1. ¿CÓMO INCORPORAN EL ALIMENTO LOS ANIMALES?
El alimento orgánico, sólido o líquido , lo utilizamos con dos finalidades:
Como materia con la que construir nuestras propias biomoléculas para crecer,
reparar tejidos y sustituir células.
Como energía para contraer los músculos, sintetizar nuevas sustancias, generar calor
interno, realizar transporte activo a través de membranas, etcétera.
El alimento está formado por biomoléculas orgánicas de gran tamaño. Para “desmontar”
las grandes moléculas orgánicas, es necesario un proceso digestivo que las reduzca,
produciendo nutrientes.
Por todo esto, un animal, para alimentarse, debe obtener del exterior sustancias,
sólidas, liquidas y gaseosas. Para ello presenta dos sistemas o aparatos:
El sistema digestivo con el que capta líquidos y sólidos.
El sistema respiratorio para captar gases.
En la mayoría de los animales existe un mecanismo interno de transporte, el sistema
circulatorio, que comunica los dos anteriores sistemas con todas las células del organismo.
Las células devuelven al sistema circulatorio los productos de excreción de su metabolismo:
el gas CO2 viaja al exterior a través del sistema respiratorio mientras que los sólidos salen
por el sistema excretor.
2. ¿CÓMO SE PRODUCE EL INTERCAMBIO GASEOSO?
En el órgano respiratorio, ya sean branquias o pulmones. El oxigeno pasa desde el
agua al liquido circulatorio, mientras que el dióxido de carbono sigue el camino
contrario.
En la zona de contacto entre el liquido circulatorio y las células del organismo. El
oxigeno sale del liquido circulatorio hacia el interior de las células y llega hasta sus
mitocondrias. El dióxido de carbono hace el viaje en sentido contrario.
En ambos casos, los gases atraviesan finas laminas o endotelios, siempre cumpliendo la ley
general de difusión de los gases, se mueven desde donde la presión parcial es mayor hacia
donde es menor.
En los animales sencillos que no presentan sistema circulatorio, el intercambio de gases se
produce directamente entre el aire o el agua y el medio interno o intercelular del animal.
3.1. ANIMALES SIN SISTEMA RESPIRATORIO
En los animales sin sistema respiratorio, obtienen el oxigeno directamente del disuelto en el
agua, eliminando también su dióxido de carbono al agua. Porque ninguna célula de su
organismo se encuentra alejada del exterior. Por lo que su metabolismo es muy bajo y sus
movimientos, lentos.
3.2. LA INVENCIÓN DE LAS BRANQUIAS EXTERNAS
Además, el oxigeno disuelto es escaso en el agua debido a que procede en su mayoría del
intercambio con la atmósfera, donde si es abundante.
Una forma de mejorar el intercambio gaseoso en el mar consiste en crear superficies
corporales especializadas que se extiendan fuera del cuerpo y puedan agitarse, branquias
externas, son también una atracción para gran vascularización. Pero son también una
atracción para los depredadores. Para evitar riesgos, el animal puede retraerlas y
esconderlas en caparazones, tubos o estructuras duras. Las branquias externas son
frecuentes en invertebrados marinos como moluscos, gusanos y algunos crustáceos.
3.3. LA Solución DE LAS BRANQUIAS INTERNAS
Un paso más en la mejora evolutiva de los sistemas branquiales consiste en protegerlos
permanentemente en alguna cámara del interior del cuerpo o taparlos con alguna
estructura. Para que ese sistema funcione es necesario generar una corriente de agua
constante que atraviese la cámara o cavidad.
Las branquias internas son frecuentes en moluscos y crustáceos.
Los cangrejos y las langostas, se sitúan dentro del caparazón.
Las sepias y los calamares y, sobre todo, los peces.
Las branquias internas alcanzan su mayor grado de eficacia en los peces, y se encuentran en
las hendiduras branquiales. En la mayoría de los peces, el agua penetra por la boca y sale
por estas hendiduras. En los tiburones y rayas, se abren al exterior de forma independiente,
mientras que en los peces óseos están protegidas debajo de un recubrimiento óseo llamado
opérculo.
3.4. LA CONQUISTA DEL MEDIO TERRESTRE: LA Respiración Cutánea
Los gusanos planos, son los pioneros en aventurarse al medio terrestre y por ello quienes
primero se enfrentaron a la necesidad de respirar aire. Intercambian oxigeno a través de
toda su superficie corporal, para lo cual su piel debe estar siempre húmeda. Además
“inventaron” la cefalización.
Una piel fina, permeable a los gases y siempre humedecida, un medio interno muy próximo
al exterior, ausencia de protección de su superficie corporal, que debe ser muy amplia en
relación con el volumen del animal.
Respiración cutánea; invertebrados acuáticos, planarias, lombrices de tierra y anfibios
adultos.
3.5. LAS TRÁQUEAS DE LOS ARTRÓPODOS TERRESTRES
Los artrópodos se originaron en el mar, pero varios de sus grupos evolucionaros, en
ambientes terrestres. Los artrópodos acuáticos presentan una respiración branquial, los
terrestres tuvieron que enfrentarse también al reto de la respiración aérea. Como esqueleto
externo poseen las tráqueas.
El sistema traqueal de insectos y arácnidos consiste en una serie de tubos reforzados con
anillos endurecidos, que se abren al exterior por unos orificios llamados espiráculos.
En muchos insectos voladores, que necesitan gran cantidad de oxígeno, los movimientos
musculares del vuelo contribuyen a la ventilación de las tráqueas.
3.6. LOS PULMONES DE LOS INVERTEBRADOS
Algunos otros invertebrados limitaron su superficie de intercambio gaseoso al interior de
una cavidad protegida dentro del cuerpo y comunicada con el exterior a través de algún
orificio. Dicha cavidad debe mantener cierta humedad para favorecer el intercambio y evitar
que se pierda demasiada agua. La superficie de intercambio cede el oxígeno a un sistema
circulatorio que lo distribuye por las células.
Caracoles terrestres y las babosas. También las arañas complementan su sistema traqueal
de los artrópodos con unos pequeños pulmones que se sitúan en el abdomen.
3.7. LOS PULMONES EN LA EVOLUCIÓN
Los primeros vertebrados con sistemas pulmonares fueron un grupo de peces (peces
pulmonados) que respiraban por branquias de forma habitual. A partir de las paredes de su
faringe desarrollaron unos sacos, en cuya superficie interior se podía producir el
intercambio gaseoso con el aire. Eso les permitía resistir algún tiempo fuera del agua.
Anfibios; Tras la metamorfosis, los adultos desarrollan un sistema pulmonar que
complementan con respiración cutánea, lo que les permite intercambiar oxígeno por la piel
bajo el agua. Los pulmones de los anfibios son simples sacos que apenas contienen
repliegues interiores. Además, el mecanismo de ventilación de una rana se basa en
movimientos en la boca, como si tragaran aire, un método poco eficiente.
Reptiles; Sus pulmones tienen repliegues internos que aumentan la superficie de
intercambio. La ventilación depende de movimientos torácicos que le hacen mucho más
eficiente.
Aves; Presentan sacos aéreos comunicados con los pulmones y situados entre las vísceras y
dentro de los huesos. Se consigue así un flujo de aire en los pulmones. Esto, permite a las
aves mantener el elevado gasto metabólico del vuelo y aligerar el peso.
Mamíferos; Tenemos un sistema de bronquiolos ramificados que finaliza en cientos de
alvéolos. La ventilación se realiza por la musculatura torácica y abdominal.
3.8. LA VENTILACIÓN PULMONAR
La inspiración. Proceso activo: los músculos amplían el volumen de la caja torácica
y, en consecuencia, el aire de los pulmones. Para ampliar la caja torácica,
movimiento del diafragma y el de los músculos intercostales, que separan las
costillas entre sí.
La espiración. Mecanismo pasivo: al relajarse los músculos, el volumen pulmonar se
reduce y el aire sale fuera.
4. ALIMENTOS LÍQUIDOS Y SÓLIDOS: PROCESOS DIGESTIVOS
El sistema digestivo puede cumplir todas o algunas de las siguientes funciones:
Captura e ingestión. Incluye los mecanismos de obtención del alimento y su
incorporación al organismo. Digestivo (boca, lengua, dientes, etc) o partes del
cuerpo (garras, apéndices, etc)
Digestión. Masticación, insalivación, liberación de ácidos, actuación de enzimas
digestivas, etc.
Absorción. Paso de los nutrientes al medio interno. Puede producirse bien desde el
exterior, cuando no hay sistema digestivo.
Egestión. Consiste en la expulsión del alimento o de nutrientes no absorbidos. Por lo
general a través del ano.
5.1. FILTRADORES DE AGUA
Mejillones, almejas, numerosos crustáceos y ballenas o grandes tiburones. Para filtrar son
precisas estructuras, como laminillas, filamentos, barbas, etc. Los percebes filtran el agua
mediante los cirros, unos antiguos apéndices locomotores.
5.2. CAPTURADORES SELECTIVOS DE ALIMENTOS PEQUEÑOS
LOS PRIMEROS PLURICELULARES
Las esponjas, ni siquiera filtran sino que crean pequeñas corrientes de agua por el interior
de los numerosos tubos que recorren su cuerpo. En esos tubos se encuentran unas células
llamadas coanocitos, dotadas de un flagelo con el que mueven el agua y de una corona de
microvellosidades con la que atrapan pequeñas partículas y microorganismos. Los
coanocitos absorben el alimento y lo digieren.
Pólipos y medusas, presentan cnidocitos que disparan pequeños arpones con un veneno
paralizante. Tras capturar una presa, los tentáculos lo dirigen hacia la boca del animal.
5.3. RASPADORES DE SUPERFICIES
Erizos de mar, caracoles terrestres, usan una estructura en forma de lengua, denominada
rádula, con la que raspan e ingieren microorganismos y los vegetales adheridos a ellas.
5.4. DEGLUTIDORES DE SUELOS Y SEDIMENTOS
Lombrices de tierra. Al remover grandes cantidades de suelo, contribuyen a su fertilidad,
miñocas y holoturias.
5.5. MACRÓFAGOS SELECCIONADORES DE ALIMENTO
Los macrófagos seleccionan sus presas y se alimentan de ellas atrapándolas y devorándolas,
arrancándoles trozos o picándolas y succionando sus jugos. La casi totalidad de los
vertebrados, con la gran excepción de los grandes filtradores marinos.
6. LA EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS DIGESTIVOS
Las esponjas, siguen presentando esas carácterísticas simples: células que atrapan el
alimento directamente del medio y lo digieren en sus lisosomas sin que haya digestión
extracelular.
6.1. LA APARICIÓN DE LA CAVIDAD GASTROVASCULAR
Las esponjas. Las paredes de esa cavidad se tapizaron con células especializadas que vertían
enzimas digestivas a su interior y absorbían luego el alimento digerido. Solo una abertura de
entrada y salida. Cavidad gastrovascular, los pólipos y medusas.
Digestión extracelular
Sin embargo es un método poco eficiente ya que mezcla el alimento
recién ingerido con el que ya esta en avanzado estado de digestión. Además se ingiere el
alimento y se expulsan los desechos por la misma abertura.
6.2. LA INVENCIÓN DEL TUBO DIGESTIVO
Aparición de una abertura de salida o ano, para la expulsión de los desechos. Esto permite
que el alimento siga una sola dirección y que se pueda diferenciar tramos digestivos con
distintas funciones.
7. LA ORGANIZACIÓN DEL TUBO DIGESTIVO
El tubo digestivo permite diferenciar diversos tramos que las funciones digestivas se
ordenen secuencialmente
Tracto anterior; Realiza la ingestión y la recepción del alimento, así como los primeros
procesos digestivos. Masticación, trituración, etc…
La boca suele presentar diferentes estructuras, especializadas en la captura del alimento, la
trituración, el desgarre… Aparecen apéndices bucales en insectos, picos en aves y tortugas,
mandíbulas y dientes en mamíferos.
Faringe y esófago.
Tracto medio; Digestión que suele ser mecánica y química, generalmente con secreciones
ácidas y enzimas digestivas. Contiene un órgano, estómago, aunque en muchos grupos se
compone de varias estructuras con funciones diferenciadas, que reciben distintos nombres
según los grupos: buche, molleja, redecilla, cuajar, etc…
Tracto posterior; En él finaliza la digestión y continúa la absorción.
En este tramo desembocan unas glándulas anejas que vierten enzimas digestivas y
secreciones, generalmente básicas.
8. EL SISTEMA DIGESTIVO HUMANO
La digestión humana es la de un mamífero omnívoro.
Boca; los dientes trituran el alimento que, gracias a la lengua, se mezcla con la saliva,
iniciando la digestión. Se forma el bolo digestivo. La lengua, además, facilita la deglución.
Glándulas salivales; Segregan la saliva e inicia la digestión de glúcidos, acaba con bacterias.
Esófago; Conducto musculoso cuyas contracciones o movimientos peristálticos impulsan el
bolo alimenticio hasta el estómago.
Hígado; Órgano que forma la bilis, cuyos ácidos y sales emulsionan las grasas, facilitando su
digestión.
Estómago; Contracciones completan la digestión mecánica. Su jugo gástrico contiene
pepsina (comienza la digestión de las proteínas) y ácido clorhídrico (activa la pepsina y tiene
poder bactericida). Se forma el quimo.
Vesícula biliar; Almacena la bilis y la libera cuando los alimentos llegan al intestino.
Páncreas; Segrega al intestino delgado el jugo pancreático, con enzimas digestivas y con
sales que neutralizan la acidez del quimo.
Intestino delgado; Tubo muy plegado formado por tres tramos: duodeno, yeyuno e íleón.
En la primera parte se produce jugo intestinal que completa la digestión. A través de las
vellosidades tiene lugar la absorción de los nutrientes que pasan a la sangre.
Intestino grueso; Se absorbe agua se compactan los residuos de la digestión que forman las
heces. Hay bacterias que realizan importantes reacciones metabólicas. Tres tramos: ciego,
colon y recto