Adaptaciones en la respiración de los seres vivos

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1 Adaptaciones en la respiración de los seres vivos La respiración es un proceso básico de todos los seres vivos y para poder llevarla a cabo cada especie cuenta con adaptaciones, de acuerdo al ambiente en el que vive. Por ejemplo una adaptación específica de un organismo terrestre puede resultar inadecuada o insuficiente para un organismo acuático. Como sabemos otra cuestión determinada por el ambiente donde se encuentran los seres vivos es la diferenciación de dos tipos de respiración: la anaerobia (en ausencia de oxígeno) o aerobia (en presencia de oxígeno). Respiración anaeróbica. Es un tipo de metabolismo poco común, exclusivo de ciertos microorganismos en el que no se usa el oxígeno para el proceso de respiración. No debe confundirse con la fermentación, proceso también anaeróbico en el que se utilizan sustancias diferentes al oxígeno. Algunas bacterias son anaerobias y otras aerobias y muy pocas son facultativas (es decir que pueden vivir en presencia o ausencia de oxígeno) El mecanismo más común de respiración anaerobia es la fermentación (Valdivia,et., al, 2011). Como productos de la respiración anaerobia se pueden obtener: alcoholes y el ácido láctico, el CO2 y otras sustancias inorgánicas. La fermentación fue descubierta por Louis Pasteur (Imagen 1.0), quien la describió como -la vida sin aire-. Existen diferentes tipos de fermentación en función del producto final que genere [ ] La fermentación alcohólica, la láctica y la metanogénica (Robles, 2008). El descubrimiento no sólo llevó a comprender mejor el mundo vivo y las formas de producción de fermentos, sino que dio origen a una forma de conservación de los alimentos. Respiración aeróbica. La realizan la inmensa mayoría de células, incluidas las humanas. Los organismos que llevan a cabo este tipo de respiración reciben el nombre de organismos aeróbicos porque utilizan el oxígeno para realizar el proceso. Los seres humanos al igual que otros seres vivos requerimos el oxígeno para aprovechar los nutrientes que obtenemos de los alimentos para obtener energía. El objetivo del proceso es que el oxígeno llegue a todas y cada una de las células.

2 Los diversos tipos de organismos respiran de manera distinta de acuerdo a su nivel de complejidad. Los más simples pero no por ello los menos evolucionados, realizan el intercambio de gases por difusión a través de la membrana celular, un ejemplo de estos organismos son las esponjas organismos invertebrados. (Imagen 1.1) carecen de un aparato respiratorio propiamente dicho [ ] solamente en algunos casos aparecen ciertas estructuras auxiliares que contribuyen a incrementar su eficacia (Sacramento, 2001).. A medida que aumenta la complejidad del organismo aumenta también el número de capas celulares; por ello es más difícil que se realice el intercambio gaseoso directo de la membrana celular y el medio. Se requiere entonces de una estructura especial que permita asegurar el aporte de oxígeno de las células y que recoja el CO₂ y lo expulse al exterior. El proceso evolutivo en los animales por ejemplo, ha desarrollado adaptaciones especiales, de las cuales podemos distinguir: Respiración cutánea: Este tipo de respiración ocurre por medio de la piel, es decir, el intercambio de gases ocurre por difusión (ya sabes qué es esto) a través de la piel del animal. Generalmente ocurre en animales pequeños en los que su piel no es muy gruesa y permite que pase fácilmente el oxígeno. Por ejemplo las lombrices, las medusas (Imagen 1.2), el caracol, sanguijuelas, gusanos marinos y algunos vertebrados como las ranas y los sapos, en estos últimos en combinación con estructuras respiratorias más complejas.

3 Respiración traqueal: Los animales con respiración traqueal (Imagen 1.3) no dependen de un sistema complejo, tienen las tráqueas formadas por tubos que se conectan entre sí y que transportan el oxígeno a cada una de las células. Las tráqueas se comunican con el exterior por medio de unos orificios llamados espiráculos por medio de ellos ingresa el oxígeno y sale el dióxido de carbono. ( Respiración branquial: es propia de los animales que viven en un medio acuático. Sus órganos respiratorios son las branquias, por las que sale el agua que toman por la boca. A su paso, extraen el oxígeno y lo incorporan al aparato circulatorio. (Imagen 1.4). Algunos animales tienen branquias externas como las salamandras, algunos moluscos o el axolote mexicano. La rana toro, un anfibio, empieza su vida como un renacuajo totalmente acuático con branquias externas. Durante la metamorfosis que la lleva a convertirse en una rana adulta que respira aire, las branquias se pierden y son reemplazadas por los pulmones sencillos en forma de saco. Tanto en el renacuajo como en el adulto, el intercambio gaseoso también se lleva a cabo mediante difusión a través de la piel, la cual

4 debe mantenerse funcionar como superficie respiratoria. ( Respiración pulmonar: inmediatamente puede asociarse con nosotros los humanos, sin embargo no es exclusiva de nosotros. Una amplia variedad de organismos respiran mediante pulmones. La respiración pulmonar ocurre a través de los pulmones, en ellos hay unos pequeños sacos llamados alvéolos en los que ocurre el intercambio de gases. A estos pequeños sacos llegan los vasos sanguíneos que transportan la sangre, ésta toma el oxígeno (lo hacen los glóbulos rojos que tiene la sangre) y deja el dióxido de carbono. Esta respiración es propia de mamíferos, reptiles y aves. Las aves tienen además de los pulmones unos pequeños sacos aéreos (Imagen 1.5) que les permiten almacenar aire y aumentar la eficiencia en el proceso respiratorio durante el vuelo. Cuando inhalan el aire, una parte llena los pulmones y el resto viaja hasta los sacos aéreos. Cuando el ave exhala, el aire fresco que se ha almacenado temporalmente en los sacos aéreos llena los pulmones. Además cuentan con la siringe el órgano vocal de las aves. Se ubica en la base de la tráquea, y produce sonidos complejos sin las cuerdas vocales que tienen los mamíferos. Los sonidos se producen por vibraciones en las paredes de la siringe o por la vibración del aire que pasa por la siringe. Los mamíferos cuentan con adaptaciones que tras la conquista terrestre iniciada por los anfibios les permitió tener una ventaja al desarrollar un aparato respiratorio más complejo. Algunos mamíferos marinos como las ballenas, los delfines y los cachalotes tienen también sistema respiratorio para poder respirar deben salir a la superficie y tomar el aire por un orificio que tienen en la parte superior de la cabeza llamada espiráculo. Una ballena es incapaz de respirar por la boca, pues su extraña nariz no se abre cerca de ella; un tubo

5 continuo lleva aire directamente desde la parte alta de la cabeza a la tráquea y a los pulmones. Cuando se sumerge, unos poderosos músculos cierran firmemente la abertura de la nariz, de manera que no puede entrar a ella ni una sola gota de agua. En los reptiles los pulmones presentan pliegues y adoptan una forma de saco, algunos presentan también respiración cloacal. Como el resto de los seres vivos, las plantas también respiran. El proceso se realiza sobre todo en las hojas y tallos verdes, y como producto de su respiración producen dióxido de carbono. Durante el día la cantidad de CO₂ que producen es menor que el que absorben para realizar la fotosíntesis;y también el oxígeno que consumen es menor al que producen. Durante la noche cuando no hay luz solar para realizar la fotosíntesis sólo respiran. Las estructuras principalmente relacionadas con la respiración de las plantas son los estomas y las lenticelas. Los primeros se encuentran en las hojas, son una especie de poros por los que ocurre el intercambio de gases y la transpiración y las lenticelas abundantes en los tallos con también estructuras donde se realiza el intercambio gaseoso. Quién descubrió la presencia del oxígeno en la respiración? En marzo de 1775, Joseph Priestley introdujo un ratón adulto en un aparato de cristal lleno del aire procedente del mercurio calcinado. Su primera hipótesis fue

6 que el ratón no sobreviviría más de quince minutos, el tiempo que tardara en agotarse el aire. Pero su sorpresa fue máxima al comprobar que el ratón se mantuvo consciente una hora y media, resultando el aire descubierto tan bueno o mejor que el aire común respirado por animales y humanos. Con sus experimentos sobre la mesa, Priestley dio por hecho en seguida que este aire que había descubierto se trataba el responsable de la respiración de los humanos y animales, así como de la combustión. Si bien no todos los seres vivos necesitan oxígeno pero todos estamos vivos y no podemos prescindir de la respiración para continuar viviendo. Referencias consultadas Díaz García Alba Elena Baldazo, et, al (2008) principios de ecología, UAG, México. Burnie, D. (2004) Evolución, Planeta, México. Parada, A. (2007) Biología, FCE, 2da, México. National Geographic (2009) Lo que Darwin no sabía Vol. 24 No. 2 CONEVyt (s.f.) La adaptación de organismos vivos. García, S. (2013) Respiración en los Seres Vivos en

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