vuelve a avanzar. El tigmotactismo o reacción de contacto, en paramecia es negativo, como ya hemos visto. Sin embargo, si se encuentra con sustancias que pueden constituir su alimento, como algas o detritus vegetales, comprobamos que se fija a ellos, disgregando trozos que aspira por su peristoma. Y si tropieza con una fibra de algodón, incluida en — 100 —

el preparado, la respuesta es positiva, y paramecia se apoya sobre el algodón. Si se agrega una gota de ácido acético se advierte que las paramecias se aglomeran en su proximidad. Si existe una burbuja de aire incluida en el medio, se comprueba que las paramecias se aproximan a ella. ¿Por qué? Si realizamos dos observaciones separadas por quince minutos, encontramos que las paramecias, que al depositar la gota de ácido ocupaban todo el campo luego se reúnen en la superficie de la gota, o alrededor de una burbuja. Pero, esta actitud de rodear una burbuja de aire, no tiene por objeto tomar el oxígeno directamente, puesto que los protozoarios respiran el oxígeno disuelto en el agua. Pero, en dicha zona, la cantidad de oxígeno disuelta es mayor que en el resto del campo, y por ello las paramecias se aproximan. Si se tratara de una burbuja de anhí;

Fig. 67. — Taciismos en paramecia. Comportamiento de las paramecias frente a sólidos (tigmotactismo), en la parte superior. En la parte media, ante diferentes sustancias químicas (ácido, agua salada): quimiotactismo. En la parte inferior: termotactismo (respuesta ante temperaturas bajas y elevadas). - (De Venturino-Anzalone: "El hombre": Anatomía, Fisiología, Higiene.)

drido carbónico, y no de aire, las paramecias se aproximan a ella, pero luego se separan, formando una especie de anillo alrededor de la burbuja. Para comprobar el termotactismo, ponemos paramecias sobre láminas a diferentes temperaturas y vemos que se acumulan preferentemente en zonas con temperaturas entre 20 y 24 C, alejándose de temperaturas de menos de 20 C y de más de 30 C. Puede realizarse esta experiencia agregando gotas de agua fría o caliente al preparado. 9

9

— 101 —

9

Si se colocan, entre lámina y laminilla donde pululen paramecias, dos cables unidos a los polos de una batería, se comprueba el galvanotactismo. Las paramecias se dirigen al polo negativo. Y allí, ¿qué les sucede? ¿Qué explicación tendría este comportamiento? Si se provoca una corriente de agua débil, se aprecia que paramecia se dispone siguiendo la corriente (reo-tacíismo positivo). EnquisiamSenio. — Hemos visto que en un recipiente donde se coloca agua pura y se mantiene en el laboratorio, después de varios días aparecen paramecias multiplicándose en él. No existe, desde luego, generación espontánea de estos ciliados, como de ningún ser vivo, actualmente. La explicación está dada porque por el aire llegaron a ese recipiente quistes de paramecia, que encontraron un medio favorable. Por otra parte, si en un medio determinado empieza a faltar el alimento, disminuye el número de paramecias. Si este medio finalmente se deseca, las paramecias se enquistan, conservando las raíces ciliares, pero perdiendo las cilias. En este protozoario, el enquistamiento tiene un significado biológico de defensa, similar al que poseen los esporos bacterianos. Reproducción. — Las paramecias, cuando tienen un tamaño de alrededor de 1/3 de mm., que correspondería, en general, a su estado adulto, presentan bipartición. Compárese este tipo de reproducción,

Fig. 68. — Reproducción de un ser unicelular (paramecia). Durante la reproducción de estos animales se observan las dos formas de división celular; en efecto, la división del macronúcleo es simple o directa, mientras que la del micronúcleo se lleva a cabo por mitosis. (De Venturino-Anzalone: "El hombre".)

con otras formas de reproducción, como la conjugación, autogamia y endomixia. La bipartición dura alrededor de dos horas y puede repetirse varias veces al día. El ritmo de reproducción de paramecia depende de la cantidad de alimento, de la temperatura, densidad de población, etc. — 102 —

DIFERENTES FORMAS DE FECUNDACIÓN EN PROTOZOOS En los protozoos, especialmente en ciliados, se pueden encontrar diversas formas de fecundación. Dentro del tipo de la denominada aniimixia, encontramos dos modalidades : a) Copulación. Corresponde al proceso de unión de gametos (masculino y femenino) en metazoos (la llamada fecundación propiamente dicha). En este caso, dos individuos completos se funden en una unidad permanente. Estos individuos, están diferenciados sexualmente como gametos y son formados por células llamadas gamontes. El resultado de su unión se denomina cigoto. Ocurre especialmente en Esporozoarios (véase Plasmodium, fig. 79). b) Conjugación (ver fig. 69). Es típica de los Ciliados. Se produce una unión transitoria de dos individuos, los cuales intercambian los núcleos sexuales (micronúcleos emigrantes). Ya la hemos descrito.

Fig. 69. — Conjugación en Paramecias. En a) unión de dos individuos conjugantes. En b) primera división del micronúcleo. En c) segunda división; d) y e) regresión de tres micronúcleos; e) tercera división meyótica y finalmente en í) intercambio de los micronúcleos migradores. Posteriormente se produce la cariogamia: unión de un micronúcleo migrador con el micronúcleo estacionario del otro conjugante.

Dentro del tipo de la denominada endomixis o automixis, que ocurre en un solo individuo, se pueden encontrar otras dos modalidades: c) Autcgamia. Es un proceso que se cumple en un solo individuo. Es una autofecundación. La formación y fusión de los núcleos gaméticos tiene lugar dentro del cuerpo del gamonte. d) Paidogamia. Aquí la división del núcleo es seguida por la de la célula. Por tanto hay formación de gametos que permanecen en el quiste del gamonte (éste es el que interviene en la formación de las células sexuales). Dentro del quiste se fusionan los gametos por parejas para formar los respectivos cigotos.

— 103 —

Preparación estable de paramecias. — Los infusorios o ciliados, y en especial las paramecias, como las amebas, pueden fijarse con vapores de ácido ósmico, y luego colorearse con hematoxilina férrica. Este proceso produce la muerte del ciliado pero permite ver las vacuolas digestivas, el aparato nuclear, etc. OTROS CILIADOS Vorticelas. — En infusiones, especialmente en las de berro, pueden encontrarse con relativa facilidad, las VORTICELAS (ver fig. 70). ramas o raíces sumergidas en el agua. Puede hallarse también en cultivos viejos de paramecia. Se encuentran en la superficie o sobre plantas acuáticas en acuarios. Buscar en plantas acuáticas de charcos o recipientes con agua, siempre que estén exentos de cloro.

Este ciliado, cuando está contraído tiene forma esférica, y cuando se extiende toma forma que recuerda a la de una copa o cáliz, cuyo borde está provisto de cilias. Posee un pedúnculo que se fija a objetos sumergidos, por ejemplo a restos vegetales. Dicho pedúnculo es contráctil (posee un mionema o diferenciación tipo muscular) y al contraerse se produce la retracción intermitente de la vorticela (que adquiere entonces forma globular).

Fig. 70. — Vorticela

(en

extensión).

Este ciliado presenta también dos núcleos, un esófago con membrana ondulante y una vacuola pulsátil. Señálese la diferente disposición de las cilias, solamente en el borde externo libre, lo que ubica a Vorticela dentro de los Ciliados Peritricos. — 104 —

El movimiento de estas cilias produce un remolino que impulsa a las partículas alimenticias hacia el embudo bucal. Puede provocarse la contracción del pedúnculo golpeando, con un lápiz por ejemplo, la lámina porta-objeto, al mismo tiempo que se efectúa la observación. Sienlor. — Pueden encontrarse otros ciliados de considerable talla, los Stentor (véase fig. 71), muchas veces visibles a simple vista, alcanzando hasta 1 mm. de longitud. Poseen una forma típica de embudo, con color castaño. Son Heterotricos, por tener dos tipos de cilias: unas bordeando la parte ancha del cono y otras limitando su contorno longitudinal. Los Stentor nadan o se fijan por el extremo de su cono. Poseen, como las paramecias y vorticelas, fibrillas tipo muscular liso, que les confieren contractilidad. Presentan un disco cóncavo, con una franja ciliar aboral que lleva al peristoma y la citofaringe. Encontramos aquí también un citoprocto, situado cerca de la extremidad anterior y un macronúcleo, con disposición en rosario, así como varios micronúcleos. La vacuola pulsátil está situada en la proximidad del peristoma y a ella confluyen dos canales. Uno anterior, corto y otro posterior, que se extiende a lo largo de casi todo el cuerpo de Stentor. Los Stentor coexisten en los cultivos de paramecias. Se reconocen a simple vista o con lupa. Si se aislan Stentor, hacer cultivos añadiendo hojas de lechuga en vías de putrefacción que facilitan su supervivencia.

Fig. 71. — Stentor.

(No se han representado

las cilias en contorno

longitudinal.)

Spirostomun. — Ciliados de hasta 5 mm. de longitud (véase fig. 72), que se parecen a pequeños gusanos, con fibrillas contráctiles y núcleo también alargado en rosario y vesícula pulsátil con forma de — 105 —

canal. Son también Heterotricos, con una franja ciliar aboral, pero con línea de cilias revistiendo toda su superficie. Las Siylonychias o estiloniquias, son Ciliados Hipotricos, que presentan el cuerpo aplastado en sentido dorso-ventral y en la parte ventral poseen cirros, que se originan de la fusión de varias cilias. Las estiloniquias marchan apoyándose en estos cirros, a manera de zancos. Tienen, además, tres cirros caudales y una franja aboral con

Fig. 73. — Stylonychia

(estiloniquia).

membranelas. En ellas encontramos también macro y micronúcleo, citofaringe, citopigio y vesícula pulsátil. En la figura 74 se representan otros ciliados que se encuentran con cierta frecuencia.

CILIADOS PARÁSITOS. — Esta clase de Protozoarios tiene menor importancia parasitológica. En ella sólo citaremos a Balaníidium Coli (ver fig. 75), que puede ocasionar un cuadro de disentería, con materias pardas, mezcladas con sangre y pus, semejante a la disentería amebiana. El Balantidium Coli pertenece al Orden de los Heierolricos (como Stentor), con revestimiento de cilias continuo, pero con una línea de cilias diferenciadas, que forman las membranelas, que llevan al citostoma. Posee cuerpo ovalado, peristoma con largas cilias, citofaringe reducida y varias vacuolas contráctiles. Se puede hospedar en el intestino grueso del hombre ocasionando la balaniidiosis o disentería balantidiana. — 106 —

COLPODA

HALTERIA

COLPIDIUM

CARCHESiUM

EUPLÚTES

COLEPS

TINTINNOPSIS

Fig. 74. — Otros ciliados. Colpoda, de forma aiargaaa, vive en infusiones y aguas estáncadas y posee un núcleo y una vacuola contráctil. (Compárese con Balantidium, fig. 75.) Colpidium. Vive también en infusiones y es más corto que el anterior, aunque de un tamaño similar (alrededor de 50 mieras). Posee una escotadura lateral y una estriación longitudinal, con extremo posterior más redondeado. También tiene un núcleo y una vesícula contráctil posterior. Coleps (o barrilito). Forma de tonel y cuerpo limitado por placas. Las cilias atraviesan las placas. Vive también en aguas estancadas e infusiones y es algo más grande (60 mieras). Halteria. Es un ciliado oligotrico, pues posee sólo cüiüs alrededor del citostoma. Presenta largas cerdas en la zona ecuatorial. Se mueve por rotación y a grandes saltos. Vive en charcas y es muy pequeño (25 mieras). Caxchesium, es un peritrico colonial (compárese con Vorticela). Euplotes. Con cuerpo ovalado y peristoma ancho, pero situado lateralmente. Generalmente tiene cuatro estilos en la región caudal y seis a ocho estilos en la zona anterior. Vive en charcas, con tamaño
Fig. 75. — Balantidium Coli. Protozoo ciliado, del orden de los Héterotricos, con revestimiento continuo de cilias, y una diferenciación en membranelas, citostoma, faringe pequeña, y varias vacuolas contráctiles. Puede parasitar el intestino grueso humano y producir una disentería, con cuadro clínico intestinal bastante parecido a la amebiasis.

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CUESTIONARIO 1- — ¿Qué diferencias ha comprobado entre la organización de los Ciliados, comparándola con la de los Rizópodos y Flagelados? 2. — ¿Qué funciones cumplen las cilias? 3. — ¿Qué diferenciaciones funcionales demuestran una mayor complejidad estructural en los Ciliados? 4. — La organización y locomoción que advierte entre las paramecías y vorticelas, ¿son semejantes? 5. — ¿Qué elementos pueden señalarse en los ciliados como representativos de un sistema muscular? 6. — Esquematice en una hoja las diferentes respuestas de paramecia ante los estímulos citados. 7. — ¿Qué se entiende por tactismos? ¿Qué funciones cumplen en ese momento los protozoarios? 8. — Compare los tipos de reproducción que se puedan ver en los ciliados y su significación biológica. 9. — ¿Cómo estaría esbozado un aparato digestivo en miniatura, en estos protozoarios? 10. — Señale los tipos de cilias que ha visto, y su utilidad en cada caso. 11. — ¿Qué función cumplen los tricocistos y dónde se encuentran en Paramecia? 12. — ¿Qué significado funcional tiene el macronúcleo y el micronúcleo en Paramecia aurelia? 13. — ¿Qué diferencias existen entre el movimiento de las cilias y el de los flagelos? 14. — ¿Qué son los mionemas y en qué protozoos se encuentran? 15. — ¿Cómo se puede provocar la reacción de fuga en paramecias? 16. — ¿Cuál es el origen de los cirros? 17. — ¿Qué elemento se tiene en cuenta para subdividir a los Protozoos en cuatro clases distintas? 18. — ¿Todas las cilias tienen el mismo modo de contracción, metacrónico? 19. — ¿Existe alguna diferencia en el modo de respiración de los protozoos que hemos estudiado? 20. — Indique cuáles son los colorantes a utilizar para destacar los diferentes sectores de Paramecia. 21. — ¿Qué ciliado parásito citamos? 22. — ¿Qué tipos de fecundación hallamos en protozoos? 23. — ¿Qué fenómenos se producen en la conjugación en Paramecia? — 108 —

IV)

E S P O R O Z O A R I O S

Caracteres generales. — Sun protozoos parásitos, que se caracterizan por formar esporos, como forma de reproducción asexuada. No poseen dispositivos para la loccmoción ni vacuolas contráctiles. Pueden tener uno o varios núcleos. Los ciclos biológicos habitualmente son complicados, presentando alternancias de modalidades asexuadas y etapas sexuadas. Las formas asexuadas muchas veces son por partición múltiple (politomía) y fases sexuales (con singamia). Todas las especies conocidas son parásitos internos (endoparásiios) y suelen presentar fases intracelulares (parasitando células hepáticas o esplénicas, etc.). CLASIFICACIÓN SUBCLASE TELOSPORIDEA. Con esporozoitos (formas vegetativas) -alargados. Sin cápsulas polares en las esporas. Esporas desnudas o encapsuladas. Orden Gregarínidos. Con trofozoitos en forma de gusano, frecuentemente con mionemas. Extracelular. El cigoto produce una espora con 8 esporozoitos, en las cavidades digestivas. Ejemplo: gregarinas (parásitas de saltamontes). (Ver fig. 82.) Orden Coccidia. Presentan cigoto inmóvil y esporas con una o varias cubiertas (es decir, encapsuladas). Esquizogonia (asexual), que alterna con esporogonia. Intracelular. Se encuentra en tejidos epiteliales como parásito de vertebrados, artrópodos, anélidos y moluscos. Ejemplo: Eimeria (Coccidium). SUBCLASE HEMOSPORIDIUM (para otros Orden Hemosporidia). Se caracterizan por ser intracelulares, parásitos dentro de los glóbulos rojos. Las esporas son desnudas. Alternan esquizogonia (dentro del eritrocito) y esporogonia (en artrópodo hematófago). El cigoto es móvil y produce esporozoitos desnudos. Estudiaremos el género Plasmcdium (causante del paludismo) y el género Babesia.

PLASMODIUM Y PALUDISMO El paludismo o malaria es la enfermedad infecciosa más difundida en todo el mundo. Desde 1946, se ha iniciado una gran campaña, que se incrementa permanentemente, dirigida actualmente por la Organización Mundial de la Salud (OMS), bajo el lema "El mundo unido contra el paludismo", destinada a abatir esta terrible enfermedad. En 1955 existían 250 millones de palúdicos, que se redujeron a 140 millones en 1963. Estas cifras están indicando que todavía estamos lejos de tener controlada esta afección. Pero los esfuerzos — 109 —

continúan y están orientados especialmente a destruir al vector difusor de la enfermedad: los mosquitos del Género Anofeles. Acostumbramos llamar al mosquito Anofeles vector biológico del paludismo. En sentido parasitológico estricto, debería considerarse el mosquito como huésped definitivo, pues en él se produce la reproducción sexuada, que da origen a las formas del Plasmodium más evolucionadas, más próximas a lo que representaría la "forma adulta". En el hombre, el Plasmodium se divide por reproducción asexuada, de emergencia.

Dentro del Género Plasmodium, encontramos un grupo de especies que ocasionan en el hombre diferentes formas clínicas del Paludismo. Se conocen cuatro especies bien estudiadas: Plasmodium falciparum (que ocasiona una fiebre irregular, maligna, tropical); P. vivax (que produce una fiebre terciana, es decir cada 48 horas, benigna); P. ovale (muy vinculado al anterior, produce una forma de paludismo similar) y Plasmodium malariae (origina accesos febriles cada 72 horas: fiebre cuartana). Estos Plasmodium viven en la sangre y órganos internos del enfermo palúdico y son transportados por mosquitos hembras (pues los machos se alimentan de jugos vegetales) del Género Anopheles. Se conocen alrededor de 400 especies de este Género, de las cuales

En posición

de picar.

Cabeza

de

Anofeles.

Fig, 76. — Anofeles: el vector biológico del paludismo. A la izquierda se muestra a la hembra, en posición de picar y aspirar sangre de su víctima. A la derecha se representa la extremidad anterior, con aparato picador y antenas.

se ha determinado que por lo menos 60 tienen importancia en la difusión del paludismo (ver fig. 76). Evolución del Plasmodium en el hombre palúdico. — Cuando el mosquito hembra anteriormente contaminado, pica a una persona sana, le inocula organismos pequeños, ligeramente incurvados, con los extremos romos y un núcleo central, que se conocen con el nombre de esporozoitos. — 110 —

Desde ese momento se inicia la enfermedad, y transcurren dos ciclos en el hombre: uno fuera de los glóbulos rojos, en órganos internos del sistema retículo-endotelial (ciclo exo-eriirocíiicov; y otro, luego, dentro de los glóbulos rojos humanos (ciclo eriirccíiico). Para aclarar esta evolución tan compleja, tomaremos como tipo de descripción la especie que ocasiona la forma más grave de paludismo y una de las más difundidas: el Plasmodium falciparum. a) Ciclo exo-eriirocíiico (ver fig. 77). — Los esporozoiios depositados por la hembra del Anofeles al picar, desaparecen al cabo de una media hora de la sangre circulante y se alojan en el sistema retículo-endotelial, especialmente en el hígado (ver fig. 77). Allí transcurre un período de varios días (para el P. falciparum es de alrededor de 6 días). Esta es la llamada fase negativa de la afección, en que no hay síntomas, ni aparece el Plasmodium en la sangre. En esos días el esporozoito se divide asexualmente dando los llamados esquizontes de forma redondeada. Estos llegan a la madurez y originan miles de pequeñas células llamadas criptozoilos (cripto significa oculto) o células ocultas. Estos criptozoitos vuelven a infectar otras células hepáticas, durante varias generaciones de plasmodium. Posteriormente, originan otras formas, que se distin-

Fig. 77. — Fase exo-eriirocílica del paludismo. Cuando una persona sana zoiios del Plasmodium, éstos se localizan en el sistema retículo-evdotelial. en el hígado, como se muestra en la figura. Allí, durante varios días los dividen asexualmente, originando esquizontes (redondeados). Es la etapa zogónica. Posteriormente los esquizontes se transforman en criptozoitos, y siguen permaneciendo ocultos, hasta que originan los metacriptozoitos, el hígado, invadiendo la circulación general.

— m

—

recibe esporoespecialmente esporozoitos se asexual esquique se dividen que abandonan

guen como meiacripiozoiios, que pueden penetrar en la circulación general, abandonando el hígado, introducirse en los eritrocitos o glóbulos rojos y parasitarios. Se inicia recién entonces la llamada fase eritrocítica. b) Ciclo eriirocíiico. — Los metacripiozoiios se introducen en los glóbulos rojos. Esta parasitación se pone de manifiesto inicialmente (ver fig. 78) por la aparición de pequeños cuerpos cromáticos, que toman la forma de pequeños anillos (formas anulares). Se llaman irofozoitos, que en algunos Plasmodium son semejantes a amebas. Se agrandan, se dividen varias veces hasta originar formaciones, siempre dentro del eritrocito, conocidas como esquizontes. Los esquizontes en P. vivax y P. malariae poseen movimientos ameboides y séudópodos bastante activos. Por el hecho de que se forman esquizontes, se llama esquizogonia a esta etapa del proceso. Dichos esquizontes maduran y luego se segmentan. Y pueden a su vez originar pequeñas células redondas: los merozoiios (de 6 a 36 en cada eritrocito) (mero significa: parte). Los merozoitos se originan por un proceso asexuado de división múltiple o politomía. Cuando el esquizonte se divide origina una formación que se ha encontrado semejante a una margarita y por ello se la llama cuerpo en margarita o en rosácea. Cada pétalo de la supuesta margarita estaría constuido por un merozoito. (Ver fig. 78.)

Fig. 78. — Ciclo eriirocíiico del Plasmodium falciparum. A la izquierda se representa un glóbulo rojo, que atraviesa un vaso sanguíneo, y que ha sido penetrado por un metacriptozoito, que a su vez se transforma en trofozoitos y esquizontes. Luego se produce la división nuclear y posteriormente la ruptura del glóbulo, dando lugar a múltiples merozoitos (en la parte superior del esquema).

— 112 —

Los esquizontes primero ocupan apenas 1/6 del tamaño del glóbulo rojo y a las pocas horas llegan hasta 1/3 de éste. Pueden aparecer esquizontes en diferentes etapas de desarrollo en la parasitación por P. falciparum, de allí la irregularidad de las fiebres que ocasiona. Porque, precisamente en el momento en que estallan los glóbulos rojos parasitados se produce el ascenso térmico, por las toxinas liberadas. En las otras especies de Plasmodium el proceso es más regular y sincrónico en la evolución dentro de los glóbulos rojos. Los merozoitos originados pueden reinfectar otros eritrocitos sanos o aun las células hepáticas. c) Formación de células gametógenas. — En un momento determinado, los merozoitos evolucionan produciendo los gametocitos o células gametógenas, que quedan en la sangre, hasta ser aspirados por mosquitos, o en caso contrario son fagocitados por las células defensivas de la sangre (fagocitos). Los gametocitos (ver fig. 79) son células redondas (o arriñonadas, como en el caso del P. falciparum) (de allí su nombre: quiere decir en forma de hoz). Se diferencian los gametocitos masculino y femenino, distinguiéndose uno de otro solamente por pequeñas diferencias de estructura celular y de propiedades de coloración.

Fig. 79. — Ciclo del Plasmodium falciparum en el Anofeles. La hembra del mosquito aspira las células gametógenas con la sangre del palúdico. El microgametocito origina microgametos, pequeños y flagelados (gametos masculinos); el macrogametocito origina un macrogameto. Ambos se unen, produciéndose la fecundación en el intestino del mosquito. Se forma un cigoto (o zigoto) y un quiste, en la pared digestiva. Se pueden formar múltiples quistes en la pared de una hembra de Anofeles (hasta 500). Cada uno de estos quistes sufre un proceso esporogónico, de reproducción asexuada, originando miles de esporozoitos, que llegan a las glándulas salivales del mosquito y son infectantes.

Evolución en el Anofeles. — Si un mosquito hembra aspira sangre con gametocitos, estas células sufren una transformación similar a una gametogénesis, convirtiéndose en gametos. El gametocito femenino origina un gameto femenino o macrogameio, sufriendo un proceso de reducción cromática (tipo meyosis). El gametocito mascu— 113 — 8

esquizogonia

en el

hombre

procesos sexuales en el e s t ó m a g o del mosquito

ciclo de L8 horas

24 horas

esporogonio en la pared del estómago

l 12 días )

Fig. 80. — Resumen del ciclo del Plasmodium. Ciclo abreviado del Plasmodium vivax. Puede apreciarse la esquizogonia (asexual), en los eritrocitos humanos. Los procesos sexuados en el estómago del mosquito (insumen 24 horas en esta especie). Es la gamogonia). Finalmente la esporogonia (asexuada) en la pared del estómago, y los esporozoitos, que llegan a las glándulas salivales del mosquito.

lino da lugar a 6 u 8 microgametos (más pequeños que los femeninos). Los microgametos tienen aspecto filamentoso. En el intestino medio del Anofeles se realiza la fecundación, por unión de ambos gametos, constituyéndose un cigoto, que se conoce con el nombre de OOCINETO, con aspecto vermiforme. Este ooquineio penetra en las células epiteliales de la pared digestiva, en donde toma forma redondeada y se reviste de una membrana, convirtiéndose en un quiste (OOQUISTE u OOCISTO). Este ooquiste crece, haciendo un resalto en la pared digestiva del Anofeles. Cada Anofeles hembra puede tener hasta 500 oocistos. Después de alrededor de una semana se produce una división nuclear en miles de partículas (proceso esporogónico), que después de sucesivas transformaciones constituyen los esporozoitos. Una vez maduro el ooquiste se produce su ruptura, quedando los esporozoitos en la cavidad celómica del mosquito. Por su forma alargada y movimientos reptantes, son arrastrados por el resto del organismo por la corriente linfática, especialmente, por un quimiotactismo peculiar, hacia las glándulas salivales del Anofeles, quedando allí almacenados. Desde ese momento, la picadura de ese Anofeles se hace infectante. Este ciclo biológico en el mosquito dura entre 7 y 20 días. Es decir que, después que un Anofeles pica a una persona enferma, tiene que transcurrir ese período antes de que pueda trasmitir las formas infectantes, es decir, los esporozoitos. — 114 —

CARACTERES GENERALES DEL CICLO DE UN ESPOROZOARIO En general, la forma vegetativa de un esporozoario (ya sea dentro de una célula parasitada o en el exterior), se denomina esporozoito. Es uninucleado y posteriormente se convierte en un individuo con función reproductora, que pasa a llamarse esquizonie (algunos biólogos lo denominan agamonle). Dicho esquizonte sufre un proceso de división asexual, la escisión múltiple (o politomía), que en este caso toma el nombre de esquizogonia. Es lo que sucede con el Plasmodium en el eritrocito, como acabamos de ver. Mediante este proceso se originan un conjunto de esporos o merozoitos. (Ver fig. 81.) Los merozoitos pueden sufrir dos tipos de transformaciones. A veces se vuelven a convertir en nuevos trofozoitos y vuelven a infectar las células del huésped (individuo parasitado). Pero pueden también transformarse en individuos sexuados, los denominados gamonies (o sea, destinados a la unión sexual) (de gamos: unión). Estos gamontes sufren un proceso de división múltiple que origina los gametos (se denomina gamogonia). Se originan entonces dos tipos de gametos, que se unen de a pares: fecundación o singamia (tal como ocu-

trofozoitos esporozoitos infecciones «* repetidas

esquizonte

esquizogonio esporas esporogonio merozoitos

esperóme meiosis gGmonte

zigoto Gamón te singamicr gametos

Fig. 81. — Ciclo general de un Esporozoario. Se representan las tres formas de reproducción que se alternan en un esporozoo. Las flechas con líneas punteadas indican las posibles omisiones que pueden producirse en el ciclo. La esquizogonia falta en las eugregarinas. La esporogonia falta en los cnidosporidios y acnidosporidios. La gamogonia también puede faltar en algunos esporozoos.

— 115 —

rre en el aparato digestivo del Anopheles, en el caso del Plasmodium, (ver fig. 79). Y de esta manera se originan los c gotozi diploides (ver figs. 79, 80 y 81). Dichos cigotos sufren el proceso denominado esporogonia. Es también una división asexuada, múltiple, pero en esta ocasión con meyosis. O sea, con proceso reduccional cromosómico, originando células haploides (con un juego de cromosomas: n). Las células resultantes son los esporozoiios que son haploides y habitualmente sin cápsula. Otras veces tienen cápsula y entonces se denominan esporas. Cuando son esporas, dentro de cada una de ellas se produce una nueva división, originando esporozoitos, que son liberados posteriormente. Los esporozoitos libres se vuelven a convertir en trofozoitos y se reinicia el ciclo. Por ello se dice que el ciclo es haplonie. Porque sólo se origina un individuo diploide, que es el cigoto. Puede faltar alguna de las tres fases (ver fig. 81). Si falta la esquizogonia (como sucede en el ciclo de Eugregarinas), los trofozoitos se convierten directamente en gamontes. Si falta la gamogonia, los gamontes se convierten directamente en gametos. Si falta la esporogonia (como sucede en cnidosporidios), los cigotos se convierten directamente en esporozoitos y trofozoitos. :

Fig. 82. — Ciclo de una gregarina. En l trofozoito adulto, que se puede encontrar en la vesícula seminal de una lombriz de tierra. En 2 dos gamontes encapsulados en el gamocisto; 3 se produce la gamogonia (sexual), que da origen a varios gametos; 4 singamia (unión de dos gametos por pares), y se constituyen los respectivos cigotos; 5 cada cigoto, aisladamente, sufre dos divisiones meyóticas y luego una mitótica; 6 esporogonia y se originan ocho esporozoitos; que en 7 salen del quiste que los envolvía y recomienzan el ciclo.

— 116 —

BABESIA Y BABESIOSIS La Babssia bovis o Babesia bigémina (ver fig. 83) es un esporozoario hemosporídeo, parásito de la sangre del ganado vacuno; al cual produce una grave afección, conocida como malaria bovina o babesíosis, y en nuestro país denominada vulgarmente "tristeza". (Se la conoce también como fiebre de Texas o hematuria epizoótica). Es

Fig. P3. — Babesia bigémina. Esvorozoario causante de la babesiosis o "tristeza" del ganado, o malaria bovina. Los protozoos se introducen en los glóbulos rojos del vacuno apareciendo dos en cada glóbulo. y

Fíg. 84. — El vector de la babesiosis: la garrapata. Este arácnido de pequeña talla (Acaro), se desarrolla a partir de huevos, que después de atravesar una etapa ninfal, originan larvas hexápodas, y finalmente el arácnido adulto, con sus cuatro pares de patas. Existe dimorfismo sexual, pues la hembra es más voluminosa que el macho.

— 117 —

trasmitida al ganado sano por un arácnido (Acaro), también hematófago, llamado vulgarmente garrapata (Boophilus annulatus), que constituye su vector biológico. (Ver fig. 84.) El ciclo de esta afección es semejante, en líneas generales, al ya estudiado en el paludismo. La babesia sufre una serie de fases asexuales dentro de los glóbulos rojos del ganado bovino. Se generan de esta manera merozoiios, que son absorbidos por las garrapatas. Existe también una fase sexual, que se desarrolla en el intestino (ciego) de la garrapata, originándose cigotos. Estos cigotos de Babesia penetran en los ovarios de la garrapata hembra y pasan a los óvulos y quedan en los huevos o cigotos de las garrapatas. Cuando se origina el embrión de garrapata, las babesias pasan a las glándulas salivales de éste, permaneciendo allí los esporozoitos de Babesia. Al surgir la larva de garrapata, que posee seis patas (el arácnido adulto posee 4 pares) (véase fig. 84), ya tiene esporozoitos contaminantes en la saliva, que son inyectados al picar al ganado sano. ESPIROQUETAS Y SÍFILIS Se conoce con este nombre a microorganismos que poseen forma espiralada, sin núcleo definido, que se multiplican por división simple o binaria, transversalmente. Actualmente se acepta que están más cerca de las verdaderas bacterias que de los protozoarios. Tal vez puedan considerarse el lazo de unión, o las formas de transición entre los protozoarios y las bacterias. Por parecer flageladas, en algunas preparaciones, los antiguos zoólogos las incluían dentro de los Flagelados.

Fig. 85. — Treponema pallidum. Este microbio (Espiroqueta), que antiguamente se consideraba un protozoo, posee cuerpo espiralado, con 8 a 14 espiras regulares. Ocasiona la sífilis, la más grave de las enfermedades que se pueden adquirir en la relación sexual (enfermedades venéreas).

Dentro de este grupo interesa especialmente el Género Treponema, y la especie Treponema pallidum/ que es el agente de una afección venérea muy importante conocida con el nombre de sífilis. — 118 —

El Theponema pallidum (ver fig. 85) es un microorganismo de cuerpo cilindrico, de 5 a 20 mieras de longitud, con extremos puntiagudos y terminados en filamentos. El cuerpo es espiralado, con 8 a 14 espiras regulares, de una miera de separación. Rota con facilidad gracias a un filamento axial interno. No posee flagelos externos. Después de haber disuelto su envoltura, se pueden advertir tres filamentos axiales retorcidos. Se observan con objetivo de fondo oscuro, resaltando como filamentos claros (de allí el nombre de pallidum). La sífilis pasa por una serie de etapas: a) Incubación, de 3 a 6 semanas. b) Período primario o de chancro, en que se encuentra el Treponema en las secreciones de dicha lesión, en la piel o en las mucosas. c) Secundario/ con lesiones cutáneas, mucosas y complicaciones generales. Se encuentra treponema en material de lesiones. d) Período terciario, en que la sífilis ataca el aparato cardiovascular y el sistema nervioso central, pudiendo llevar a la demencia (o parálisis general). En esta etapa es difícil encontrar los treponemas en los tejidos enfermos. La sífilis, enfermedad que se adquiere en la relación sexual con una persona enferma, después de un período de declinación en todo el mundo, posterior al descubrimiento e industrialización de la penicilina, desde 1946 a 1955, ha vuelto a tomar creciente difusión. En todos los países, incluso en el nuestro, los índices de sífilis han aumentado. Y es un problema sanitario que afecta especialmente a la juventud y que reviste gran importancia, porque se calcula que de 200 sifilíticos: 4 llegan a la demencia, 1 queda ciego, 13 quedan con afecciones cardiovasculares sifilíticas, y 8 presentan incapacitación diversa. Existen pruebas serológicas, que permiten hacer el diagnóstico en la etapa sin síntomas o con síntomas poco marcados. Son las reacciones de Wassermann, de Kahn, VDRL, etc. MANIPULACIÓN. — Estúdiese y dibújese las imágenes de un frotis de sangre con Tripanosoma cruzi y T. gambiense. Destaqúense las diferencias: blefaroplasto más voluminoso y núcleo alargado en el T. Cruzi. Señálese además la ubicación del parásito en el plasma, no intracelular. Búsquense detalles estructurales: flagelo, núcleo, blefaroplasto. Identifiqúense los distintos tipos de células sanguíneas: eritrocitos, leucocitos (diferentes tipos) y plaquetas. Obsérvense ejemplares de vinchucas, si es posible de diferentes especies: Triatoma infestans y T. pallidipennis, por ejemplo. Véase su aparato picador. Destaqúese su modo de vida y su alimentación. Insístase en la profilaxis de la enfermedad de Chagas. — 119 —

Obsérvese preparaciones de músculo cardíaco, con nidos de leishmanias. Compárese la morfología de la forma leishmania con la forma tripanosoma. Muéstrense extendidos de contenido intestinal para ver quistes de Giardia o de Trichomonas o extendidos vaginales para mostrar quistes de Trichomonas vaginalis. Si se dispone de material adecuado, obsérvense formas vegetativas (trofozoitos) de Giardias o de Trichomonas. Realícense extendidos de contenido intestinal, buscando quistes de Entamoeba Coli o E. Histolytica. Destaqúese las diferencias entre ambas formas quísticas en lo que se refiere al número de núcleos especialmente (hasta 4 núcleos en la E. histolytica). Señálese la diferente disposición de la sustancia cromática en los núcleos, la ubicación de los cromocentros o concentraciones de ADN, llamadas también cariosomas. ¿Qué importancia tiene el poder diferenciar ambas especies en el contenido intestinal? Si es posible, estudíese preparaciones de sangre de palúdicos, señalando la ubicación intra-eritrocítica de los esquizontes y su diferente morfología. Compárese con lo visto en las tripanosomiasis. Puede completarse el estudio microscópico de los principales protozoarios patógenos, mostrando extendidos con Balantidium Coli. Aunque no son Protozoarios, si se cuenta con preparaciones de treponema pallidum, entendemos de gran utilidad, utilizando objetivos de fondo oscuro, mostrarlas, destacando la importancia de la sífilis por su enorme difusión y por las graves consecuencias que trae para la sociedad.

CUESTIONARIO 4. — ¿Cuáles son los medios con que se combate actualmente .el paludismo en todo el mundo? 5. — ¿Cómo se puede efectuar la profilaxis de la sífilis? 6. — ¿A qué se debe que los protozoarios adopten la forma quística? Señale algunos ejemplos de protozoarios que adopten la forma quística y cuáles no toman esa forma. 8. — ¿Dónde ubicaría usted a las Espiroquetas? ¿Puede considerarse un protozoario o no? 9. — ¿Cómo combatiría usted la babesiosis en nuestro país? 10. — ¿En qué organismo se cumple el ciclo asexual y en cuál el ciclo sexual en el paludismo y en la babesiosis? 11. — ¿Pueden moverse los esporozoarios? 12. — ¿Qué son las Espiroquetas, y qué especies revisten importancia para la especie humana? — 120 —

13. — ¿Qué se entiende por enfermedades venéreas? 14. — ¿Qué factores pueden estar actuando para producir el aumento de la sífilis en todo el mundo, a partir de 1956? 17. — ¿Por qué en nuestro país no se producen casos de paludismo, mientras que los países limítrofes están afectados por esta importante afección infecciosa? 18. — ¿Qué se entiende por ciclo extra-eritrocítico y ciclo eritrocítico del Plasmodium, en el hombre? 19. — ¿Dónde se cumple la reproducción sexuada del Plasmodium? 20. — ¿Qué modalidades de reproducción asexuada del Plasmodium se cumplen en el hombre, y cuáles se realizan en el Anofeles? 21. — Describa las características del ciclo reproductor de un Esporozoario. 22. — ¿Qué tipo de parásitos son estos protozoos? 23. — ¿Puede existir el paludismo en nuestro país? 24. — ¿Qué se entiende por ciclo haplonte y ciclo diplonte? 25. — ¿Qué diferencias hay entre una espora (o esporo) y un esporozoito?

— 121 —

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— 123 —

ÍNDICE Pág.

CAP. 1. — MICROSCOPÍA

9

a)

Lupa

b)

Microscopio compuesto fotónico Técnica de la observación microscópica Cálculo del aumento de la imagen obtenida Poder separador o resolutivo Objetivos de inmersión Microscopio de fondo oscuro y ultramicroscopio

9 12 15 15 17 18

d)

Microscopía electrónica

20

e)

Otras técnicas microscópicas Microscopio polarizador

23 24

c)

Nociones de técnica histológica Observación de células vivas Cultivo de tejidos Observación de tejidos o células muertas Estereomicroscopio (lupa binocular) Micrótomo de mano Otros métodos citológicos modernos

9

26 26 26 26 28 29 30

Manipulación. Observaciones prácticas para ejercitarse en el manejo del microscopio fotónico compuesto, y técnicas histológicas simples. Estudio de elementos celulares

31

Cuestionario sobre microscopía y técnicas histológicas

37

CAP. 2. — DIVISIÓN CELULAR

38

Amitosis Mitosis Preparación de un "aplastado" de raíz de cebolla Estudio de las diversas etapas de la mitosis Cuestionario sobre división celular CAP. 3. — TAXONOMÍA Definición y objeto de la Taxonomía Concepto de especie Linneón y jordanón Nomenclatura científica de los seres vivos Categorías taxonómicas supra-específicas Clasificación del mundo animal Ejemplos de ubicación taxonómica Categorías infraespecíficas

38 39 40 41 46 47 47 48 51 52 53 56 59 60

Pág.

CAP. 4. — PROTOZOARIOS Caracteres generales Clasificación I)

SARCODARIOS O RIZOPODOS Caracteres generales Clasificación Orden amoebida. Observación de una ameba Orden Arcellinida o Testáceos Orden Foraminíferos Orden Radiolarios Orden Heliozoos RIZOPODOS PARÁSITOS

II)

MASTIGOFOROS O FLAGELADOS

62 62 66 66 66 67 68 74 75 76 78 78 82

Caracteres generales Clasificación Estudio de un flagelado clorofiliano: Eiaglena

82 83 83

1)

86 87 90 91

Flagelados parásitos hemáticos y tisulares a) Tripanosomiasis americana y T. cruzi b) Tripanosomiasis africana y T. gambiense c) Leishmania y leishmaniosis

2)

Flagelados parásitos del tubo digestivo y aparato genital .. a) Giardia b) Trichomonas Cuestionario sobre Sarcodarios y Flagelados

91 91 92 93

III)

95

CILIADOS

Caracteres generales Clasificación Estudio de un Ciliado: Paramecia

95 96 96

DIFERENTES FORMAS DE FECUNDACIÓN EN PROTOZOOS . . Otros Ciliados CILIADOS PARÁSITOS Cuestionario sobre Ciliados

103 104 106 108

IV) ESPOROZOARIOS Clasificación PLASMODIUM Y PALUDISMO Caracteres generales del ciclo de un esporozoario Babesia y babesiosis ESPIROQUETAS Y SÍFILIS Cuestionario sobre Flagelados y Espiroquetas

109 109 109 115 117 118 120

BIBLIOGRAFÍA FUNDAMENTAL (para fascículo 1)

122

Este libro se terminó de imprimir en los Talleres Gráficos "Barreiro y R a mos S. A . " , en el mes de mayo de 1974. Montevideo - Uruguay.

Comisión del Papel. Edición amparada por el A r t . 79 de la ley N? 13.349. Dep.

Legal

N9

C6.295/74