Fisiología animal I BIOLOGÍA Fisiología animal I La nutrición animal Para que los organismos multicelulares puedan sobrevivir, es preciso que las células que componen sus tejidos, órganos, sistemas, estén vivas. Esto implica que cada célula como entidad independiente debe realizar todas las funciones básicas de nutrición, respiración, excreción de elementos que no son necesarios, etc. para hacer llagar a cada célula las sustancias que necesita para realizar tales funciones, a lo largo de la evolución, se han desarrollado distintas estrategias anatómicas, para acercar el medio externo, ahora más alejado, a todo el medio celular de los organismos complejos. ¿Por qué se requieren estos sistemas más complejos? ¿ya no es posible acercar lo que las células necesitan por difusión desde el medio externo, como en los organismos unicelulares? ¿cuáles son esas sistemas imprescindibles en un organismo pluricelular?. Nutrición animal: Digestión, respiración, circulación y excreción. Los animales, como todo ser vivo, deben tomar del medio externo las sustancias que necesitan para mantener sus estructuras y realizar sus funciones vitales. Al contrario que las plantas, su condición heterótrofa les impide sintetizar materia orgánica a partir de moléculas inorgánicas, por lo que deben incorporar los nutrientes elaborados. Para ello, disponen de un sistema digestivo, que transforma esa materia ingerida, en moléculas asimilables por las células que los componen. La utilización de los nutrientes por las células para obtener energía, implica la necesidad de O2. Por tanto, este O2 debe incorporarse desde el exterior. Además, como resultado de la respiración celular se produce y CO2 que debe ser eliminado. Para incorporar estos gases o liberarlos, los animales disponen se un sistema respiratorio. Cuando los animales son complejos estructuralmente, también se hace necesario un aparato circulatorio que transporte el alimento y los gases hasta cada una de las células del organismo. Como resultado de la nutrición celular, se generan sustancias inservibles que deben ser eliminadas, para lo cual existe un aparato excretor, que también se encarga de mantener constante el medio interno (homeostasis). En cuanto al sistema digestivo, en animales simples como esponjas y medusas, está formado por una cavidad digestiva en forma de saco donde se introduce el alimento mediante unas células especializadas. A partir de los Anélidos (p.ej. lombrices ), surge un tubo digestivo, que se mantiene en todos los grupos de animales, con modificaciones en función de los hábitos alimenticios de cada uno. Sin embargo, la estructura básica en todos los casos es muy similar, un tubo alargado donde se distinguen regiones como la boca, la faringe, esófago, estómago e intestino. El número de regiones del tubo aumenta a medida que los organismos son más complejos. Generalmente en la parte anterior del tubo se incorpora el alimento y se tritura (a veces hay órganos especiales como la molleja o el buche), y pasa a la parte media, donde continúa la digestión mecánica y comienza la digestión química, trasformándose los nutrientes en moléculas más simples, que serán absorbidas en el intestino y pasarán a la sangre donde serán distribuidas hacia las células. Difusión: desplazamiento de moléculas a través de una membrana desde zonas de mayor concentración a zonas menos concentradas, sin gasto de energía. Respiración: absorción de O2 y liberación de CO2; en animales aerobios. Circulación abierta: en ella la sangre circula por vasos abiertos por un extremo. Circulación cerrada: en ella la sangre se mueve en un circuito totalmente cerrado de venas y arterias. Corazón: órgano muscular que bombea la sangre. Homeostasis: Mantenimiento del equilibrio del medio interno de un organismo. Branquias: Prolongación de las paredes externas de animales acuáticos utilizadas para captar el oxigeno del agua. Tráqueas: tubos ramificados que conectan las células con el exterior Los nutrientes gaseosos siguen otro camino, y son captados desde el exterior mediante el aparato respiratorio. En animales sencillos pueden distinguirse la difusión (esponjas y medusas) y la respiración cutánea, a través de la piel (algunos anélidos, artrópodos, larvas acuáticas y anfibios). Sin embargo, a medida que aumenta la complejidad de los animales, estos dos tipos son insuficientes y son necesarias estructuras más especializadas Surge así la respiración traqueal, a través de tráqueas (insectos y otros artrópodos terrestres). También se da la respiración branquial, mediante branquias, es típica de animales acuáticos (algunos anélidos, moluscos crustáceos, equinodermos, peces y larvas de anfibio) y la respiración pulmonar, específica del resto de vertebrados (anfibios adultos, reptiles, aves y mamíferos). 1 Autora: Rosario Planelló Carro UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA Fisiología animal I BIOLOGÍA Fisiología animal I La nutrición animal nutrientes CO2 respiratorio enzimas O2 CO2 absorción excretor Metabolismo celular célula CO2 Los dos medios más sencillos de transporte de sustancias son la difusión (esponjas y medusas) y el propio aparato digestivo (platelmintos). Estos mecanismos permiten a los animales que no tiene sistema de transporte especializado, eliminar los productos de desecho. En animales más complejos los sistemas circulatorios se especializan, y aparecen los abiertos (moluscos no cefalópodos y artrópodos), y los cerrados (anélidos, cefalópodos y vertebrados), simples o dobles. Estos sistemas bombean la sangre mediante un corazón, que también presenta formas más o menos complejas (tabicados, tubulares, accesorios, con una o varias cámaras, etc). Hechos destacables y otras curiosidades... Hay que tener muy en cuenta que todas las funciones están conectadas unas con otras y por lo tanto, los sistemas y aparatos que las llevan a cabo también tienen que estar íntimamente relacionados. Estos sistemas pueden entenderse como pequeñas unidades funcionales, que no están aisladas, sino interconectadas entre sí por un sistema de transporte. Así, un animal (y por lo tanto sus células) se alimenta, por lo que debe existir un sistema digestivo que lo permita. Éste tiene que estar conectado a algún tipo se sistema de transporte que lleva los nutrientes a las células y recoge los desechos, que van hacia el aparato excretor, para ser eliminados. El aparato respiratorio también conecta con el circulatorio, llevando O2 a las células y recogiendo CO2, que es expulsado por la misma vía. Por lo tanto, todos ellos tienen orificios de entrada y salida al exterior y conexiones con el sistema circulatorio. 2 Autora: Rosario Planelló Carro UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA Fisiología animal I BIOLOGÍA Fisiología animal I La nutrición animal Un ejercicio… ¿Qué tipo de mecanismos utilizan los anfibios para respirar? ¿Cómo se relaciona esto con el medio en el que viven? Los anfibios respiran por branquias externas mientras son larvas. Durante ese tiempo su vida está ligada totalmente al agua. Tras la metamorfosis, se produce una reorganización interna y las branquias degeneran, formándose un par de pulmones. Como estos pulmones no están muy desarrollados, complementan la respiración pulmonar con la cutánea. Es por ello que deben mantener la piel húmeda, por lo que aunque son terrestres, su vida queda ligada en mayor o menor medida al agua (en general para la cría), y a ambientes húmedos. Otro ejercicio + solución Completa la siguiente tabla: Organismo Tipo de respiración Tipo de circulación Anélidos Esponjas Insectos Reptiles Celentéreos Cefalópodos 3 Organismo Tipo de respiración Tipo de circulación Anélidos Cutánea Cerrada Esponjas Difusión Difusión Insectos Tráqueas Abierta Reptiles Pulmonar Cerrada Celentéreos Difusión Abierta Cefalópodos Branquias Cerrada Autora: Rosario Planelló Carro UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA