• Nutrición: los seres vivos se alimentan para conseguir la energía suficiente para crecer, moverse y vivir .
• Relación: los seres vivos reaccionan ante las informaciones que reciben del entorno que les rodea. También responden ante los estímulos de otros seres vivos.
• Reproducción: todos los seres vivos originan, mediante procedimientos diferentes, nuevos seres parecidos a ellos, función que permite las supervivencia de la especie.
Las funciones vitales son muy complejas y de cada una de ellas se encargan distintas partes especializadas del organismo, o la totalidad del mismo, en los seres de organización más simple.
La función de nutrición
La nutrición es una de las funciones vitales. Mediante ella, los seres vivos obtienen materia y energía. Este proceso se realiza en varios pasos, de los que el último de ellos, esencial, ocurre en el interior de las células (es la nutrición celular).
Los seres vivos obtienen la materia del entorno donde viven y la introducen en su interior. Esta materia, una vez procesada, será utilizada por los organismos para fabricar sus propios componentes. Los materiales que no se pueden utilizar, así como los restos que resultan de su degradación, serán expulsados al exterior.
Para llevar a cabo todos los procesos vitales, se requiera energía, que se consigue a partir de moléculas complejas. La energía química almacenada en estas moléculas se obtienen al degradarlas y convertirlas en otras más sencilla. La respiración celular es el más común de los procesos que se emplean para realizar esta transformación. Tiene lugar en todas las células de un ser vivo.
Tipos de nutrición celular
Las células se pueden nutrir de formas diferentes, dependiendo del tipo de materia energía que utilizan.
Cuando incorporan materia orgánica e inorgánica, la nutrición es heterótrofa, mientras que si incorporan solo materia inorgánica, la nutrición es autótrofa.
Las células heterótrofas utilizan la energía química almacenada en los enlaces de la materia orgánica que incorporan.
Las células autótrofas generalmente emplean energía luminosa que, mediante la fotosíntesis, transforman en energía química. Todos los animales, protozoos, hongos y muchas bacterias están formados por células heterótrofas. Las plantas, las algas y un grupo importante de bacterias están formadas por células autótrofas.
La FOTOSÍNTESIS
Es el proceso mediante el cual las plantas -y otros seres vivos que poseen clorofila, como las algas – elaboran materia orgánica (“alimento”) a partir de sustancia orgánica utilizando la energía luminosa del Sol. Esta energía luminosa es captada en los cloroplastos por los pigmentos fotosintéticos, unas moléculas capaces de transformar la energía luminosa en energía química (enlaces químicos de unión).
Ocurre en los cloroplastos, orgánulos microscópicos que contienen un pigmento de color verde, la clorofila. Estos orgánulos se encuentran en las células del tejido parénquima clorofiliano, muy abundante en las hojas.
La fotosíntesis se divide en dos fases: luminosa y oscura. En la fase luminosa se precisa luz y consiste en la transformación de la energía luminosa en energía química. La fase oscura se realiza sin luz empleándose la energía obtenida en la fase luminosa para sintetizar biomoléculas orgánicas.
Ambas fases, luminosa y oscura ocurren simultáneamente. El nombre de fase oscura no significa que se realiza por la noche sino que no es necesario que haya luz.
En las plantas, las biomoléculas orgánicas más abundantes son los glúcidos. Todas sus estructuras (raíz, tallo y hojas) contienen celulosa, que es un glúcido, y la mayor parte de sus reservas energéticas son de almidón (otro glúcido). Tanto la celulosa como el almidón están constituidos por multitud de moléculas de glucosa unidas entre sí. Por eso, el producto de la fotosíntesis es principalmente glucosa, liberándose oxígeno, que sale al exterior a través de los estomas de la hoja. El alimento elaborado es distribuido a toda la planta por medio de la savia elaborada que circula por el floema, y puede ser utilizado por todas las células de la planta, o almacenado como almidón.
Además de glucosa (un compuesto muy dulce y energético que usualmente se utiliza en la fabricación de golosinas) y almidón (compuesto presente en el trigo, el arroz, las papas y otros vegetales que integran nuestra dieta), las plantas elaboran otros productos, como la sacarosa (azúcar común), la fructosa (azúcar de frutas) o la celulosa (que forma las paredes celulares de las células vegetales y se utiliza en la industria papelera). La fotosíntesis se puede expresar mediante la siguiente fórmula:
Parece complicadísimo, pero veamos... El dióxido de carbono (CO2) está compuesto por un átomo de carbono (representado por la letra C) y dos átomos de oxígeno (representado por la letra O); en la fórmula de la glucosa, también aparecen esos dos elementos, el carbono y el oxígeno, así como también aparece el hidrógeno (H), que es uno de los elementos que componen el agua (H2O). Por lo tanto, con el carbono y el oxígeno del dióxido de carbono, y con el hidrógeno del agua, la planta "fabrica" glucosa, que contiene carbono, oxígeno e hidrógeno. Ahora bien... ¿qué pasa con el oxígeno del agua? Como "sobra", la planta lo elimina a través de los estomas de las hojas.
La fotosíntesis es un proceso de vital importancia para el planeta, no solo para las plantas y las algas. Proveen la sustancia orgánica ("alimento") que los seres heterótrofos necesitamos para vivir, absorben el exceso de dióxido de carbono de la atmósfera y le aportan oxígeno.
La respiración celular
Muchas células de las plantas, como, por ejemplo, las células de la raíz o del tronco, no disponen de pigmentos fotosintéticos para aprovechar la luz. Incluso las células con esos pigmentos no pueden realizar la fotosíntesis por la noche. Por tanto, las plantas deben poseer otro mecanismo para obtener energía.
Cuando no hay luz, toda la energía que precisan las células de la planta se obtiene a partir de las reservas energéticas, que, básicamente, son de almidón. Para utilizar la energía almacenada en el almidón, éste debe descomponerse en glucosa. Las moléculas de glucosa pasan al interior de la célula y se descomponen en moléculas orgánicas aún más pequeñas que entran en las mitocondrias, en donde ocurre la respiración celular que consiste en la oxidación de las moléculas orgánicas con el oxígeno del aire para obtener energía, produciéndose dióxido de carbono como residuo.
El intercambio de gases
Tanto en la fotosíntesis como en la respiración celular, las plantas intercambian gases con la atmósfera:
• Durante la fotosíntesis, la planta toma dióxido de carbono y desprende oxígeno (procedente de la hidrólisis del agua)
• Durante la respiración celular toma oxígeno y desprende dióxido de carbono.
Durante el día, la planta realiza tanto la respiración celular como la fotosíntesis, predominando esta última. Por tanto, en su conjunto, la planta toma dióxido de carbono y desprende oxígeno.
Durante la noche, solo realiza la respiración celular, por lo que toma oxígeno y desprende dióxido de carbono
LA NUTRICIÓN EN LOS ANIMALES
Los animales son seres heterótrofos; es decir, se alimentan de moléculas orgánicas elaboradas por otros seres vivos. Los animales son incapaces de transformar la materia inorgánica en orgánica, como lo hacenlos seres autótrofos.
Panorama de la nutrición de los animales puesto que los animales no pueden fabricar materia orgánica, como hacen las plantas, deben tomar alimentos que contengan esta materia orgánica. Por ejemplo, una manzana es un alimento. Ahora bien, las células no pueden hacer nada con una manzana. Es necesario que la
manzana se descomponga y que se extraigan sus nutrientes, es decir, moléculas orgánicas de pequeño tamaño que puedan ser aprovechadas por las células. Además, los nutrientes han de llegar hasta todas las células del cuerpo, que también deben recibir oxígeno para realizar la respiración celular. Por último, debe haber un sistema para eliminar todas las sustancias tóxicas que se produzcan en este proceso.
El proceso digestivo en los animales
Una vez conseguido el alimento, los animales realizan el proceso digestivo. En la digestión, se pueden distinguir dos tipos de procesos:
• Digestión física. Consiste fundamentalmente en trocear y triturar los alimentos, a fin de facilitar la digestión química.
• Digestión química. Consiste en la secreción de enzimas, que actúan sobre los compuestos orgánicos complejos de los alimentos y los transforman en otros más simples capaces de atravesar las membranas plasmáticas celulares.
Los animales presentan dos tipos de digestión:
• Digestión intracelular: Es el modo de digestión más primitivo, propio de las esponjas. Las partículas alimenticias son englobadas por las propias células del animal y posteriormente digeridas en el interior de vacuolas digestivas, en las que se vierten las enzimas de los lisosomas.
• Digestión extracelular: se produce fuera de las células, en el interior del aparato digestivo, que es el encargado de acoger el alimento y de segregar sobre él enzimas digestivas. Básicamente, existendos tipos de aparatos digestivos:
◦ La cavidad gastrovascular es una especie de bolsa con un solo orificio, que sirve a la vez de entrada del alimento y salida de los materiales indigeribles. (Porejemplo en los cnidarios)
◦ El tubo digestivo es un conducto que presenta un orificio de entrada, llamado boca, y otro de salida, llamado ano. Generalmente presenta varias regiones diferentes (la boca, la faringe, el esófago, el estómago y el intestino) que realizan misiones digestivas específicas. La digestión extracelular hace posible que los animales se alimenten de partículas mucho mayores, con lo que la alimentación se hace intermitente.
EL PROCESO DIGESTIVO EN ALGUNOS INVERTEBRADOS
Los invertebrados son un grupo tan variado que podemos distinguir muchas formas diferentes de proceso digestivo.
Las esponjas no tienen aparato digestivo. Poseen unas células especializadas, los coanocitos, que crean corrientes, filtran el agua y retienen pequeñas partículas de alimento. Realizan una digestión intracelular, puesto que las partículas pasan al interior de los coanocitos, donde se digieren para liberar sus nutrientes. Posteriormente, estos se repartirán al resto de las células.
Las medusas y las anémonas (cnidarios), capturan presas vivas. Poseen en sus tentáculos unas células, los cnidoblastos, que inyectan una sustancia paralizante en las presas. A continuación, con ayuda de los tentáculos, introducen la presa en la cavidad digestiva. Esta tiene un solo orificio, que funciona como boca y como ano. La digestión se produce en dos fases:
- Extracelular: ocurre fuera de las células, en la cavidad digestiva, por medio de enzimas.
- Intracelular: tiene lugar dentro de lascélulas, que terminan de digerir los fragmentos de alimento resultantes de la fase extracelular.
Los restos no digeridos del alimento se expulsan en la egestión.
Muchos anélidos, como la lombriz de tierra, tienen digestión extracelular. Tienen un tubo digestivo completo, es decir, con boca y ano. La lombriz va cavando galerías e ingiriendo la tierra.
En su recorrido por el tubo digestivo, se digiere y absorbe la materia orgánica. Todo el resto se expulsa por el ano. El tubo digestivo muestra varias regiones diferentes, cada una de ellas con una función.
Los artrópodos, tienen digestión extracelular y ocurre en un tubo digestivo con dos orificios. La boca está adaptada al tipo de alimentación de cada animal, y dotada de apéndices (mandíbulas, trompa, etc.) que ayudan a capturar e ingerir el alimento. El tubo digestivo tiene diferentes zonas, cada una con una función.
PROCESO DIGESTIVO EN LOS VERTEBRADOS
Aunque los animales vertebrados presenten ciertas peculiaridades según la especie de que se trate, sus aparatos digestivos son muy similares. El aparato digestivo de los vertebrados está compuesto por el tubo digestivo y las glándulas anejas.
El tubo digestivo es, en realidad, una superficie «exterior» al cuerpo del animal, a su medio interno. Por él pasan los alimentos, que por la digestión se descomponen y liberan sus nutrientes.Son estos los que pasan al «interior» del animal en un proceso llamado absorción.
Por último, los restos no digeridos son eliminados al exterior en el proceso denominado egestión.
Para realizar adecuadamente su función, el tubo digestivo tiene una serie de características:
• Su pared es musculosa, para hacer que los alimentos avancen por él.
• Está dividido en partes o compartimentos,cada uno de ellos, con una función específica. Estos son la boca, la faringe, el esófago, el estómago, el intestino delgado y el intestino grueso.
• Es muy largo. De este modo, el alimento tarda bastante en circular por él y hay tiempo suficiente para que se digiera y para que se absorban los nutrientes. Para aumentar eltamaño, el aparato digestivo es muy contorneado.
Además, a lo largo del tubo digestivo existen glándulas anejas, que son las salivares, el hígado y el páncreas. Estas glándulas vierten enzimas y otras sustancias al interior del tubo digestivo para realizar la digestión o para facilitarla. Hay otras glándulas, muy numerosas, que se encuentran dentro de las paredes del propio tubo. Abundan en la pared del estómago y del intestino delgado. Entre las secreciones de las glándulas se encuentran las enzimas que realizan la digestión, así como ácido clorhídrico, bicarbonato y sales biliares.
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