Aporte del material nutritivo. Estrategias alimentarias

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ZOOLOGIA 04
TEMA 6: APORTE DE MATERIAL NUTRITIVO.
TEMA 6: APORTE DE MATERIAL NUTRITIVO. El animal como
sistema abierto. Captación de alimento: Estrategias alimentarias.
Organización de los sistemas digestivos.
BIBLIOGRAFÍA:
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EL ANIMAL COMO SISTEMA ABIERTO.
Según los principios de la termodinámica, en los sistemas naturales,
la entropía tiende a aumentar. Sin embargo, los animales se muestran
como sistemas altamente organizados en los que su nivel de entropía se
mantiene bajo.
Los seres vivos, para mantener esta organización (estado bajo su
entropía), requieren consumir energía, que constantemente debe de
aportarse del exterior, estableciéndose un continuo flujo de materia y
energía con el medio, por eso se dice que son sistemas abiertos.
En general podemos decir que el sol es la fuente de energía que
utilizan los seres vivos. En nuestro planeta la principal fuente de energía
es sol, que sólo los vegetales autótrofos pueden aprovecharla,
alimentándose el resto de seres vivos, con la energía combinada en
sustancias químicas orgánicas, por eso se llaman
herótrofos. Sin
embargo existen algunos organismos y bacterias sulfonizantes que viven
en las profundidades abisales que utilizan la energía que se desprende en
las fuentes termales y por la reducción del sulfhídrico. Algunos animales,
como los Pogonóforos, guardan en sus tejidos simbióticamente éstos
microorganismos, por lo que su energía tampoco procede del sol.
En los animales la producción de energía, que impulsa a los sistemas
vivos a promover la formación de nuevas células o componentes celulares
necesarios para el mantenimiento y crecimiento del organismo, demanda
una aportación continua de moléculas orgánicas.
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Con el nombre de metabolismo, se designan a todos los procesos
fisico- químicos que ocurren en las células vivas, e incluye el intercambio
de materia y la producción de energía.
LA NUTRICIÓN Y SUS MECANISMOS.
Existe una serie de procesos metabólicos que, coordinados,
conducen a la nutrición del animal, siendo el primero de los mismos la
digestión.Los alimentos son compuestos orgánicos que están formados
por tejidos de otros seres vivos. Se utilizan para la síntesis de
biomoléculas nuevas y como combustibles en la producción de energía
celular.
ALIMENTACIÓN SAPROZOICA.
Muy pocos animales viven en un ambiente en que los nutrientes se
encuentren en estado molecular y puedan ser absorbidos, por
picnocitosis, directamente del medio externo. Sólo es el caso de los
animales parásitos sanguíneos o intestinales. Este tipo de alimentación se
denomina saprozoica y saprófagos a los animales que la practican.
También algunos animales marinos son capaces de atender parte de sus
necesidades nutritivas por la absorción de materia orgánica
en
disolución (MOD) existente en el agua. Estos animales también se dice
que son osmótrofos. Son animales saprozoicos las tenias intestinales o
los mejillones.
ALIMENTACIÓN MICROFÁGICA:
El resto de los animales en general toman partículas más grandes
que deben de ingerir que después de un tratamiento adecuado
(digestión), pueden utilizar en su propio metabolismo, organizando las
moléculas en nuevas proteínas según su patrón de DNA.
Por el tamaño de la partícula alimenticia podemos encontrar
animales que sólo ingieren pequeños fragmentos, son los llamados
micrófagos.
Estas partículas de pequeño tamaño, pueden ser flotantes, o estar
en suspensión en el agua, como el Plancton. Los animales que se alimentan
de partículas en suspensión, se llaman suspensívoros, suelen presentar
adaptaciones a la captura de las partículas.
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Gran cantidad de animales satisfacen sus necesidades por
mecanismos de filtración que es practicado tanto por animales sésiles
como nadadores. Este tipo de alimentación por filtración no es selectivo
más que por el tamaño de la partícula.
A veces tienen superficies ciliadas, que producen corrientes de
agua que dirigen las partículas a la boca, como los moluscos bivalvos.
Otras veces secretan trampas de moco, que posteriormente
dirigen a la boca junto con las partículas pegadas, como los poliquetos
tubícolas.
En ocasiones presentas apéndices plumosos o emplean sedas a
modo de abanicos con los que atrapan las partículas, como los camarones.
Algunas larvas de insectos acuáticos fabrican redes de seda con las
que filtran el agua y retienen el alimento.
El plancton marino tiene un elevado componente que son las
Diatomeas, algas unicelulares de frústula silícea. Se alimentan del
plancton, Crustáceos, Peces, Aves y Mamíferos como la Ballena.
Ejemplo: Una ballena, precisa de 1 tonelada de arenques (5.000
peces); cada arenque en su estomago puede tener de 6.000 a 7.000
crustáceos; y estos hasta unas 130.000 Diatomeas. Es decir, la pirámide
trófica se pone de manifiesto, cuando 400 billones de diatomeas,
mantienen a una ballena durante unas horas.
Ejemplo: Los Bivalvos como el mejillón, hacen pasar corrientes de agua a
través de sus branquias, que actúan de entramado, donde se retienen las
pequeñas partículas alimenticias. También las ballenas filtran grandes
cantidades de agua reteniendo con sus barbas tanto placton como otros
seres.
En otras ocasiones, las partículas orgánicas, están sedimentadas y
mezcladas con sustancias inertes. Es la alimentación de depósito que
practican los detritivoros, como Anélidos y Moluscos, que junto con el
alimento ingieren gran cantidad de materia inorgánica.
Ej. Algunos poliquetos sedentarios tienen cirros pegajosos que extienden
por el sustrato, barriéndolo, y luego llevan el alimento a la boca..
ALIMENTACIÓN MACRÓFAGA
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Los animales se llaman macrófagos cuando el alimento es sólido, de
gran tamaño, y está constituido por el cuerpo completo o bien una
fracción, de otro animal o planta.
Suelen presentar estructuras adaptadas al engullimiento de la
presa, (Peces, Anfibios, Reptiles), las mandíbulas se pueden dislocar y los
diente sirven para la retención de la misma.
Otros animales fragmentan la presa antes de ingerirla, para tomar
bocados, presentando entonces estructuras trituradoras (piezas bucales
de los Crustáceos o Insectos) o desgarradoras (picos de las aves, rábula
de los Gasterópodos, colmillos de los mamíferos, etc..)
La verdadera masticación del alimento solo se da en los mamíferos. Cuyas
estructuras dentarias se transforman en muelas y piezas adaptadas a
cortar, morder, roer, desgarrar, triturar… etc.
Son animales fluidófagos los que se alimentan de líquidos, tanto
de otigen animal (sangre, fluídos, nutientes...), como los parásitos,
(Céstodos, Nematodos, Pulgas, Mosquitos, Lampreas...), como vegeta,
como el néctar (abejas, mariposas, o colibríes.)
- LA DIGESTIÓN:
Las sustancias orgánicas ingeridas y que sirven como alimento a los
animales, deben de tener un tamaño suficientemente pequeño como para
poder atravesar la membrana celular, y en su interior ser reorganizadas
en moléculas propias o utilizada como combustible. Para esto, deben de
ser sometidas a un tratamiento de fraccionamiento sucesivo, primero
por procesos mecánicos y luego químicos, hasta dejarlas reducidas a la
forma molecular y sean lo suficientemente pequeñas y solubles para
poder ser utilizadas: Glucosa, aminoácidos, ácidos grasos,...
Incluso, si un compuesto orgánico no tuviera problemas de tamaño, sus
moléculas deben de ser hidrolizadas para posteriormente reensamblarse
según los patrones del ADN propios de cada organismo.
La digestión puede ser intracelular: En ella, la partícula alimenticia
es englobada por fagocitosis en una vacuola digestiva, a la que se le
vierten enzimas digestivos, con fase ácida y alcalina. Los productos tales
como azúcares, aminoácidos y otras moléculas, son absorbidos por el
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citoplasma de la célula, o transferidos a otras células. Los desechos
alimentarios se expulsan a través de una vacuola fecal.como sucede en,....
Este tipo de digestión es primitiva, se presenta en los Protozoos,
Mesozoos, Esponjas, Moluscos y no la presentan Anélidos, Cefalópodos,
Artrópodos ( a excepción de las arañas), ni Vertebrados.
El aumento de tamaño de los animales incrementó las demandas
metabólicas, por lo que los alimentos deberían también aumentarse.
Los animales mayores desarrollaron una cavidad digestiva interior,
cuyas paredes están formadas por células secretoras glandulares1
especializadas en la producción de enzimas digestivas, y células de
resorción de las sustancias digeridas por inversión de la picnocitosis. En
el interior de esta cavidad, los alimentos sufren una digestión
extracelular.
A veces, como ocurre en Cnidarios y Moluscos, se produce una
digestión
extracelular previa, que se termina con una digestión
intracelular.
En todo caso, en los animales de un cierto tamaño, las las
sustancias digeridas, pasan a un sistema circulatorio que las distribuye
por todas las células del organismo.
ORGANIZACIÓN DE LOS SISTEMAS DIGESTIVOS
Los primeros pluricelulares existentes tenían pequeño tamaño,
presentando una capa celular externa monociliada, en torno a una masa
sólida de celular interiores, posiblemente sin cavidad gástrica alguna.
Las partículas orgánicas eran captadas por fagocitosis por las células
periféricas sufrirían una digestión intracelular.
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Tipos de secreciones : La producción de sustancias en los animales se realiza en las glándulas de secrección, y ésta
puede producirse por diversos mecanísmos:
- secreción merocrina: Es una inversión dela Picnocitosis, las vesículas de secreción están recubiertas de
membranas que se acumulan en el interior del plasmalema, y expulsan su contenido sin la membrana. No hay
variación del volumen del epitelio glandular durante la secrección. Ejemplo: Células del tracto respiratorio, digestivo y
genital.
- secreción apocrina: Las vesículas se expulsan con la membrana que las rodea y un poco de citoplasma
celular. Ejemplo, las glaándulas mamárias de los Mamíferos.
- secreción holocrina: Tras la secreción, toda la células se desintegra, teniendo que ser reemplazada por
otra nueva. Ejemplo: Glándulas sebáceas.
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Este tipo de nutrición la practican los Protozoos y los Poríferos,
Ortonéctidos y Diciémidos
Con el aumento evolutivo del tamaño de los animales, aumentaron
también las necesidades metabólicas, y por tanto la ingestión de
alimento, y el tamaño de las presas.
La aparición una cavidad interna, cavidad gastrovascular,
comunicada con el exterior por una única abertura, que hace las veces
de boca y ano, permite la ingesta de presas mayores. (Estructura de
saco ciego). La presentan los Cnidarios, y los Platelmintos.
Los Cnidarios y Platelmintos realizan una predigestión extracelular
en la cavidad gástrica que posteriormente termina en digestión
intracelular, en el interior de las células de endodermo.
Las presas son introducidas enteras en la cavidad gastrovascular,
cuyas paredes endodérmicas añaden enzimas digestivas. El alimento se
mueve en el interior por contracciones de la pared del cuerpo, o por la
acción de corrientes ciliares. Las células gástricas de resorción, captan
las sustancias predigeridas y terminan la digestión de las mismas. Los
productos no digeribles se expulsan al exterior, por la contracción de la
pared corporal, a través de la boca.
Aparatos digestivos en serie: Típicos del resto de organismos de
organización superior y bilaterales. Tienen boca y ano. Los alimentos se
mueven a lo largo del tubo por compartimentación y peristaltismo. Los
procesos digestivos, mecánicos y químicos que intervienen en la
digestión, se suceden en serie, permitiendo un mejor aprovechamiento
del material alimenticio.
Aparecen zonas o regiones : ESTOMODEO, MESODEO Y PROCTODEO
que realizan las funciones receptora, de conducción y almacenamiento,
digestiva y de absorción.
Estomodeo: Es la primera región, está constituida por la boca, a la
que le sigue una faringe o esófago conductor. Su origen embiológico es,
fundamentalmente, ectodérmico.
Presenta adaptaciones características a las diversas dietas alimenticias.
Mesodeo: Es de origen endodérmico y tiene glándulas digestivas.
Esta región propiamente digestiva tiene a su vez modificaciones y
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adaptaciones para realizar funciones de trituración y digestión química
y de absorción de nutrientes.
Proctodeo: Constituido por la última parte del tracto digestivo, el
final del mismo tiene componente ectodérmico. En él se practica la
retención de agua, compactación de heces y expulsión de pelets
fecales.
Estas partes se modifican y adaptan, dependiendo de la dieta
alimenticia de los animales, pudiendo hacerse muy largas como en los
herbívoros, pues la relación S/V del animal, determina la configuración
de su tracto digestivo y el tamaño de las cavidades digestivas, ya que los
procesos digestivos están en relación directa a la superficie digestiva
existente. Para aumentar esta superficie, sin variar el tamaño del
animal, se recurre a :
- formación de repliegues: Digitaciones y ramificaciones, válvulas
espirales, además de las microvellosidades intestinales (que aumentan
1.000.000 de veces la superficie interna del intestino)
- alargamiento del tubo digestivo, por enrollamiento, como en
Sipuncúlidos, Insectos, Herbívoros, etc.
ESTRATEGIAS ALIMENTARIAS.
Dependiendo de las estructuras alimentarias y aparatos digestivos
que los animales presenten, sus dietas alimenticias pueden ser de
diversas naturalezas.
Según la naturaleza de los alimentos que forman parte de la
dieta, los animales se clasifican en:
HERBÍVOROS O VEGETARIANOS, si toman solo tejidos vegetales.
Sus aparatos digestivos, presentarán estructuras fragmentadoras,
adaptadas a la trituración de los vegetales: Mandíbulas o dientes con
muchas crestas.
Su mesodeo, tendrá expansiones en forma de bolsas que permitirán
la acumulación del alimento y su procesamiento. Existirán asociaciones
simbióticas con bacterias y Protozoos capaces de la digestión de la
celulosa.
El intestino será largo, para extraer el escaso valor alimenticio de
los vegetales.
CARNÍVOROS O ZOÓFAGOS, si su dieta la constituye otros animales.
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Estos a su vez pueden ser depredadores o parásitos. En el primero
de los casos la presa muere, mientras que en le parasitismo se establece
una relación simbiótica entre el hospedador y el parásito, intima e
ineludible, mediante la cual el parásito se alimenta y vive en el
hospedador, sin reportarle beneficio alguno.
Los depredadores, deben de ser capaces de localizar, capturar, sujetar
y engullir la presa. Algunos son rápidos de movimientos, otros utilizan la
producción de venenos, y presentan dienten o estructuras de retención. (
Ventosas, nematocistos, mandíbulas córneas, garras...).
Su aparato digestivo, presenta un mesodeo dotado de glándulas
productoras de proteasas, y su intestino suele ser más corto que en los
vegetarianos.
En los Vertebrados inferiores, (Peces, Anfibios y Reptiles), las
presas son engullidas enteras, y los dientes son para retener las presas.
Algunas veces, estas presas son reducidas a fragmentos antes de
ser tragadas , apareciendo estructuras trituradoras ( como piezas
bucales trituradoras de los Crustáceos), o desgarradoras,( mandíbulas
en forma de picos y rádula de muchos Moluscos). Pero la verdadera
masticación solo se presenta en Mamíferos, con piezas dentarias
adaptadas a las funciones de morder, cortar, roer, desgarrar, perforar,
triturar y moler .
OMNÍVOROS O POLÍFAGOS si la dieta es variada y los animales
toman tanto vegetales como a otros animales. No presentan
especializaciones marcadas lo que les permite una más amplia y variada
alimentación.
USO DEL COMBUSTIBLE METABÓLICO:
Los alimentos que no se almacenan ni se utilizan para la síntesis de
nuevos componentes celulares, sirven como combustible para la
producción de energía celular, a través de procesos como la respiración
celular. En ella, sustratos como la glucosa o las grasas son metabolizadas
hasta convertirse en CO2 y Agua, y la energía desprendida se almacena
en parte en enlaces de alta energía en el ATP.
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Como son reacciones aeróbicas, el consumo de Oxigeno está
relacionado directamente con el sustrato consumido, y se le conoce como
tasa metabólica animal.
El consumo en estado de reposo, se llama tasa metabólica
estandart, y varía con las diferentes especies.
Estas transformaciones tienen una eficiencia de un 40%,
perdiéndose el resto en forma de calor, que se disipa por la superficie
del cuerpo.
Dependiendo de la tasa metabólica del animal, y del aislamiento
térmico del mismo, nos encontramos con varios tipos de animales.
-ECTOTÉRMICOS, también llamados poikilotermos, o "animales de
sangre fría". En ellos la producción de calor es más lenta que la pérdida
rápida por la superficie, por lo que la temperatura corporal depende de
la temperatura exterior y fluctúa con esta. Son la mayoría de los
animales, todos los Invertebrados y de los Vertebrados, excepto aves y
mamíferos.
-ENDOTÉRMICOS2, u homeotermos, “animales de sangre caliente”,
en ellos la tasa metabólica es elevada y el aislamiento eficiente, por lo
que se produce más calor que el que se disipa por la superficie del
cuerpo, con lo que la temperatura del animal puede ser regulada e
independientes de la del medio exterior.
-HOMEOTERMOS INTERMITENTES. En algunos ectotermos, existen
mecanismos de regulación térmica que permite una independencia del
medio exterior puede realizarse en base a cambios de comportamiento,
como hacen algunos peces, reptiles, e insectos.
EJEMPLO: Las lagartijas, buscan abrigo durante la noche, y esperan a que el
sol caliente para exponerse a los rayos. Cuando están suficientemente calientes,
desarrollan su actividad, y se pueden incluso poner a las sombra si la temperatura
exterior sigue subiendo, y volviendo a tomar el sol a la tarde.
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VER TEMA HOMEOSTASIS.
REGULACIÓN DE LA TEMPERATURA EN ENDOTÉRMICOS:
La mayor parte de los mamíferos tienen una temperatura corporal que oscila entre los 36 y 380
C, independientemente del estado de actividad o de reposos del animal, ya que estos pueden controlar la
producción de calor dentro de límites amplios.
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