Las Funciones Vitales de los Seres Vivos

Función de Nutrición

La función de nutrición es la capacidad de los seres vivos para obtener energía y materia del entorno, y utilizarlas para construir y mantener sus estructuras, y realizar sus funciones vitales.

Obtención de Energía

Las células obtienen energía de dos formas:

Sin oxígeno (Fermentación):
Algunos hongos unicelulares y bacterias obtienen energía a través de la fermentación. Este proceso es utilizado en la elaboración de yogur, vino, queso, etc.
Con oxígeno (Respiración celular):
La mayoría de las células de los seres vivos (excepto las que realizan fermentación) obtienen energía mediante la respiración celular, que ocurre en las mitocondrias. En este proceso, la glucosa y el oxígeno se transforman en agua, dióxido de carbono y energía.

Tipos de Nutrición

Los organismos vivos obtienen la energía de dos maneras:

De materia inorgánica (Nutrición Autótrofa):
- Quimiosíntesis: Algunas bacterias obtienen energía de reacciones químicas inorgánicas.
- Fotosíntesis: Plantas, algas y algunas bacterias fotosintéticas obtienen energía de la luz solar a través de la fotosíntesis. En este proceso, el agua, las sales minerales, el dióxido de carbono y la luz solar, en presencia de clorofila y dentro de los cloroplastos, se transforman en oxígeno y azúcares (glucosa, celulosa, etc.).
De materia orgánica (Nutrición Heterótrofa):
Los organismos heterótrofos obtienen energía de reacciones químicas orgánicas al alimentarse de otros seres vivos. Existen diferentes tipos de seres heterótrofos:
- Herbívoros: Se alimentan de vegetales (ej: vacas).
- Carnívoros: Se alimentan de otros animales (ej: león).
- Omnívoros: Se alimentan de vegetales y animales (ej: hombre).
- Comensales: Se benefician de otros seres vivos sin perjudicarlos ni beneficiarlos.
- Mutualistas: Se unen a otros seres vivos, ayudándose mutuamente (ej: aves que comen parásitos de bueyes).
- Simbiontes: Se asocian a otros seres vivos de forma permanente (ej: líquen = hongos + algas).
- Saprófitos: Se alimentan de materia orgánica muerta o en descomposición (ej: hongos de las hojas, buitres).
- Parásitos: Viven a costa de otro ser vivo, al que perjudican sin matarlo (ej: pulgas).

Procesos de la Nutrición Heterótrofa

Captación de alimento y oxígeno.
Transformación de alimentos en nutrientes (digestión).
Transporte y distribución de nutrientes.
Respiración celular.
Recogida de desechos (CO2).
Eliminación de desechos y CO2.

Aparatos Implicados en la Nutrición

Aparato digestivo: Capta, ingiere y transforma los alimentos en nutrientes.
Aparato respiratorio: Capta oxígeno y expulsa dióxido de carbono.
Aparato circulatorio: Transporta nutrientes, sustancias de desecho, oxígeno, dióxido de carbono, etc.
Aparato excretor: Elimina sustancias tóxicas o inútiles (urea, amoníaco, etc.).

Tipos de Aparatos Digestivos

No existencia de aparato digestivo: Esponjas.
Una única cavidad con un único orificio de entrada y salida: Medusas.
Tubo rectilíneo con dos orificios (boca y ano): Anélidos y gusanos.
Tubo con dos orificios y muchas cavidades con funciones específicas: Humanos.

Tipos de Aparatos Respiratorios

No existencia de aparato respiratorio: Esponjas y medusas (intercambio gaseoso a través de la superficie del cuerpo).
Respiración cutánea: A través de la piel (ej: lombrices de tierra).
Respiración branquial: Mediante branquias (láminas finas que filtran el oxígeno del agua).
Respiración traqueal: Mediante tráqueas (tubos ramificados por todo el cuerpo) (ej: insectos).
Respiración pulmonar: Mediante pulmones (bolsas esponjosas comunicadas con el exterior) (ej: vertebrados).

Tipos de Aparatos Circulatorios

No existencia de aparato circulatorio: Esponjas.
Corazón + vasos sanguíneos:
- Abierto: La sangre se mueve por vasos pero hay espacios donde se almacena (ej: insectos).
- Cerrado: El líquido sanguíneo nunca sale de los vasos.
- Simple: La sangre pasa por el corazón una vez (ej: peces).
- Doble: Hay dos circuitos, uno va al cuerpo y otro a los pulmones.
- Incompleto: En el corazón se mezcla sangre con oxígeno y dióxido de carbono (ej: anfibios y reptiles).
- Completo: La sangre con oxígeno no se mezcla con la sangre con dióxido de carbono (ej: cocodrilos, aves y mamíferos).

Tipos de Aparatos Excretores

No existencia de aparato excretor: Esponjas.
Aparato con diversos órganos excretores:
- Túbulos de Malpighi: Conectados al aparato digestivo (ej: insectos).
- Glándulas verdes: Crustáceos.
- Riñones: Órganos filtradores (ej: vertebrados).
- Glándulas salinas: Eliminan la sal bebida en el mar (ej: aves y animales marinos).

Función de Relación

La función de relación es la capacidad de los seres vivos para percibir estímulos del entorno, coordinar la información y elaborar respuestas. Esta función se lleva a cabo mediante tres procesos:

Percepción de estímulos: Realizada por los receptores.
Coordinación de la información: Interpretación de estímulos y elaboración de respuestas, realizada por los coordinadores.
Ejecución de respuestas: Respuestas dinámicas (movimiento) o estáticas (secreción), realizadas por los efectores.

Estímulos

Los estímulos son cambios que se producen en el exterior o interior de los seres vivos. Pueden ser:

Físicos: Luz, presión, temperatura y sonido.
Químicos: Aditivos de comida, olores, etc.
Biológicos: Presencia de otros seres vivos.

Receptores

Los receptores son estructuras que captan o perciben los estímulos. En los animales, los receptores se agrupan en órganos de los sentidos. Existen diferentes tipos de receptores:

Receptores mecánicos: Perciben movimiento, tacto, presión, dolor y sonido.
Receptores químicos: Sensibles a sustancias químicas (olores, sabores, etc.).
Receptores térmicos: Captan cambios de temperatura.
Receptores luminosos: Captan luz.

Coordinadores

Los coordinadores son órganos encargados de interpretar estímulos y elaborar respuestas. En animales, los coordinadores son:

Sistema nervioso: Células nerviosas entrelazadas. Su complejidad varía según el tipo de animal:
- Invertebrados simples: Ganglios + nervios.
- Anélidos, insectos: Nervios, encéfalo + médula espinal.
- Vertebrados superiores (humanos): Sistema nervioso complejo.
Sistema endocrino: Glándulas y hormonas.

Efectores

Los efectores son estructuras que ejecutan las respuestas elaboradas por los coordinadores. En animales, los efectores son:

Aparato locomotor: Músculos y huesos.
Sistema endocrino: Glándulas y hormonas.

Respuestas en Plantas

Las plantas responden a los estímulos mediante dos tipos de respuestas:

Tropismos: Respuestas basadas en la dirección de crecimiento de la planta. Pueden ser positivos (crecimiento hacia el estímulo) o negativos (crecimiento en dirección contraria al estímulo).
- Fototropismo: Respuesta a la luz. Positivo en hojas y tallos, negativo en raíces.
- Geotropismo: Respuesta a la gravedad terrestre. Positivo en raíces, negativo en tallos.
- Tigmotropismo: Respuesta al contacto. Positivo en tallos (ej: plantas trepadoras).
- Higrotropismo: Respuesta a la humedad. Positivo en raíces.
Nastias: Movimientos temporales de una región de la planta en respuesta a un estímulo externo (ej: girasoles, plantas carnívoras, mimosas).

Función de Reproducción

La función de reproducción permite a los seres vivos dar lugar a nuevos seres (descendientes) a partir de otros existentes (progenitores), con el fin de perpetuar la especie. Existen tres tipos de reproducción:

Asexual: Un solo progenitor.
Sexual: Dos progenitores.
Alternante: Se alterna la reproducción sexual y asexual (ej: medusas).

Reproducción Asexual

En la reproducción asexual:

Interviene un único progenitor.
Los descendientes son genéticamente idénticos entre sí y a su progenitor.
Ocurre en seres unicelulares, plantas y algunos animales.

Tipos de Reproducción Asexual

Gemación: (ej: levaduras, hongos microscópicos, corales y esponjas). Se forma una yema (conjunto de células que crecen), se desprende y forma un nuevo ser.
Bipartición: (ej: amebas, células epiteliales). Una célula se divide en dos, y de cada una se obtiene un individuo.
Esporulación: (ej: helechos). El núcleo de una célula se divide en muchos, y de cada núcleo, rodeado de citoplasma y membrana, se obtiene una célula nueva.
Fragmentación o Excisión: (ej: estrella de mar, lombriz de tierra). Se forman nuevos organismos a partir de trozos de organismos ya existentes.
Multiplicación vegetativa: (ej: vegetales leñosos).

Reproducción Sexual

En la reproducción sexual:

Intervienen dos progenitores.
Participan células especializadas llamadas gametos:
- Gameto masculino: En animales, espermatozoides (producidos en los testículos). En vegetales, anterozoides.
- Gameto femenino: En animales, óvulos (producidos en los ovarios). En vegetales, oosferas.
Los gametos se producen en las gónadas.
Hay seres hermafroditas, que tienen gónadas masculinas y femeninas.
La fecundación es la unión del gameto masculino y el gameto femenino.

Reproducción Sexual en Plantas

Estambres (masculinos): Producen meiosporas masculinas que dan lugar a los gametos masculinos.
Pistilo (femenino): Contiene el ovario, donde se producen las meiosporas femeninas que dan lugar a los gametos femeninos.
Fecundación: Unión del gameto masculino y femenino para formar el cigoto.
Cigoto: Célula resultante de la fecundación, que se desarrolla para formar el embrión.
Semilla: Contiene el embrión y las reservas nutritivas.

Reproducción Sexual en Animales

Machos: Producen espermatozoides en los testículos.
Hembras: Producen óvulos en los ovarios.
Fecundación: Puede ser interna (humanos) o externa (peces).
Cigoto: Célula resultante de la fecundación.
Embrión: Se desarrolla a partir del cigoto.
Desarrollo del embrión: Puede ser:
- Directo: Las crías son semejantes a los adultos.
- Indirecto: Las crías son larvas que sufren metamorfosis para convertirse en adultos.
Tipos de desarrollo embrionario:
- Ovíparos: El embrión se desarrolla en un huevo fuera de la hembra (ej: reptiles, anfibios, muchos peces).
- Ovovivíparos: El embrión se desarrolla en un huevo dentro de la hembra (ej: víboras, tiburones).
- Vivíparos: El embrión se desarrolla dentro de la hembra sin huevo (ej: mamíferos).