La Nutrición en Seres Vivos: Autótrofos y Heterótrofos

A. CONCEPTO DE NUTRICIÓN

Se denomina nutrición al conjunto de procesos mediante los cuales un organismo intercambia materia y energía con el medio que lo rodea.

La nutrición comprende: ingestión del alimento; digestión, intercambio de gases, transporte, catabolismo, excreción.

Según el tipo de nutrición, podemos distinguir:

– Seres autótrofos (fotosintéticos, quimiosintéticos): toman del medio materia inorgánica (MI), a partir de la cual elaboran su materia orgánica (MO).

– Seres heterótrofos: su fuente de MO son compuestos orgánicos ya elaborados. Son:

  • Seres holozoicos (carnívoros, herbívoros, omnívoros). Se alimentan de otros seres vivos.
  • Seres saprofitos. Se alimentan de restos animales y vegetales. Son saprofitos muchas bacterias y hongos. No hay animales saprofitos.
  • Seres parásitos. Obtienen su alimento del hospedador. Son parásitos muchos protozoos, gusanos y artrópodos.

B. LA NUTRICIÓN AUTÓTROFA EN LOS VEGETALES CORMOFITOS

Las cormofitas son plantas que colonizaron el medio terrestre; presentan tejidos, sistemas de transporte de H2O y sales minerales y órganos diferenciados.

1. ABSORCIÓN DE H2O E IONES MINERALES

La absorción tiene lugar en la raíz e implica que el agua y las sales minerales atraviesen todas las capas radiculares.

El mecanismo de absorción comprende:

  1. El H2O entra en la epidermis por ósmosis y con ella entran los iones minerales disueltos, que son captados por transporte activo (consume ATP) en contra de gradiente de concentración.
  2. El H2O y las sales minerales deben atravesar la raíz hasta llegar al xilema.

2. TRANSPORTE DE LA SAVIA BRUTA POR EL XILEMA

La savia bruta asciende hasta las hojas por los vasos leñosos gracias a dos factores:

  1. La continua entrada de H2O en los vasos del xilema crea en éstos una presión hidrostática que origina el ascenso de la columna de H2O.
  2. El ascenso se ve favorecido por la cohesión interna del H2O (debida a los pdH): efecto de atracción transpiratoria.

3. ELABORACIÓN DE LA MATERIA ORGÁNICA EN LAS HOJAS

Utilizando H2O y CO2, las células parenquimáticas de la hoja sintetizan azúcares.

El H2O entra por ósmosis desde el xilema.

El CO2 entra por los estomas.

4. TRANSPORTE DE LA SAVIA ELABORADA POR EL FLOEMA

Hipótesis del flujo de masa: la concentración de azúcares es máxima en las hojas y mínima en las raíces: hay un gradiente de concentración que hace que los azúcares se dirijan hacia la raíz por los tubos del floema, distribuyéndose a su paso por el vegetal.

5. INTERCAMBIO GASEOSO

El balance global de los intercambios gaseosos es que los vegetales consumen CO2 y producen O2. Ambos gases entran y salen de las hojas por los estomas y se esparcen por el parénquima y entran y salen de las células por difusión.

6. EXCRECIÓN Y SECRECIÓN

– Excreción. No existe un aparato excretor: los gases resultantes del metabolismo se eliminan por difusión; los productos nitrogenados se reutilizan; otros productos se acumulan en vacuolas y permanecen en la célula durante toda la vida de la misma.

– Secreción. Es el proceso de expulsión de productos elaborados por la planta con algún fin concreto: sustancias nutritivas para atraer insectos, resinas, látex (protección contra herbívoros, cicatrización de heridas), alcaloides tóxicos (defensa contra herbívoros).

C. LA NUTRICIÓN HETERÓTROFA DE LOS ANIMALES

1. PROCESOS DE LA NUTRICIÓN ANIMAL

A. CON EL APARATO DIGESTIVO: INGESTIÓN, DIGESTIÓN

1. Ingestión

Incorporación de los alimentos mediante órganos situados en la boca o en sus proximidades. Los alimentos pueden ser:

  • Alimentos líquidos.
  • Partículas sólidas microscópicas.
  • Alimentos sólidos de gran tamaño.
2. Digestión

Transformación de las macromoléculas de los alimentos en moléculas sencillas, que pueden ser absorbidas y utilizadas por las células del propio organismo.

B. CON LOS APARATOS CIRCULATORIO Y RESPIRATORIO: TRANSPORTE

Para el metabolismo celular, el aparato circulatorio transporta los nutrientes hasta todos los tejidos del organismo y el aparato respiratorio transporta oxígeno.

C. CON EL APARATO EXCRETOR: EXCRECIÓN

Los residuos metabólicos son expulsados al exterior por medio del aparato excretor.

2. EL APARATO DIGESTIVO

A. TIPOS BÁSICOS DE APARATOS DIGESTIVOS

Animales sin aparato digestivo. Son animales que viven en el agua, de la que las células toman directamente los alimentos, los cuales sufren una digestión intracelular. Los poríferos presentan este tipo de nutrición.

Aparatos digestivos simples, con una cavidad gástrica, sin zonas diferenciadas, que ocupa el centro del animal y que sólo presenta una abertura, que funciona como boca y como ano. La digestión se lleva a cabo en parte en la cavidad gástrica y en parte en las células que rodean esta cavidad: digestión mixta. Ejemplo: en celentéreos (corales…).

Aparatos digestivos más complejos, con boca y ano, y con un tubo digestivo con zonas diferenciadas. La digestión es extracelular. Es la que presentan la mayor parte de los grupos animales. Ejemplos:

  • Anélidos
  • Moluscos
  • Artrópodos

B. FASES DEL PROCESO DIGESTIVO

1. Ingestión del alimento

– Ingestión pasiva. En animales acuáticos con: filtros y estructuras ciliadas.

– Ingestión activa. Con estructuras como: tentáculos; apéndices bucales de artrópodos; rádula de los moluscos; labios, dientes y lengua de vertebrados.

2. Digestión del alimento

Nos vamos a fijar en la digestión extracelular, la más habitual. En ésta se producen dos tipos de transformaciones de los alimentos: mecánicas (el alimento se fragmenta en porciones más pequeñas) y químicas (hidrólisis enzimática de macromoléculas).

Proceso digestivo en vertebrados

Masticación: dientes.

Peculiaridades:

§ Carnívoros: caninos muy desarrollados

§ Herbívoros: premolares y molares muy desarrollados

Insalivación: glándulas salivales.

Deglución.

Paso de alimentos: movimientos peristálticos.

Peculiaridades. Aves: buche (almacén).

Digestión gástrica: jugo gástrico (enzimas, HCl, mucina), movimientos de avance, agitado y mezclado.

Peculiaridades. Rumiantes: panza, redecilla, libro, cuajar.

Digestión: jugo intestinal, jugo pancreático, bilis (detergente).

Absorción: fundamentalmente en las vellosidades intestinales del duodeno.

Peculiaridades para aumentar la superficie de absorción:

§ Ciegos intestinales de algunos peces, válvula espiral de tiburones y rayas.

§ Vellosidades.

Absorción de agua y sales minerales.

Formación y egestión de heces.

Peculiaridades:

§ Anfibios, reptiles, aves: cloaca.

§ Rapaces nocturnas: regurgitación de egagrópilas.

3. EL APARATO CIRCULATORIO

Aparece en todos los animales, excepto en algunos poco complejos (poríferos, gusanos planos…) en los que el transporte de nutrientes se lleva a cabo de una célula a otra.

A. COMPONENTES DE UN SISTEMA CIRCULATORIO

1. Líquido de transporte

Tejido conectivo, con células y pigmentos respiratorios. En función de los pigmentos respiratorios, distinguimos:

  • Hidrolinfa.
  • Hemolinfa.
  • Sangre.
  • Linfa.

2. Corazón

Impulsa los líquidos circulatorios. Varios tipos:

  • Tubulares.
  • Tabicados.

3. Vasos sanguíneos

  • Arterias. Conducen la sangre desde el corazón a los tejidos.
  • Venas. Retorno de sangre al corazón.
  • Capilares. Intercambio de gases y nutrientes.

B. TIPOS DE APARATOS CIRCULATORIOS

1. Aparatos circulatorios abiertos.

En algunas zonas del organismo el líquido circulatorio sale de los vasos y baña directamente los tejidos. Los presentan los moluscos y los artrópodos.

2. Aparatos circulatorios cerrados.

La sangre no sale de los vasos. Se presenta en anélidos y en vertebrados.

Anélidos. Vertebrados. Peces. Reptiles, anfibios, aves, mamíferos.

4. EL SISTEMA RESPIRATORIO

En todos los animales, excepto en algunos poco complejos (poríferos, celentéreos, gusanos planos…) en los que el transporte de gases se lleva a cabo de una célula a otra, existe algún tipo de superficie respiratoria: zona del organismo donde se lleva a cabo el intercambio gaseoso con el medio, lo que es posible gracias a ciertas características:

  • Superficie amplia y húmeda.
  • Paredes delgadas.
  • Vascularización intensa.

A. SISTEMAS RESPIRATORIOS

  • Respiración cutánea.
  • Respiración traqueal.
  • Respiración branquial.
  • Respiración pulmonar.

5. EL APARATO EXCRETOR

El aparato excretor elimina los productos de desecho metabólicos y regula el volumen de líquido interno del organismo, así como la concentración de sales en el mismo. Por lo tanto, tiene un papel crucial en la homeostasis (mantenimiento de las características del medio interno).

A. PRODUCTOS DE DESECHO EN ANIMALES

  • Productos no nitrogenados: dióxido de carbono, agua.
  • Productos nitrogenados.
    • Amoníaco: Peces.
    • Urea: Anfibios, quelonios, mamíferos.
    • Ácido úrico: aves.

B. SISTEMAS EXCRETORES EN ANIMALES

  • Invertebrados.
    • Esponjas, celentéreos. Sin aparato excretor.
    • Platelmintos, anélidos, moluscos, crustáceos. Nefridios: tubos más o menos complejos que recogen los desechos de los tejidos y los vierten al exterior por un poro de la pared corporal.
    • Insectos. Túbulos de Malpighi. Recogen los desechos del organismo y los vierten al tubo digestivo.
  • Vertebrados.
  • Riñones. Además: el hígado elimina por el intestino delgado los productos de desecho del metabolismo de los pigmentos biliares. Y: en muchos mamíferos, glándulas sudoríparas; en aves marinas y tortugas, la glándula de la sal.