Tema 2. La nutrición.
CONCEPTOS BÁSICOS.
En este tema vamos a profundizar sobre la noción de nutrición.
Cómo conseguir los nutrientes y como deshacernos de los desechos. Cómo cada célula consigue todo ello, tanto en los animales como en las plantas.
Deberas comprender los procesos que tienen lugar y poder exponer ejemplos de diferentes seres vivos y las adaptaciones que les permiten cumplir con la función de nutrición.
CONTENIDOS:
1. La función de nutrición. 2. La nutrición en los animales.
1. Consiguiendo nutrientes: el aparato digestivo. 2. Intercambiando gases: el aparato respiratorio. 3. Repartiendo: el aparato circulatorio.
4. Eliminando los desechos de las células: el aparato excretor. 3. La nutrición de las plantas.
1. Las absorción de agua y sales. 2. Transporte de savia bruta 3. Fotosíntesis.
4. Intercambio de gases.
5. Transporte de savia elaborada.
6. Metabolismo y respiración de las células de las plantas. 7. Excreción.
1.- la función de nutrición.
Nutrición significa intercambio de materia y energía con el entorno. Ya hemos
repasado en el primer tema los conceptos de autótrofo y heterótrofo. En este tema estudiaremos los procesos implicados en la nutrición.
2. La nutrición en los animales.
Los seres vivos heterótrofos necesitan conseguir los nutrientes del exterior.
Los animales son seres pluricelulares y cada célula necesita que le lleguen los nutrientes y el oxígeno y que le retiren los desechos.
Las células que quedan cerca de la superficie pueden tenerlo más fácil, pero las que quedan más al interior necesitan un sistema organizado de captura y transporte interno.
Los animales muy pequeños, o planos, quizá puedan vivir sin ellos, pero los animales ,en general, van a necesitar esos sistemas de organización para que todas y cada una de sus células puedan vivir.
Un principio básico es que cuando los organismos pluricelulares tienen que intercambiar materia, de cualquier clase, bien gases o nutrientes, con el exterior tiene que hacerlo a través de algún tipo de superficie fin y, al ser tan frágil puede secarse o romperse con facilidad. Por ello, muchas veces estas superficies están en sitios protegidos: interior de los pulmones, cara interna de los intestinos, branquias, etc. Estas superficies se sitúan en órganos que realizan una determinada función y acabarán formando lo que llamamos aparatos que son un conjunto de órganos coordinados para realizarla.
o La consecución de los nutrientes: proceso digestivo que se lleva a cabo por un
aparato digestivo.
o Intercambio de gases por el aparato respiratorio.
o Transporte de nutrientes y gases a cada célula y recogida de desechos por el
aparato circulatorio.
o La eliminación de desechos que han producido las células por el aparato
2.1.- Consiguiendo nutrientes: El aparato digestivo.
Un aparato digestivo es una superficie del cuerpo especializada en atrapar, digerir y absorber los nutrientes. Puede ser:
Una cavidadcon una sola entrada y salida.
Un tubocon boca y ano y que puede especializarse en su recorrido. Así:
Las esponjas filtran por los poros y los coanocitos hacen digestión intracelular. Los Celentéreos (medusas) tienen cavidad gástrica.
Todos los demás tienen tubo con diferentes especializaciones y órganos asociados. Los moluscos tienen hepatopáncreas, los insectos buche y molleja y los vertebrados especializan el tubo en: boca, esófago, estómago, intestino delgado, intestino grueso y ano.
Alimento: fragmento, parte, producto o secreción de un ser vivo que al estar formado
por células lo está también por las moléculas que los forman (los nutrientes). Por ejemplo: hojas, tallos, frutos, raíces, músculos, piel, huevos, etc.
Estos alimentos han de deshacerse en sus componentes más sencillos para hacerlos llegar a cada célula. Para ello se requieren una serie de pasos:
a. Ingestión: toma de alimentos por un orificio al llamamos boca. En ella puede haber diferentes estructuras adaptadas al tipo de alimento (picos, dientes, etc.) b. Digestión: transformación de los alimentos en los componentes elementales
de los nutrientes.
Este proceso implica descomponer:
Glúcidos en sus unidades: monosacáridos.
Lípidos en sus componentes: ácidos grasos, colesterol, etc. Proteínas en aminoácidos.
Esto se hace mediante una serie de jugos digestivos y tiene lugar a lo largo de casi todo el tubo digestivo.
c. Absorción: Los nutrientes tienen que llegar desde el aparato digestivo hasta cada una de las células del organismo. Para ello tienen que atravesar la superficie del tubo y pasar a algún líquido que los distribuya por el cuerpo.
2.2.- Intercambiando gases: el aparato respiratorio.
El intercambio de gases ha de realizarse a través de una superficie que esté en contacto con el exterior. Estas superficies tienen que ser muy finas y mantenerse húmedas. Luego los gases tienen que ser llevados a las células. Los animales necesitan obtener oxígeno y desprenderse del dióxido de carbono.
Las esponjas y los pólipos carecen de aparato respiratorio porque cada célula realiza directamente el intercambio de gases.
En los demás se distinguen cuatro tipos de aparato respiratorio: 1.- Respiración cutánea: por la piel
(lombrices de tierra, ranas). Para que funcione tiene que mantenerse muy húmeda, mueren si su piel se seca.
2 . - R e s p i r a c i ó n b r a n q u i a l : u n a s expansiones de la superficie hacia el exterior llamadas branquias. Esto se localiza en el cuello (en los peces) o en todas partes del cuerpo ( b i v a l v o s , g a s t e r ó p o d o s , crustáceos, etc).
3- Respiración traqueal: tubos que penetran en el cuerpo desde los costados. Los orificios que m u e s t r a n a l e x t e r i o r s e denominan estigmas. Es típico de los insectos.
4.- Respiración pulmonar: la superficie está replegada hacia el interior y
de ese modo se evita que se seque y se roce. Para que funcione requiere inspiraciones y espiraciones. En los mamíferos tenemos fosas nasales, faringe, laringe, tráquea, bronquios y alveolos pulmonares que es donde se produce el intercambio de gases.
Si estas superficies de intercambio de gases se secan o se taponan, rompen o deterioran, entonces, los animales no pueden conseguir oxígeno ni deshacerse del dióxido de carbono y mueren.
2.3.- Eliminando los desechos de las células: el aparato excretor.
Lo primero es entender la diferencia entre excreción y egestión (que vimos antes). Llamamos excreción a la eliminación de los desechos que produce cada célula. Básicamente se trata de alguna sustancias que son tóxicas si se acumulan en el cuerpo como por ejemplo la Urea.
No debes confundirlo con la egestión que son restos no digeridos. En realidad han atravesado el cuerpo pero nunca han llegado a estar “dentro” de él (no han pasado al interior de las células).
Para su eliminación al exterior del cuerpo se requiere una superficie que sea capaz de seleccionar estas sustancias y hacerla pasar hacia fuera generalmente disueltas en agua. En animales de nuestro tipo como los mamíferos a este líquido le llamamos orina. El aparato que lo realiza se denomina aparato excretor.
En insectos: los tubos de Malpighi.
En los crustáceos: las glándulas verdes de la base de las antenas. En vertebrados: los riñones
que producen la orina. El aparato está formado por: riñones, uréteres, vejiga y uretra.
Hay otros sistemas de excreción como el sudor, vesícula biliar, etc.
2.4 Repartiendo: el aparto circulatorio.
Si cada célula ha de conseguir nutrientes, gases y deshacerse de los desechos; entonces, se necesita un sistema que mueva todo esto desde donde se toma hasta donde se necesite o se elimine.
Eso es en esencia un aparato circulatorio. Generalmente consta de un líquido, unos conductos o vasos por los que circula y una bomba (motor) que lo mueva (corazón). El líquido se llama sangre en los vertebrados y hemolinfa en los artrópodos. La sangre está formada por líquido denominado plasma y células tales como glóbulos rojos y blancos.
Los vasos: arterias (si salen del corazón),
venas (si llegan al corazón) y capilares
donde se realizan los intercambios.
Tipos de aparatos circulatorios:
1.- Abiertos: los vasos están abiertos por los extremos y el líquido se “derrama” entre las células y luego es absorbido de
nuevo. (moluscos, artrópodos), como en la imagen.
2.- Cerrado. La sangre siempre circula por el interior de los vasos.
Simple: en su recorrido solo pasa una vez por el corazón (peces). Doble: pasa dos
v e c e s p o r e l c o r a z ó n (mamíferos, aves y cocodrilos). L o s a n f i b i o s y l o s reptiles tienen un s i s t e m a d o b l e pero incompleto.
3. La nutrición en las plantas.
Las plantas son seres autótrofos.
Fabrican sus propios nutrientes orgánicos a partir de materia inorgánica y luz
mediante un proceso denominado Fotosíntesis.
Luego consumen esa materia orgánica mediante respiración celular para obtener la
energía con la que realizar los procesos vitales.
La diferencia fundamental es que ellos pueden fabricar materia orgánica para luego consumirla en la respiración celular y nosotros tenemos que tomarla ya fabricada y luego realizar la respiración celular con ella.
En las plantas el proceso tiene varias fases:
o Absorción de los nutrientes. por las raíces.
o Transporte de savia bruta por los vasos conductores. o Evapotranspiración e intercambio de gases. por las hojas o Fotosíntesis.
o Transporte de sustancias orgánicas mediante la savia elaborada. o Metabolismo y respiración celular.
o Eliminación de desechos.
Algas y musgos absorben agua, gases y sales por toda su superficie, no necesitan tejidos conductores. Por eso, los musgos, que viven en tierra, no pueden alcanzar gran tamaño.
3.1 Absorción de aguas y sales.
Entra el agua y las sales por los pelos absorbentes situados cerca del extremo de las raíces (el resto de la raíz no absorbe). Fíjate que como las raíces están bajo tierra no pueden hacer la fotosíntesis, por tanto, no pueden fabricar sus nutrientes.
3.2 T
ransporte de la savia bruta.¿Dónde se necesita el agua y las sales minerales? Arriba, muy arriba… en las hojas. Luego hay que llevarlo hasta allí.
hasta las hojas donde se realiza la fotosíntesis. Los vasos del xilema se forman con células ya muertas de las que queda la pared celular.
En muchas plantas estas células se endurecen tanto que forman madera.
3.3 Fotosíntesis.
La planta tiene que fabricar sus nutrientes: azúcar, grasas, proteínas, etc. Generalmente esto lo hace en las hojas, en otros casos también en el tallo.
Lo hace en unos orgánulos celulares denominados cloroplastos que contienen un pigmento verde denominado clorofila, y tienen que estar por encima de la superficie del suelo porque necesita luz, así:
Agua + dióxido de carbono + luz , también sales minerales. con estos componentes
forma su propia materia orgánica y se produce dióxido de carbono como desecho.. Este proceso se denomina fotosíntesis.
Cada día se ha de formar materia suficiente para ser usada para : o Usarla en esas mismas células de día y de noche.
o Nutrir a las células del tallo y la raíz de día y de noche. Ellas no lo fabrican y hay que llevarles los nutrientes.
o Crecer. Formar nuevas células.
o Almacenar sustancias de reserva (en las raíces, tallos subterráneos, frutos o semillas,….) para utilizarlas tras el invierno o ponerlas en las semillas hasta que ellas pueden crecer y fabricar sus propias hojas con las que hacer fotosíntesis.
La materia orgánica sintetizada tiene que viajar hacia el resto de las células mediante la savia elaborada.
La fotosíntesis forma toda la materia orgánica que luego han de servir para alimentar a todos los seres heterótrofos.
3.4 Intercambio de gases.
Está claro de dónde procede la luz, pero ¿de dónde salen los gases? ¿Por dónde entran y salen el dióxido de carbono y el oxígeno.
Se realiza a través de unos orificios microscópicos en el envés de las hojas llamados
estomas. Por los estomas también se evapora parte del agua de la savia bruta.
El que el agua se evapore es realmente el “motor” que tira del agua hacia arriba y permite seguir con la absorción de agua por las raíces.
3.5 Transporte de la savia elaborada.
Los nutrientes se fabrican en las hojas. S e re a l i z a p o r v a s o s c o n d u c t o re s denominados liberianos o Floema formados por células vivas y transportan los nutrientes (azúcares, grasas, proteínas) de donde se fabrican a todas y cada una de las células de la planta.
3.6 Metabolismo y respiración de las células de las plantas.
Las células de las plantas (todas y durante todo el tiempo) consumen la materia orgánica formada en la fotosíntesis. Con ella realizan la respiración celular en las mitocondrias y obtienen la energía para vivir.
Para ello usan los azúcares y oxígeno y obtienen la energía para vivir, en el proceso desprenden dióxido de carbono.
Es decir:
Hacen respiración celular durante 24 horas consumiendo materia orgánica y desprendiendo dióxido de carbono.
Hacen fotosíntesis cuando hay luz y desprenden oxígeno.
Como cuando hay luz hacen más fotosíntesis que respiración celular parece qye
no respiran cuando hay luz, pero sí lo hacen.
3.7 Excreción.
Las células de las plantas suelen almacenar las sustancias de desecho dentro de ellas mismas en unos orgánulos denominados Vacuolas.
Algunas que viven en sitios muy salados pueden excretar sal.
3.8 Algunos casos particulares en las plantas.
Plantas carnívoras: Hacen fotosíntesis pero viven en sitios muy pobres en sales y por ello necesitan capturar animales para conseguir de ellos el nitrógeno. (ej la grasilla). Plantas parásitas: sus raíces se instalan sobre otras plantas para tomar de ella directamente los nutrientes orgánicos a través de su savia elaborada. (ej Orobranche).
EJERCICIOS paa repasar.
1.- ¿Qué diferencia hay entre alimento y nutriente?
2.-¿Qué procesos y aparatos implica la nutrición en los animales? 3.- ¿Qué diferencia hay entre excreción y egestión?
4.- ¿Qué diferencia hay entre una cavidad y un tubo digestivo? 5. Cita algún animal que tenga cavidad gástrica.
6. ¿Para qué crees que sirve el estómago?
7. ¿Qué características tienen que tener las superficies de intercambio gaseoso? 8. ¿En qué se diferencian las branquias de los pulmones?
9. ¿Qué tipos de aparatos respiratorios hay? Pon un ejemplo de animales que los tengan.
10. ¿Qué funciones realiza el sistema circulatorio? ¿En qué se diferencian una vena de una arteria?
11. ¿Cuál es la función del corazón?
12. ¿Qué tipos sistema circulatorio tienen los mamíferos, los peces y los insectos? 13. ¿Para qué sirve el aparato excretor?
14. ¿Qué órganos excretores conoces en diferentes animales? Cita tres ejemplos. 15. ¿Qué ocurriría su cubriéramos de cera completamente las hojas de una planta? 16. De dónde sacan los nutrientes orgánicos las raíces de las plantas?
17. ¿Cómo se llaman los vasos conductores de las plantas y qué hace cada uno?
18. ¿Por qué observamos que las plantas desprenden oxígeno cuando hay luz si a la vez están haciendo respiración celular?
19. ¿Por qué hay plantas carnívoras?
20. Cita ejemplos de lugares donde las plantas guarden nutrientes orgánicos como reserva.
