Procesos Vitales en Animales: Fisiología de los Sistemas Clave

1. Sistema Digestivo en Animales

La función principal del sistema digestivo es transformar los alimentos en moléculas simples para su absorción, utilizando estructuras de captura como tentáculos, mandíbulas, picos o la boca.

Tipos de Digestión y Origen

• Digestión intracelular: Se realiza dentro de las células, sin un aparato digestivo especializado. Utiliza vacuolas digestivas mediante fagocitosis (fagosoma + lisosoma).
• Origen embrionario: El tubo digestivo se origina a partir del arquénteron, la cavidad embrionaria primitiva, cuyo orificio es el blastóporo.

Tipos de Aparato Digestivo

• Incompleto: Posee una única abertura que funciona como boca y ano (cavidad gastrovascular). Es característico de animales con bajo metabolismo, como cnidarios y platelmintos.
• Completo: Cuenta con dos aberturas, una boca para la ingestión y un ano para la egestión. Es típico de animales con alto metabolismo.
  • Ejemplo en invertebrados (lombriz): Ingestión de tierra que pasa por el esófago, se almacena en el buche, se tritura en la molleja y se absorbe en el intestino.
  • Rumiantes: El alimento es regurgitado desde el rumen a la boca para una segunda masticación (rumia), y luego pasa por los demás estómagos hacia el intestino.
  • Pseudorrumiantes y monogástricos: Representan otras variaciones de sistemas digestivos complejos.

2. Sistema Respiratorio y el Intercambio de Gases

Su función principal es realizar el intercambio de gases, inhalando oxígeno (O₂) y exhalando dióxido de carbono (CO₂). El oxígeno es crucial para la respiración celular, donde oxida la glucosa para producir energía (ATP).

Fases de la Respiración

• Respiración externa: Captura de oxígeno del medio y eliminación de dióxido de carbono.
• Respiración interna: Transporte de oxígeno a las células y recogida de dióxido de carbono de los tejidos.

Estructuras y Tipos de Respiración

Las estructuras respiratorias están adaptadas al medio: en el agua se utilizan branquias y la piel; en el aire, pulmones y tráqueas.

• Directa o por difusión: El intercambio de gases ocurre directamente a través de la membrana celular. Propio de organismos simples como unicelulares, esponjas, medusas y platelmintos.
• Cutánea: Se realiza a través de la piel, que debe mantenerse húmeda. Presente en lombrices y anfibios, que cuentan con poros y capilares sanguíneos cercanos a la superficie.
• Branquial: Captura el oxígeno disuelto en el agua mediante branquias (agallas), que son láminas finas altamente irrigadas por capilares.
• Traqueal: Característica de los insectos. El aire entra por orificios llamados espiráculos y viaja por una red de tubos (tráqueas y traqueolas) que llegan directamente a las células, sin intervención del sistema circulatorio.
• Pulmonar: Utiliza pulmones para el intercambio gaseoso. Presente en anfibios, reptiles, aves y mamíferos. Consta de varias etapas:
  • Ventilación mecánica: Movimientos de inspiración y espiración que permiten el flujo de aire a través de las vías respiratorias (faringe, laringe, tráquea, bronquios).
  • Hematosis: Intercambio de oxígeno y dióxido de carbono entre el pulmón y la sangre a nivel alveolo-capilar.
  • Transporte e intercambio interno: El oxígeno es llevado a los tejidos y el dióxido de carbono es recogido por los capilares para su posterior eliminación.

3. Sistema Circulatorio: Transporte Interno

Su función es transportar oxígeno, nutrientes, hormonas y otras sustancias a todas las células del cuerpo, así como recoger los desechos metabólicos.

Componentes Principales

• Líquido circulatorio:
  • Hemolinfa: Presente en artrópodos. Contiene hemocianina, un pigmento respiratorio que le da un color azul-verdoso.
  • Hidrolinfa: Característica de equinodermos. Es similar al agua de mar, no tiene pigmentos y funciona por difusión y ósmosis.
  • Sangre: Fluido de los vertebrados. Contiene hemoglobina, pigmento rojo que transporta gases, nutrientes y hormonas.
• Bomba impulsora: Puede ser un vaso contráctil ensanchado (anélidos, artrópodos) o un corazón muscular (moluscos, vertebrados).
• Vasos conductores: Arterias, venas y capilares.

Tipos de Sistemas Circulatorios

• Abierto: Típico de muchos invertebrados. La hemolinfa es bombeada hacia un espacio abierto llamado hemocele, bañando directamente los tejidos, y regresa al corazón a través de orificios llamados ostiolos.
• Cerrado: La sangre siempre circula dentro de un circuito de vasos. Los capilares rodean las células para el intercambio de sustancias. Puede ser simple (un solo circuito) o doble (dos circuitos: pulmonar y sistémico).

4. Sistema Excretor y Homeostasis

Su función principal es mantener la homeostasis (equilibrio interno del cuerpo) mediante la eliminación de desechos metabólicos, especialmente los nitrogenados.

Estructuras Excretoras

• Protonefridios: Red de túbulos con células flamígeras que impulsan los desechos al exterior. Presentes en platelmintos.
• Canales excretores: Sistema de tubos que recogen los desechos del pseudoceloma en nematodos.
• Metanefridios: Túbulos abiertos en ambos extremos (nefrostoma y nefridioporo) que filtran el líquido celómico. Presentes en anélidos y moluscos.
• Glándulas antenales (o verdes): Filtran la hemolinfa en crustáceos, ubicadas en la base de las antenas.
• Tubos de Malpighi: Sacos tubulares de fondo ciego que vierten los desechos al intestino en insectos.
• Riñones: Órganos complejos en vertebrados que filtran la sangre en la cápsula de Bowman (nefrona) para producir orina, que se acumula en la pelvis renal.

5. Osmorregulación: El Equilibrio Hídrico y Salino

Consiste en la regulación activa del balance de agua y sales en el organismo, principalmente a través del proceso de ósmosis (difusión de agua a través de una membrana semipermeable).

Conceptos Clave en Ósmosis

• Solución isotónica: Igual concentración de solutos dentro y fuera de la célula.
• Solución hipertónica: El medio externo tiene más solutos; la célula pierde agua y se contrae.
• Solución hipotónica: El medio externo tiene menos solutos; la célula gana agua y se hincha.

Estrategias de Osmorregulación en Animales

• Osmoconformadores: Su medio interno es isotónico con el agua marina. No regulan activamente su osmolaridad (ej. esponjas, estrellas de mar).
• Osmorreguladores: Mantienen una osmolaridad interna constante y diferente a la del medio mediante mecanismos fisiológicos.
  • Animales de agua dulce: Son hipertónicos respecto al medio. El agua entra por ósmosis, por lo que eliminan el exceso produciendo grandes volúmenes de orina muy diluida.
  • Animales marinos: Son hipotónicos respecto al medio. Pierden agua por ósmosis, por lo que reponen el líquido bebiendo agua de mar y excretando el exceso de sales a través de las branquias y orina concentrada.