Utilización de Energía en los Seres Vivos

Los Animales:

• Realizar trabajo mecánico, como la contracción de los músculos.
• Transmitir el impulso nervioso.
• Transportar sustancias en el interior del organismo.
• Regular la temperatura corporal en los animales homeotermos.

Los Vegetales:

• Incorporar sustancias nutritivas a partir de las que se encuentran en el suelo, ej: sales minerales.
• La apertura y cierre de los estomas.
• Transportar nutrientes a lo largo de todo el vegetal.

Ventilación en la Respiración Branquial

La ventilación branquial depende del tipo de animal:

Peces Cartilaginosos:

El agua penetra por unos orificios laterales llamados espiráculos y sale a través de las 5 hendiduras branquiales que se hallan a ambos lados de la cabeza. Carecen de mecanismos de ventilación, por lo que necesitan moverse de manera continua para que el agua circule a través de las branquias.

Peces Óseos:

Las branquias se hallan cubiertas por una placa denominada opérculo. Cada branquia está formada por muchos filamentos, con numerosas laminillas branquiales, que hacen que la superficie de intercambio sea muy grande. Los filamentos branquiales están cubiertos de una extensa red de capilares, que permiten que el oxígeno se difunda desde el agua hacia la sangre. La ventilación se consigue gracias a los movimientos del opérculo; el agua rica en oxígeno entra por la boca, circula por las branquias y sale por el opérculo.

Diferencias entre Aparatos Respiratorios Pulmonares

Anfibios:

Los pulmones son dos sacos largos y sencillos cubiertos de capilares. Utilizan la respiración cutánea para cubrir la demanda de oxígeno.

Reptiles:

Su interior presenta tabiques, lo que aumenta la superficie. Siguen siendo pulmones eficaces.

Aves:

La superficie de intercambio es mayor gracias a las extensiones, llamadas sacos aéreos, que llegan a todas las partes del cuerpo y actúan como fuelles.

Mamíferos:

La superficie de intercambio de gases es mayor. Presentan numerosos y diminutos sacos aéreos revestidos por capilares. Se denominan alvéolos y a través de sus paredes se difunden el oxígeno y el CO₂ entre la sangre y el aire.

Productos de Desecho en los Animales

Productos No Nitrogenados:

Son el CO₂ y el agua. El CO₂ se elimina a través de las superficies respiratorias. El agua se puede eliminar en forma de vapor por las mismas superficies.

Productos Nitrogenados:

El nitrógeno, procedente del metabolismo de las proteínas y de los ácidos nucleicos, puede ser eliminado en forma de: amoniaco, urea o ácido úrico. Los animales se clasifican en:

Amoniotélicos:

Excretan amoniaco diluido en agua. Se trata de animales acuáticos, como la mayoría de los peces y los invertebrados sencillos.

Ureotélicos:

Excretan urea, que requiere estar diluida para excretarse. Son los tiburones, los anfibios, los reptiles quelonios y los mamíferos.

Uricotélicos:

Excretan ácido úrico:

a) Supone un ahorro notable de agua ya que se excreta en forma de una pasta semisólida.

b) Es un compuesto de baja toxicidad, lo cual permite su acumulación. Esto es importante en los ovíparos terrestres, que en estado embrionario acumulan los desechos en el interior del huevo.

Son los insectos, la mayor parte de los reptiles y las aves.

Tipos de Esqueletos

Hay 3 tipos:

Esqueletos Hidrostáticos:

Formado por un líquido mantenido bajo presión dentro de cavidades corporales cerradas.

Exoesqueletos:

Es una cubierta dura depositada en la superficie del animal, formada por quitina como el carbonato cálcico.

Endoesqueletos:

Formado por piezas duras, ocultas en el interior de los tejidos blandos del animal. En las esponjas el esqueleto está formado por piezas sueltas: fibras de proteína y espículas de sílice o calcio. En los vertebrados el esqueleto está compuesto por piezas de cartílago, hueso o las dos. Los huesos se unen mediante articulaciones, que son un elemento de fijación, pero al mismo tiempo permiten los movimientos. El esqueleto está dividido en dos partes: esqueleto axial (cráneo, columna vertebral y caja torácica) y esqueleto apendicular (cinturas escapular y pélvica y las extremidades).

Tropismos

Los tropismos son movimientos de crecimiento en los que varía la orientación de la planta. Son positivos cuando la planta se acerca al estímulo y negativos cuando se aleja.

Fototropismo:

Movimiento provocado por la luz. El tallo tiene fototropismo positivo y la raíz negativo.

Geotropismo:

Provocado por la gravedad. En la raíz es positivo, y en el tallo, negativo.

Tigmotropismo:

Respuesta a estímulos mecánicos. Las vides y otras plantas trepadoras.

Hidrotropismo:

Movimiento causado por el agua. Es negativo en el tallo y positivo en la raíz; la raíz crece en dirección a donde se encuentra el agua.

Nastias

Las nastias son movimientos pasajeros de determinadas partes del vegetal y son indiferentes a la fuente del estímulo.

Fotonastias:

Son respuestas a la luz. El movimiento que realizan los girasoles siguiendo la posición del sol, apertura y cierre de algunas flores.

Sismonastias:

Respuestas cuando el estímulo es el contacto. La mimosa responde al contacto con una rapidez inusitada: pocos segundos después el pecíolo se dobla y los foliolos se pliegan en posición de sueño.

Incorporación del Agua y de las Sales Minerales

El agua y las sales minerales se incorporan a la planta por los pelos radicales que son evaginaciones de las células epidérmicas de la raíz.

• El agua penetra por ósmosis, ya que en su interior existe una mayor concentración de solutos que en el exterior, hasta que llega a los vasos leñosos del xilema.
• Las sales minerales penetran mediante un sistema de transporte activo, en contra de un gradiente de concentración y requiere aporte de energía. La mayoría de las sales se absorben en forma de iones.

Tensión-Adhesión-Cohesión

El ascenso de la savia bruta en contra de la gravedad se produce gracias a varios fenómenos físicos, que dependen tanto de la estructura interna de las plantas como de las propiedades físicas del agua: adhesión, cohesión y tensión superficial. Esos procesos son: la presión radicular, la transpiración y la tensión-cohesión. Ninguno de ellos sería suficiente para producir el ascenso por sí solo.

Presión Radicular:

Las células de la raíz tienen una concentración de solutos mayor que la del agua del suelo y esta penetra al interior de la raíz por ósmosis. La continua entrada de agua produce una presión radicular, suficiente para que la savia bruta ascienda por el tallo de plantas a escasa altura. En las de gran altura, no es suficiente.

Transpiración:

Ocurre en las hojas y consiste en la pérdida de agua por evaporación. Al aumentar la transpiración aumenta la absorción. La pérdida de agua crea una fuerza aspirante que arrastra el agua por el xilema hasta las hojas. Esta fuerza aspirante ejerce una presión que se denomina tensión y es eficaz gracias a la elevada cohesión de las moléculas de agua.

Tensión-Cohesión:

Las moléculas de agua están unidas entre sí por enlaces de hidrógeno, de tal manera que la tensión que puede soportar una columna de agua sin que llegue a romperse es muy elevada. Interviene también la adhesión de las moléculas de agua a las paredes de los finísimos vasos leñosos, de manera que en la ascensión del agua también interviene la capilaridad.

Ciclo Cardíaco

Es la secuencia de procesos que ocurren en el corazón para que se produzca un latido completo.

Etapas:

• Diástoles auricular y ventricular: Los músculos se encuentran relajados y las válvulas aórtica y pulmonar cerradas.
• Sístole auricular y diástole ventricular: Los músculos de las aurículas se contraen y la sangre es impulsada hacia los ventrículos, que en ese momento se encuentran en diástole, relajados y vacíos.
• Sístole ventricular y diástole auricular: Los ventrículos se contraen e impulsan la sangre a través de las arterias. Las válvulas que separan las aurículas de los ventrículos se cierran, impidiendo que la sangre retroceda a las aurículas.

Líquidos de Transporte

Es un tejido conectivo que circula por el aparato circulatorio, formado por agua, sales minerales, proteínas, células y diversos pigmentos encargados de transportar gases (oxígeno y CO₂).

Hidrolinfa:

Propio de algunos invertebrados como los equinodermos. Transporta nutrientes y sustancias de desecho, pero carece de función transportadora de gases.

Hemolinfa:

Es el líquido de transporte de muchos invertebrados. En moluscos y crustáceos contiene un pigmento respiratorio, la hemocianina, que transporta el oxígeno.

Sangre:

Está presente en vertebrados y anélidos. Es una mezcla de plasma sanguíneo y células: eritrocitos, leucocitos y plaquetas. Transporta nutrientes, defiende de las infecciones y distribuye calor por todo el organismo.

Linfa:

Solo en los vertebrados que tienen un sistema circulatorio linfático conectado con el sanguíneo. La linfa no tiene eritrocitos ni plaquetas, y transporta una mayor cantidad de lípidos y de leucocitos.

Importancia Biológica del Agua

• Es el principal disolvente biológico: facilita la disociación de compuestos iónicos y su disolución.
• Elevada capacidad térmica: El elevado número de enlaces de hidrógeno que se establecen entre las moléculas de agua hace que sea necesaria gran cantidad de energía para elevar su temperatura.
• Alcanza su densidad máxima en estado líquido, a los 4ºC: por eso el hielo flota sobre el agua, evitando la congelación de las zonas profundas de mares y lagos y permitiendo el desarrollo de la vida bajo la superficie helada.