N U T R I C I Ó N E N M E T A ZOOS

Transcripción

1 N U T R I C I Ó N E N M E T A ZOOS La nutrición La nutrición es la función vital por la que el organismo intercambia materia y energía con el medio ambiente. Aparatos y sistemas que intervienen en la función de nutrición Aparato digestivo: se encarga de la captura del alimento y de la digestión del mismo. Aparato respiratorio: se encarga del intercambio de gases con el medio Aparato o sistema circulatorio: se encarga, dentro de la función de nutrición, del transporte de nutrientes y sustancias de desecho por todas las células del cuerpo. Aparato excretor: se encarga de expulsar al medio externo las sustancias de desecho producto del metabolismo. Aparato digestivo El proceso digestivo La digestión es el proceso que permite obtener de los alimentos los nutrientes en forma de moléculas que puedan ser absorbidas por el medio interno. Existen dos tipos de digestión: Digestión intracelular: se realiza en el interior de la célula. Es propia de aquellos animales más sencillos, que toman partículas pequeñas del medio. Digestión extracelular: se realiza en el interior del aparato digestivo en el cual se vierten las enzimas digestivas que transforman el alimento en moléculas sencillas que pueden ser absorbidas. CAPTURA Y SELECCIÓN DEL ALIMENTO Los animales se han adaptado a la captura de todo tipo de alimentos, que dependiendo de su procedencia y tamaño, dan lugar a estructuras muy diversas. Los animales filtradores se alimentan de forma continua y poco selectiva, atrapando por diferentes mecanismos las partículas del medio. Los animales parásitos (hematófagos y fitófagos) tienen estructuras chupadoras y perforadoras o se nutren a través de la piel. Los animales herbívoros poseen piezas bucales para triturar los vegetales. Los depredadores desarrollan piezas bucales y estructuras complejas que permiten atrapar las presas, paralizarlas o triturarlas. Tipos de aparatos digestivos CAVIDAD GASTROVASCULAR La cavidad gastrovascular es la cavidad general de espongiarios y celentéreos, con funciones de digestión, respiración y circulación. Los espongiarios realizan digestión intracelular, de manera que el agua con los nutrientes entra por los poros en la cavidad gastrovascular y sale por el ósculo. En los espongiarios, la cavidad gastrovascular sólo tiene una apertura (boca) por donde se introducen las presas o el agua con los nutrientes y se realiza la digestión extracelular en los casos en los que es necesaria. Los celentéreos o cnidarios poseen células urticantes (los cnidocitos) con las que paralizan a las presas. 1

2 Cavidad gastrovascular de una esponja TUBO DIGESTIVO El tubo digestivo es una invaginación en forma de tubo con una entrada (boca) y una salida (ano o cloaca). A lo largo de la evolución se observan una serie de tendencias que dan lugar a diferenciaciones de los diferentes tramos del tubo en donde se realizan diferentes procesos, la aparición de glándulas digestivas (tejidos glandulares de la pared del tubo u órganos diferenciados) que producen y vierten al interior del tubo las enzimas digestivas) y el desarrollo de la musculatura para permitir el tránsito del alimento o su digestión mecánica (movimientos peristálticos). Invertebrados Platelmintos Es un tubo digestivo ciego, a veces con muchas ramificaciones (ciegos digestivos). Muchos platelmintos son parásitos (duelas, tenias) y su alimento es fácilmente digerible, de ahí la simplicidad de su aparato digestivo o incluso su ausencia. Anélidos Presentan tubo digestivo abierto (boca y ano) con algunas diferenciaciones (buche, molleja) en determinados casos. Los que son sésiles. Presentan branquias plumosas filtradoras. Moluscos Los gasterópodos presentan una rádula (aparato masticador) y una glándula digestiva, el hepatopáncreas. Los bivalvos filtradores tienen las branquias en forma de láminas (lamelibranquios) para filtrar el alimento. Los cefalópodos (depredadores) poseen un pico córneo con el que trituran las presas antes de ingerirlas. Equinodermos Poseen un aparato digestivo con la boca en posición ventral y el ano en posición dorsal. El aparato bucal para triturar el alimento se denomina linterna de Aristóteles. Artrópodos Siendo un grupo tan diferenciado, los tipos de alimentación y piezas bucales son muy diversos. Entre los arácnidos destaca el tubo digestivo de las arañas. Realizan digestión externa: vierten las enzimas digestivas sobre la presa y luego succionan el alimento predigerido. 2

3 El aparato bucal de los hexápodos es muy variado, aunque siempre presentan las mismas piezas bucales (mandíbulas, maxilas y labios). Algunos son chupadores, con piezas perforadoras (hematófagos, mosquitos), otros lamedores (la espiritrompa de las mariposas), otros fitófagos (chinches), otros depredadores (escarabajos, mantis). Vertebrados Los vertebrados presentan un aparato digestivo dividido en los siguientes tramos: boca, faringe, esófago, estómago e intestino. Presenta además glándulas anejas como las glándulas salivares, el hígado y el páncreas, que vierten al tubo los jugos digestivos. En el proceso de digestión para transformar el alimento en moléculas intervienen tanto las enzimas digestivas de los jugos o de las células de la mucosa (digestión química) como los procesos físicos de los movimientos peristálticos o de la masticación (digestión mecánica). A continuación se recogen algunas de las diferenciaciones más llamativas de los diferentes tramos del tubo digestivo: Boca Mandíbula y dientes: La aparición de la mandíbula tiene gran importancia evolutiva. Con ella aparecen los grandes depredadores (tiburones). Con la mandíbula aparecen también los dientes. Estos tienen como función triturar el e alimento y a veces están muy especializados (incisivos, caninos, premolares y molares). Cuando todos los dientes son iguales (Homodontia) indican una dieta poco especializada, si son distintos (Heterodontia) nos indican mucho sobre la dieta (por ejemplo los grandes caninos de los carnívoros). Algunos tienen varias denticiones (Polifiodontia) como los tiburones o cocodrilos y otros una de leche y otra definitiva (Difiodontia) como los mamíferos. Las tortugas, los anfibios y algunos mamíferos (ballenas, oso hormiguero) y las aves, no tienen dientes. La lengua y las glándulas salivares: la lengua aparece en los tetrápodos para ensalivar el alimento seco. En los anfibios es pegajosa y sirve para cazar y en los reptiles es bífida y tiene función quimiorreceptora. La saliva actúa como primer jugo digestivo y está compuesta por agua, sales, derivados nitrogenados (urea, ácido úrico y amoniaco), mucina y otras proteínas, y ptialina (enzima hidrolítica de almidón y polisacáridos). Además de las glándulas salivares pueden aparecer glándulas venenosas como las de las serpientes. Faringe La faringe es un tramo común al digestivo y el respiratorio. Algunos animales filtradores tienen estructuras para filtrar el agua y obtener el alimento, como las branquispinas de algunos peces o las barbas de las ballenas. Esófago Son diferenciaciones del esófago el buche de las aves (en las palomas, su descamación produce una leche para alimentar a las crías), la vejiga natatoria de los peces teleósteos o la panza, redecilla y libro de los rumiantes. Estómago Es el órgano donde se realiza principalmente el proceso de digestión. Algunos organismos no lo presentan debido al tipo de alimento ingerido (colibríes) o es muy pequeño (vampiros). En las aves aparece la molleja, 3

4 estómago muy musculoso y en el cual se introducen piedrecitas (grit) para masticar el alimento ya que carecen de dientes. En los rumiantes el estómago verdadero es el cuajar. Intestino Es la zona de absorción y fermentación. Pueden ser muy largos, plegados y con ciegos intestinales. Aparato respiratorio La respiración celular que realizan las mitocondrias requiere la utilización de oxígeno para la oxidación de las moléculas orgánicas, obteniendo energía y precursores sencillos. La respiración o mejor expresado, ventilación, consiste en el intercambio con el medio de los gases: entrada de O 2 y salida de CO 2, a través de membranas. Intercambio de gases El mecanismo de transporte de gases es mecánico: la difusión. Las moléculas gaseosas atraviesan las membranas biológicas hasta que se igualan las concentraciones a ambos lados. Dado que el consumo de O 2 es continuo en el animal, la concentración es menor en éste y por tanto la difusión de este gas siempre se produce desde el medio hacia el interior. La difusión se ve favorecida por los siguientes factores: Espesor de la membrana: cuanto más fina es la membrana de intercambio, mayor es la difusión Superficie de intercambio: mayor difusión cuanto mayor superficie. Las membranas se pliegan para aumentar su superficie. Los organismos más complejos tienen superficies mayores de intercambio Humedad: la difusión se ve favorecida por una superficie húmeda. MEDIO AMBIENTE [O 2] O 2 MEDIO INTERNO [O 2] [CO 2] CO 2 [CO 2] 4

5 Tipos de membranas respiratorias Las membranas respiratorias pueden ser de dos tipos: Evaginaciones: estructuras externas al animal (branquias) Invaginaciones: estructuras internas al animal (tráqueas y pulmones) Las membranas deben estar en contacto con el medio (agua o aire) y debe moverse el fluido a su alrededor, para lo cual se aprovecha el movimiento propio del fluido (corrientes de agua o aire), se produce el movimiento propio del animal o se desarrollan mecanismos de ventilación (musculatura). El medio Existen una serie de características diferenciales entre el medio acuático y el terrestre en relación a la respiración: Concentración de O2: es mayor en el medio terrestre que en el acuático Solubilidad del CO 2 : es más soluble en el agua que en el aire por lo que difunde mejor en el medio acuático. En el medio terrestre es necesario proteger las superficies de intercambio para mantener la humedad necesaria para la difusión Mecanismo de ventilación: en un medio acuático el flujo del agua es unidireccional, pues es muy costoso energéticamente un flujo bidireccional. En el medio terrestre se evoluciona hacia mecanismos bidireccionales al estar las membranas invaginadas. Tipos de sistemas y aparatos respiratorios Existen cuatro tipos de aparatos respiratorios o sistemas de respiración: CUTÁNEA: se realiza a través de la epidermis que para ello debe ser muy fina, estar humedecida y muy vascularizada (regada por los vasos sanguíneos), además de carecer de sustancias impermeabilizantes en los animales terrestres. Es propia de animales sencillos, de pequeño tamaño y de ambiente acuático o muy húmedo. BRANQUIAS: son evaginaciones muy vascularizadas propias de animales acuáticos. Pueden estar en contacto directo con el medio (branquias externas) o protegidas en alguna cavidad del organismo (branquias internas) TRÁQUEAS: es un sistema de tubos ramificados por el interior del organismo que conducen el aire. Es propio de los artrópodos. Invertebrados PULMONES: son invaginaciones internas muy vascularizadas. Propias de animales terrestres Poríferos y celentéreos Al ser animales acuáticos presentan respiración cutánea favorecida por la circulación en la cavidad gastrovascular. Platelmintos Respiración cutánea. 5

6 Anélidos Los anélidos acuáticos presentan branquias externas, en algunos casos en forma de penachos cefálicos que sirven para la captura del alimento (arenícola) y en otros casos asociados a los podos. Los anélidos terrestres como la lombriz tienen respiración cutánea. Moluscos Los moluscos presentan branquias internas alojadas en la cavidad paleal y que son ventiladas por el flujo unidireccional producido por los sifones. Los gasterópodos terrestres tienen pulmones sencillos de difusión (el aire entra y sale sin mecanismos de ventilación) formados por el plegamiento del manto, con un orificio de ventilación (neumostoma). Los bivalvos o lamelibranquios poseen branquias en forma de lámina que les permiten la filtración de los nutrientes. Equinodermos Presentan branquias externas junto a la boca, en posición ventral y siguiendo la simetría pentarradial. Artrópodos Presentan un sistema exclusivo: las tráqueas. Consiste en un sistema de tubos ramificados y protegidos por anillos de quitina. Las tráqueas se comunican con el exterior a través de los espiráculos, con un mecanismo de apertura y cierre. El número y posición de los espiráculos depende del grado de metamería que presente el animal. Las tráqueas se ramifican por todo el cuerpo (traqueolas), incluidas las alas de los hexápodos y no están relacionadas con el aparato circulatorio. La circulación del aire se produce por los movimientos propios del animal. Aunque es un sistema muy eficiente, sus propias características (ocupa un gran volumen proporcional en el cuerpo y está recubierto de quitina) impiden la adquisición de un gran tamaño. Los arácnidos presentan pulmones en libro (pulmones de difusión). Los crustáceos, al ser animales acuáticos, han desarrollado branquias externas, apéndices modificados en branquias o branquias internas protegidas en cámaras. Vertebrados Los vertebrados presentan pulmones derivados de un divertículo de la faringe (peces pulmonados). Los pulmones pueden funcionar de dos formas: Peces Bomba de presión o de deglución: propio de anfibios; el pulmón se llena de aire por deglución. Bomba de succión: el pulmón se expande (inspiración) por movimiento activo de los músculos respiratorios y el aire entra por diferencia de presión. Al espirar los músculos se relajan (movimiento pasivo) y el aire sale. Respiración a través de branquias internas. En los condrictios, las branquias se superponen sobre los arcos branquiales y existen hendiduras branquiales por las que sale el agua. En los tiburones el agua puede entrar por el espiráculo o por la boca, mientras que en las rayas el agua sólo entra por el espiráculo para no tragar arena. 6

7 En los peces teleósteos las branquias están protegidas por el opérculo y el agua entra por la boca. Estos peces presentan vejiga natatoria procedente de una evaginación dorsal del esófago, pudiendo estar comunicada con él o no. Esta vejiga se llena de gases y permite al pez variar su profundidad. El agua se mueve a contracorriente respecto a la circulación sanguínea lo que resulta un mecanismo muy eficaz. Anfibios Presentan pulmones sencillos y pequeños, ya que tienen además respiración cutánea (la piel no está queratinizada (impermeabilizada con queratina)). En las fases larvarias y en aquellos anfibios acuáticos (tritones) existen branquias internas o externas. Reptiles Presentan pulmones con tabiques, cada vez más complejos, siendo alveolizados en los cocodrilianos. Aves Presentan pulmones alveolares sencillos comunicados con sacos aéreos que se introducen en los huesos y donde se almacena el aire. De esta forma se elimina el espacio muerto y la ventilación es unidireccional: el aire entra en los pulmones y los sacos posteriores en la inspiración, durante la espiración el aire pasa de los sacos posteriores a los pulmones donde se realiza el intercambio y a los sacos anteriores y de allí al exterior. El intercambio se realiza en las ramificaciones de los parabronquios que están en contacto con los capilares sanguíneos. Mamíferos Presentan pulmones alveolares, con circulación bidireccional (siempre queda un espacio muerto con el volumen residual de aire que no se puede vaciar). El pulmón está rodeado por dos membranas, las pleuras, separadas por el líquido pleural, que amortigua y permite los movimientos respiratorios. 7