3182 - Biología I Enfoques

Marina SantadinoMara Riquelme Virgala

BIOLOGIA 4 preliminares.indd 1 19/10/2011 12:45:29 p.m.

Biologa 3

Coordinacin editorialBeatriz Grinberg

EdicinMara Virginia de Haro

AutoresMarina Santadino

Mara Riquelme Virgala

EDITORIAL LONGSELLER S.A.

Showroom de promocin y ventasBlanco Encalada 2388(C1428DDL) CABA Argentina(011)4706-1235 / [email protected]

Queda hecho el depsito que dispone la ley 11723.Libro de edicin argentina.Esta prohibida y penada por la ley la reproduccin total o parcial de este libro, en cualquier forma, por medios mecnicos, electrnicos, informticos, magnticos, incluso fotocopia y cualquir otro sistema de almacenamiento de informacin. Cualquier reproduccin sin el previo consentimiento escrito del autor viola los derechos reservados, es ilegal y constituye un delito.

Esta edicin se termin de imprimir en Danfer,Buenos Aires, Argentina, el mes de noviembre de 2011.

Santadino, Marina Biologa : transformacin e intercambio de la materia y la energia: desde la clula hasta los ecosistemas / Marina Santadino y Mara Riquelme Virgala. - 1a ed. - Buenos Aires : Longseller, 2011. 192 p. ; 28x20 cm. - (Enfoques)

ISBN 978-987-683-059-1

1. Biologa. 2. Enseanza Secundaria. I. Riquelme, Mara B. II. Ttulo CDD 574.071 2

Diseo de maquetaPablo Balcells

DiagramacinKarina Hidalgo

Diseo e ilustracinde tapaSebastin Cremonese

Documentacin fotogrficaMara La Alagia

FotografaArchivo Longseller

GrficosWalter Garca

Karina Hidalgo


Biologa 3

CONCENTRADOS EN LA LECTURA 8Los seres vivos como sistemas abiertos 9Ciencia al da: Cmo eran los primeros

organismos vivientes? 10La nutricin de las plantas 11De agua y nutrientes 11Translocacin y excrecin 12Elementos esenciales 12La nutricin de los animales 13Las funciones bsicas de la nutricin 13El sistema digestivo 14Estrategias alimentarias relacionadas con

la ingestin 14La digestin 17Qu nutrientes deben estar presentes en

la dieta de un animal? 17Digestin mecnica y qumica 17El proceso de hidrlisis 18Adaptacin de los sistemas digestivos 19La digestin intracelular 19La digestin extracelular 20El sistema digestivo de los insectos 21Ciencia al da: Un ejemplo de mutualismo

en la alimentacin de los insectos 21El sistema digestivo de las aves 22El sistema digestivo de los peces 22El sistema digestivo de los mamferos 23Adaptaciones asociadas a la dieta

animal 24La necesidad de un medio de transporte de nutrientes, gases y desechos 26Tipos de sistemas circulatorios 26Los sistemas circulatorios de los

vertebrados 28

CONCENTRADOS EN LA LECTURA 42Nutricin de los seres humanos 43Requerimientos energticos 43Requerimientos nutricionales 44Problemas nutricionales 46Dieta saludable 47Requerimientos nutricionales para cada

edad 48El sistema digestivo 49Procesamiento inicial del alimento: la boca 50Deglucin: la faringe y el esfago 51Almacenamiento y licuacin: el estmago 52Digestin y absorcin: el intestino delgado 53Principales glndulas anexas: pncreas

e hgado 53Absorcin ulterior y eliminacin: el intestino grueso 54Homeostasis: una cuestin de equilibrio 55Regulacin de la glucosa como un ejemplo

de homeostasis 55El sistema circulatorio 56Corazn y ciclo cardaco 56Recorrido del flujo sanguneo 57El sistema vascular 58El intercambio de gases y nutrientes 58

Captulo 1Unidad de funciones y diversidad de estructuras nutricionales en los organismos pluricelulares

Captulo 2La funcin de nutricin en los seres humanos

Bloque: La funcin de nutricin


El intercambio gaseoso 30Ciencia al da: Los buzos de la naturaleza 32Sistemas de excrecin 35Proceso de excrecin 36rganos excretores 36Sistema excretor de los mamferos 38

ACTIVIDADES DE INTEGRACIN 39


Biologa 54 ndice Biologa 54 ndice

Qu es la sangre? 59Tipos de sangre 60El sistema linftico 61El sistema respiratorio 62El mecanismo de ventilacin 63Transporte e intercambio de gases 64Sistema excretor 65Procesos de excrecin 66El sistema excretor interviene en el

mantenimiento de la homeostasis 67LAbORATORIO

Funcionamiento de los pulmones 68CIENCIA AL DA

Los primeros exploradores de los mecanismos de la nutricin 69


CONCENTRADOS EN LA LECTURA 74Energa y transformaciones energticas 75Formas de energa 76Energa cintica 76Energa potencial 77Las uniones qumicas como formas de

almacenamiento y entrega de energa 78Enlace inico 79Enlace metlico 79Enlace covalente 80Fuerzas intermoleculares 81Molculas transportadoras de energa 82El ATP realiza trabajo 83Concepto de alimento y nutriente 84El papel de las enzimas en los procesos metablicos 85

CONCENTRADOS EN LA LECTURA 92Metabolismo celular 93Las reacciones metablicas 94La membrana plasmtica 95El transporte a travs de la membrana 96Transporte pasivo 96Transporte activo 97Transporte en masa 98Alimentacin en clulas auttrofas y hetertrofas 99Procesos de fabricacin de materia: la fotosntesis 100Etapas de la fotosntesis 100 Ciencia al da: Herbicidas inhibidores de

la fotosntesis 103Un proceso alternativo de fabricacin de materia: la quimiosntesis 104Ciencia al da: Las bacterias y

quimiosntesis 104Organismos quimiosintticos 105Fases de la quimiosntesis 105Cmo obtienen los organismos hetertrofos la materia? 106Produccin de energa 108La respiracin celular 109Respiracin aerbica 110El ciclo de Krebs 111

Captulo 3Transformaciones de materia y energa en sistemas vivos

Captulo 4Principales procesos de obtencin y aprovechamiento de la energa qumica

Bloque: Metabolismo celular: las clulas como sistemas abiertos


Las enzimas como catalizadores

biolgicos 86Modelos de accin enzimtica 87



Biologa 54 ndice Biologa 54 ndice

CONCENTRADOS EN LA LECTURA 118Qu es la biotecnologa? 119Aplicaciones de la biotecnologa 120La biotecnologa en la Argentina 122Modificacin gentica bacteriana 123Aplicacin de la biotecnologa a la produccin de alimentos 124Organismos transgnicos 124Ingeniera gentica en las plantas 125Otras aplicaciones de la ingeniera gentica

a los cultivos 126Animales transgnicos 127Clonacin animal 127La biotecnologa y la medicina 129

LAbORATORIOExtraccin de pigmentos de plantas verdes 131Efecto de la temperatura en las propiedades de las membranas 132

CIENCIA AL DAEl mtodo cientfico 133biotecnologa enzimtica 135Aplicaciones biotecnolgicas 136biorremediacin ambiental 137


CONCENTRADOS EN LA LECTURA 140Los ecosistemas 141Los ecosistemas como sistemasabiertos 142Componentes de los ecosistemas 143Niveles trficos 144Redes o tramas trficas 145Un estudio de caso: Cuando se rompe el equilibrio 146El concepto de homeostasis aplicado a los ecosistemas 147Ciclos de la materia 148Ciclo del agua 149Ciclo del carbono 150Ciclo del nitrgeno 151Ciencia al da: Bacterias fijadoras de

nitrgeno 151Fases del ciclo de nitrgeno 152Ciclo del fsforo 153Ciclo del azufre 153Flujos de energa en los ecosistemas 154Eficiencia energtica de los ecosistemas 155Ciencia al da: La capa de ozono 155Productividad de la comunidad 156Biomasa de la comunidad 157Tasa y tiempo de renovacin de la

biomasa 157Factores ambientales que limitan

la productividad 158Eficiencia ecolgica 159Dinmica de los ecosistemas 160Cambios direccionales: sucesiones

ecolgicas 160Clasificacin de las sucesiones 161Ciencia al da: Cuando las perturbaciones

no son naturales 161

Captulo 5biotecnologas aplicadas

Captulo 6Los ecosistemas


Bloque: Energa y materia en los ecosistemas

Transporte de electrones o cadena

respiratoria y fosforilacin oxidativa 112Respiracin anaerbica 114



Biologa PB6 ndice

CONCENTRADOS EN LA LECTURA 170Un poco de historia 171Sistemas ganaderos 172La ganadera en nuestro pas 173

Sistemas agrcolas 174Tipos de agricultura 175Siembra convencional versus siembra

directa 176Flujo de energa en los agroecosistemas 177La agricultura en nuestro pas 178Control de plagas 180Agricultura y medio ambiente 181La degradacin de los suelos 181Reduccin de la biodiversidad 182Uso excesivo de agroqumicos 183La agroecologa 184Caractersticas de los agroecosistemas 184Los beneficios de la agroecologa 186

LAbORATORIOCrecimiento de las lombrices de tierra: su respuesta a los cambios ambientales 187

CIENCIA AL DALos grficos y la ciencia 188


bibliografa 192

Captulo 7Ecosistemas manejados por el hombre

Bloque: Energa y materia en los ecosistemas

Mecanismos de sucesin 162La estrategia r y k 162Sucesin y estabilidad de la comunidad 163Cmo varan los atributos de la comunidad

a lo largo de la sucesin? 164Un estudio de caso: Morrenas glaciares 165biomas de la Argentina 166Distintas ecorregiones 166



En la lucha por la supervivencia, el ms fuerte

gana a expensas de sus rivales, debido a que

logra adaptarse mejor a su entorno.

Charles Darwin

Unidad de funciones y diversidad de estructuras nutricionales en los organismos pluricelulares


Biologia Cap 1 0.indd 7 19/10/2011 09:15:04 a.m.

8 Biologa 9

1. Qu adaptaciones morfolgicas le permiten vivir en el ro al delfn rosado?2. Qu ventajas evolutivas le confieren dichas adaptaciones?3. Cul fue el principal motor de la evolucin convergente de las especies de

delfines de ro?

a

El delfn rosado, Inia geoffrensis, tambin conocido como delfn del

Amazonas, habita en las cuencas del ro Amazonas y del ro Orinoco.

Delfines, espritus del ro

Los delfines nadan entre los rbo-les. Doblando su sinuoso cuerpo, se deslizan entre las ramas y ondulan alrededor de los delgados troncos cual serpientes. Al momento que los peces salen disparados entre las ho-jas, los delfines rosados los atrapan con sus hocicos largos y dentados. Es la temporada de lluvias en la par-te alta del Amazonas, corriente aba-jo desde Iquitos, Per. El desborda-miento del ro ha inundado la selva, atrayendo a los delfines de agua dulce a cazar entre los rboles. El delfn amaznico, Inia geoffrensis, se separ de sus ancestros oceni-cos hace unos 15 millones de aos, durante el Mioceno. Segn Healy Hamilton, bilogo de la Academia de Ciencias de California, en San Francisco, los niveles del mar eran ms altos entonces y gran parte de Amrica del Sur pudo haberse inun-dado con aguas bajas ms o menos salobres. Cuando este mar interior se retir, los delfines amaznicos se quedaron en la cuenca del ro, don-de evolucionaron en sorprendentes criaturas. Estos delfines tienen la frente gruesa y abultada, y hocicos delgados y alargados, apropiados para atrapar peces en un entramado de ramas o escarbar en el lodo del ro en busca de crustceos. A dife-

rencia de los marinos, los delfines amaznicos no tienen las vrtebras del cuello unidas, lo que les per-mite girarlo hasta un ngulo de 90 grados, ideal para deslizarse entre los rboles. Tambin tienen aletas laterales anchas, la dorsal reducida (con una ms grande se atoraran en lugares estrechos) y ojos peque-os; la ecolocalizacin, sobre otros sentidos, los ayuda a encontrar sus presas en aguas lodosas. Por eso el gran tamao de su frente. De hasta 200 kilogramos y dos metros y me-dio de longitud, es la especie ms

grande entre los delfines de ro. Los otros viven en el Ganges (India) y el Indo (Pakistn), en el Yangts (Chi-na) y el Ro de la Plata (Argentina y Uruguay) y aunque son parecidos morfolgicamente, no pertenecen a la misma familia. En un ejemplo de evolucin convergente, especies distintas, aisladas geogrfica y ge-nticamente, desarrollaron caracte-rsticas similares porque se adapta-ban a ambientes similares.

Mark Jenkins, Revista National Gegraphic

en espaol, diciembre de 2009 (fragmento).

En busca de presas en las profundidades de la selva, los delfines de agua dulce aprovechan al mximo el desbordamiento anual del Amazonas.

Biologa 9

La Teora General de Sistemas desarrollada

por el bilogo alemn Ludwig von Bertalanffy

entre 1950 y 1968, define a la palabra sistema

como un conjunto o combinacin de cosas o

partes que forman un todo complejo o unita-

rio. Imaginemos, por ejemplo, una fbrica

de chocolates como un sistema. Dentro de la

misma podr haber una seccin dedicada a la

produccin, otra dedicada a las ventas, otra de-

dicada a las finanzas, otra dedicada a la limpie-

za y otra al empaque. Cada una de ellas puede

visualizarse como un subsistema, es decir, un

componente del sistema principal. Ninguna de

ellas es ms que las otras, y cuando todas esas

secciones trabajan combinadas y estn adecua-

damente coordinadas, se puede esperar que la

fbrica funcione eficazmente.

En cuanto a su naturaleza, los sistemas pue-

den ser clasificados en dos tipos:

Los sistemas cerrados son aquellos que no

realizan intercambio con el entorno, pues son

hermticos a cualquier influencia ambiental.

En rigor, el nico sistema completamente cerra-

do es el universo. Sin embargo, se ha dado el

nombre de sistema cerrado a aquellos que ope-

ran un muy pequeo intercambio de materia y

energa con el medio ambiente, por ejemplo,

como un termo hermticamente cerrado.

Los sistemas abiertos son los que presentan

relaciones de intercambio con el ambiente a

travs de entradas y salidas de materia y ener-

ga. Son adaptativos, esto es, para sobrevivir

deben reajustarse constantemente a las condi-

ciones del medio que los rodea. Por lo tanto,

los sistemas abiertos no pueden vivir aislados.

Volviendo al ejemplo de la fbrica de chocola-

tes, el sistema necesariamente tendr que ha-

cer intercambios con su entorno: las empresas

que venden insumos, los clientes que compran

productos, etctera. Y deber continuamente

adaptarse al medio, por ejemplo, a los cam-

bios en los gustos de la gente respecto al sabor

o a la presentacin del producto.

Los seres vivos son los sistemas abiertos por

excelencia, ya que intercambian continuamen-

te materia y energa con el medio que los rodea.

Los organismos vivientes necesitan alimentar-

se para obtener materia con la cual regenerar

los tejidos y crecer, y energa para moverse,

respirar, cazar, etctera. Pero no todos los seres

vivos se alimentan de lo mismo ni obtienen la

energa de la misma forma.

Los organismos auttrofos son productores;

es decir, capaces de fabricar su propia materia

orgnica. Algunos de ellos como las plantas ver-

des pueden absorber la energa de la luz solar y

transformarla en energa qumica a travs de la

fotosntesis, por eso se los llama fotosintticos,

mientras que otros, como algunas bacterias, ob-

tienen la energa a partir de reacciones qumicas,

y por ello se las conoce como quimiosintticos.

Los organismos hetertrofos son aquellos

que se nutren de otros seres vivos. Prctica-

mente todos los animales se incluyen en esta

categora, ya que se alimentan de compuestos

orgnicos ya sintetizados por las plantas u

otros animales y los utilizan para su propio cre-

cimiento y manutencin. Entre los hetertrofos

hay algunos que tienen un papel especial, lla-

mados descomponedores, que se alimentan de

la materia orgnica muerta, transformndola

nuevamente en compuestos inorgnicos.

Los seres vivos como sistemas abiertos


10 Unidad de funciones y diversidad de estructuras nutricionales... Biologa 11

La energa solar (luz) es uti-

lizada por los organismos fo-

tosintticos (auttrofos) para

fabricar materia orgnica a

partir de materia inorgnica.

Esta es consumida por or-

ganismos hetertrofos que

la transforman en materia y

energa qumica necesarias

para sus procesos vitales. La

materia orgnica de desecho

es descompuesta y se trans-

forma nuevamente en mate-

ria inorgnica, mientras que

la energa sobrante se despi-

de como calor al ambiente.

Cmo eran los primeros organismos vivientes?

Se estima que la vida comenz durante la era precmbrica, ya que los organismos fsiles ms

antiguos encontrados hasta la fecha se encuentran en rocas precmbricas de 3500 millones de

aos de antigedad. Las primeras clulas eran bacterias procariticas, es decir, su material gen-

tico no estaba separado del resto de la clula, encerrado en un ncleo envuelto en una membra-

na. Estas clulas obtenan nutrientes y energa, probablemente, absorbiendo molculas orgni-

cas de su entorno, por lo que eran hetertrofas. No haba oxgeno libre en la atmsfera, de modo

que las clulas tenan que metabolizar las molculas orgnicas de forma anaerbica (sin oxge-

no). Con el tiempo, algunas clulas adquirieron la facultad de utilizar la energa solar para llevar

a cabo la sntesis de molculas complejas de alta energa a partir de molculas ms simples, en

otras palabras, la fotosntesis hizo su aparicin. Estas primeras bacterias auttrofas, utilizaban

el hidrgeno del agua y el dixido de carbono del aire para formar azcares y liberaban oxgeno

como producto colateral. As, la atmsfera comenz a enriquecerse con este gas hasta alcanzar

un nivel estable hace aproximadamente 1500 millones de aos. Las bacterias auttrofas y hete-

rtrofas fueron los nicos habitantes de la tierra hasta cerca de 2000 millones de aos atrs.

Ejemplifiquen un sistema abierto y mencionen de qu manera se relaciona con su entorno. Esquematicen una cadena alimentaria real en la que al menos estn representados tres niveles, co-

menzando con el organismo auttrofo.

Flujo de materia y energa entre los seres vivos y el ambiente

materia inorgnica(CO2)

energa luminosa(luz)

energa trmica(calor)

materiaorgnica

materia inorgnica(agua-minerales)

materiaorgnica

(desechos)



La raz, adems de fijar el vegetal al suelo, absorbe el agua y las sales. Los atri-

butos morfolgicos y fisiolgicos de las races, expresados por su alta relacin

superficie/volumen y la plasticidad en su estructura, determinan su xito ecol-

gico en la bsqueda de agua y nutrientes en una ambiente hostil y competitivo

como el suelo, donde el abastecimiento de los recursos es limitado, local y va-

riable. El agua y las sales minerales forman la savia bruta, la que se absorbe

por dos maneras:

Va apoplstica: las sales minerales absorbidas por los pelos pasan a travs de

los espacios intercelulares del parnquima hasta la endodermis que es una capa

que selecciona aquellas sustancias que pasarn a los vasos conductores (xilema).

Va simplstica: las sales y el agua deben traspasar la membrana plasmti-

ca mediante transporte activo (sales) u smosis (agua) y atravesar el citoplas-

ma de las clulas del parnquima a la endodermis y posteriormente a los vasos

de conduccin.

En el apoplasto, el movimiento de las sus-

tancias no est regulado. En el simplasto, el

movimiento es controlado por la permeabilidad

selectiva de la membrana celular.

En las clulas de la raz, una estructura

impermeable llamada banda de Caspari, inte-

rrumpe el apoplasto, por lo que las sustancias

que se mueven por esta va, deben continuar su

camino por el simplasto.

La fuerza necesaria para que el agua y los

nutrientes disueltos en ella puedan ascender

por el xilema es la transpiracin, es decir, la

evaporacin del agua que ocurre principalmen-

te a travs de los estomas de las hojas. Este pro-

ceso se ve favorecido por la fuerte cohesin que

existe entre las molculas de agua y la presin

radicular debida a la entrada continua de este

lquido a la raz por smosis.

En el ecosistema, las plantas y otros organismos auttrofos son claves para la

transformacin de los compuestos inorgnicos en compuestos orgnicos. Sin em-

bargo, auttrofo no quiere decir autnomo. Las plantas necesitan luz como fuente

de energa, agua, dixido de carbono y minerales como materia prima para la

sntesis de sustancias orgnicas mediante la fotosntesis.

La nutricin de las plantas

Las races ven favorecido su funcionamiento

gracias a la asociacin simbitica con micro-

organismos como los hongos micorrticos y las

bacterias del gnero Rhizobium que facilitan la

captacin de nutrientes esenciales como el ni-

trgeno y el fsforo.

De agua y nutrientes



Una vez que han llegado a la hoja el agua y las sustancias inorgnicas, se absorbe por

los estomas de las propias hojas el dixido de carbono, que junto con la energa del

sol y en presencia de clorofila, transforman dentro de los cloroplastos la savia bruta

en savia elaborada. Esta savia elaborada, rica en azcares, es distribuida al resto del

vegetal por otro tipo vasos denominados floema. Una vez que el vegetal ha adquirido

la materia orgnica por fotosntesis, la utiliza para generar energa, crecer, dar flores

y frutos, reponer partes de la planta y relacionarse con el medio. Esa energa la toman

del uso que hacen de los azcares y dems compuestos elaborados en la fotosntesis.

La materia orgnica entra en las mitocondrias de las clulas y en presencia de oxgeno

se realiza la respiracin celular. De esta forma, la materia orgnica es transformada en

dixido de carbono, agua y energa en forma de ATP (trifosfato de adenosina).

Los vegetales carecen de estructuras especializadas para la excrecin de dese-

chos. El dixido de carbono

producido por respiracin celu-

lar se elimina al exterior a tra-

vs de los estomas de las hojas,

aunque una parte de ese gas

puede ser reutilizado para la

fotosntesis. Las sustancias ni-

trogenadas de desecho se em-

plean para la sntesis de nuevas

protenas. Algunos desechos

son almacenados dentro de las

clulas de la propia planta en

organelas llamados vacuolas.

Existen algunas plantas que poseen adaptaciones nutricionales que les permiten utilizar otros orga-nismos, estas son: plantas epifitas, plantas parsitas y plantas carnvoras. Realicen una investiga-cin y ejemplifiquen estos tres tipos de adaptaciones.

Los cientficos utilizan los cultivos hidropnicos para determinar los sntomas que provoca la defi-ciencia de nutrientes. Averigen en qu consiste esta tcnica. Cmo disearan un experimento para averiguar si un elemento es esencial?

Aunque se han identificado ms de 50 elementos

qumicos entre las sustancias inorgnicas de las

plantas, solo algunos son esenciales para que la

planta complete su ciclo de vida y produzca una

nueva generacin. Los denominados macronu-

trientes, que las plantas necesitan en cantida-

des relativamente grandes, son los principales

componentes de los compuestos orgnicos que

forman la estructura de una planta: carbono, ox-

geno, hidrgeno, nitrgeno, fsforo, azufre, pota-

sio, calcio y magnesio. Los que se conocen como

micronutrientes, porque se necesitan en cantida-

des muy pequeas, son cloro, hierro, mangane-

so, boro, cinc, cobre, nquel y molibdeno.

Elementos esenciales

Translocacin y excrecin



Completen el siguiente esque-ma de la funcin de nutricin con el nombre de los sistemas que correspondan.

Segn el esquema, qu siste-ma es el encargado de relacio-nar a los dems?

Ya hemos visto que la nutricin es el conjunto

de procesos por medio de los cuales los seres

vivos obtienen energa y se aportan nutrientes

para crear o regenerar la materia de un organis-

mo y que, adems, los animales solo pueden

obtener energa a partir de la transformacin de

los alimentos y del oxgeno que toman del aire

porque son hetertrofos. Para alimentarse, los

animales pican, mastican, muerden, exprimen,

roen, ramonean, desmenuzan, raspan, filtran,

engloban, succionan y absorben una increble

variedad de alimentos. Lo que un animal come

y la forma como lo hace, afectan considera-

blemente a sus adaptaciones alimentarias, su

comportamiento, su fisiologa y su anatoma

interna y externa.

Las eternas relaciones evolutivas entre los

depredadores y las presas han conseguido un

equilibrio entre las adaptaciones para comer y

las adaptaciones para evitar ser comidos. Sea

cual sea el sistema para conseguir comida,

existe mucha menos variacin en los procesos

digestivos subsiguientes. Tanto los vertebra-

dos como los invertebrados poseen enzimas

digestivas similares y los procesos bioqumi-

cos para la utilizacin de los nutrientes y su

transformacin en energa son an mucho

ms semejantes.

La nutricin de los animales

Mientras que los organismos unicelulares to-

man del medio externo las sustancias que

necesitan, en los seres pluricelulares existen

clulas que se especializan en tejidos, estos

se asocian en rganos y los rganos a su vez

en sistemas que realizan funciones especficas

dentro del organismo y que se interrelacionan

de manera coordinada para cumplir con la fun-

cin de nutricin.

En el sistema digestivo, los alimentos son de-

gradados hasta que se obtienen molculas ms

simples y solubles las nutrientes, que pueden

ser absorbidas dentro del sistema circulatorio y,

por esta va, pueden transportarse a las clulas

del cuerpo. El oxgeno tomado por el sistema

respiratorio, tambin es transportado por la

sangre hasta los tejidos, donde los productos de

los alimentos son oxidados o quemados para

obtener energa y calor. Por ltimo, los produc-

tos de la comida que no son tiles para el orga-

nismo son eliminados con las heces, mientras

que el sistema excretor se encarga de eliminar

los desechos producidos por el metabolismo ce-

lular en forma de orina.

Las funciones bsicas de la nutricin

Flujo desde el ambiente hacia el organismo

Flujo desde el organismo hacia el ambiente

oxgeno

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

- - - - - - - - - - - - - - - -sistema sistema

dixido de carbono orina

- - - - - - - - - - - - - - - -sistema

clula

alimentos

sistema

materia fecal

nutrientes



Es el encargado de la captacin de nutrientes de los alimentos. Para ello, debe

transformar los alimentos que ingresan al organismo por medio de la ingestin

en sustancias ms sencillas a travs de la digestin, para que pueden pasar a la

sangre por absorcin y ser distribuidas a todas las clulas del organismo, des-

echando todo aquello que no ha sido utilizado (egestin o eliminacin).

El sistema digestivo

Pocos animales, como algunos protozoos parsitos del intestino, pueden extraer los

nutrientes directamente del medio en que viven. Para que esto suceda, los nutrientes

que sirven de alimento a estos animales tienen que haber sido digeridos previamente

por los organismos que los hospedan. Sin embargo, la mayora de los animales deben

realizar cierto esfuerzo para conseguir sus alimentos y en este sentido, la seleccin

natural ha actuado y ha dado prioridad a las adaptaciones que han permitido explo-

tar nuevas fuentes de alimento y a los nuevos medios para su captura e ingestin.

En general, todos los animales pueden incluirse en alguna de las tres catego-

ras de alimentacin: los herbvoros, como los gorilas, las vacas, las liebres, los

caracoles y varios insectos, se alimentan de auttrofos (plantas y algas). Los car-

nvoros, como los tiburones, los halcones, los tigres, las araas y las serpientes,

se alimentan de otros animales. Y los omnvoros consumen tanto animales como

productos de origen vegetal. Algunos ejemplos de omnvoros son las cucarachas,

los cuervos, los osos, los mapaches y los seres humanos.

Los trminos herbvoro, carnvoro y omnvoro representan los tipos de alimen-

tos que generalmente consumen los animales, pero no la forma en que lo hacen.

Los principales mecanismos o estrategias de alimentacin de los animales son

las siguientes:

Estrategias alimentarias relacionadas con la ingestin

Alimentacin a base de partculas: En las capas superficiales del ocano hay una

multitud de partculas en suspensin formada

por organismos de tamao muy pequeo, llama-

da plancton. El plancton es ingerido por muchos

animales, tanto vertebrados como invertebra-

dos, a los que se los conoce como suspensvo-

ros. Algunos suspensvoros como los moluscos

bivalvos (almejas, mejillones) y los camarones,

utilizan superficies ciliadas para producir co-

rrientes de agua que dirijan las partculas ali-

menticias hasta su boca, mientras que otros

poseen estructuras filtrantes en las que quedan

retenidas las partculas suspendidas en el agua

a medida que las atraviesan. En este ltimo

Las ballenas utilizan unas placas similares a un

peine denominadas barbas unidas a su mandbu-

la superior para tamizar invertebrados y peces pe-

queos. El agua entra en la boca mientras nada y

se filtra a travs de las ms de 300 barbas. Los or-

ganismos quedan retenidos y son peridicamente

recogidos por la lengua y tragados.



caso, los ejemplos son muy numerosos: algunos

crustceos, peces tales como arenques, sbalos

y algunos tiburones, aves como el flamenco y el

mayor de todos los animales, la ballena.

Alimentacin a base de slidos: Algunas de las adaptaciones ms interesantes

de los animales son las que han desarrolla-

do para obtener y manejar los alimentos s-

lidos: tentculos, tenazas, garras, colmillos,

mandbulas y dientes que matan a su presa o

desgarran trozos de carne o vegetacin. Estos

animales son llamados macrfagos, y sus adap-

taciones tienen un diseo que se debe princi-

palmente a la naturaleza de los alimentos que

come el animal.

Los animales carnvoros son en general

depredadores, que deben localizar, capturar,

sujetar y engullir a sus presas. Algunos simple-

mente capturan a sus presas y se las devoran

enteras. Este es el caso de algunos peces, an-

fibios y reptiles, que utilizan sus dientes prin-

cipalmente para sujetar a la presa y evitar que

se escape antes de ser tragada completa. Otros

animales requieren que los alimentos sean par-

cialmente triturados antes de ser ingeridos.

Muchos invertebrados son capaces de re-

ducir el tamao de los alimentos con estruc-

turas trituradoras. Los insectos, por ejemplo,

tienen tres pares de apndices ceflicos que

muchas veces, como en las vaquitas de San

Antonio y los aguaciles, estn adaptados para

sujetar, triturar y acomodar el alimento en la

cavidad oral.

Sin embargo, la verdadera masticacin solo

se da entre los mamferos. Estos poseen nor-

malmente cuatro tipos de dientes diferentes:

los incisivos para morder, cortar y roer; los ca-

ninos para capturar, perforar y desgarrar; y los

premolares y molares para triturar y moler. Este

patrn a menudo est muy modificado en algu-

nos animales que poseen hbitos alimentarios

especializados. Los incisivos de los roedores,

muy desarrollados y autoafilables, van des-

gastndose constantemente para compensar

su continuo crecimiento. Los herbvoros por su

parte, han perdido los caninos, pero presentan

unos molares muy desarrollados con crestas de

esmalte para destruir la pared celular vegetal,

de resistente celulosa, y acelerar la digestin

que realizan los microorganismos intestinales.

Cuando roer es un problema

Las ardillas de panza roja son una especie originaria del Sudeste de Asia que fue introduci-

da intencionalmente en la Argentina en la dcada del setenta. Sin lugar a dudas, aquellas

personas que trajeron los primeros ejemplares de esta especie a la localidad bonaerense

de Juregui nunca se imaginaron los estragos que producira esta invasin biolgica. Es-

tos roedores no solo se alimentan de frutas y verduras de productores de la zona, sino que

adems en su necesidad de gastar sus dientes incisivos muerden distintos elementos como

cables de luz, de televisin y mangueras de riego, generando prdidas econmicas.

Las serpientes no pueden masticar sus alimen-

tos y deben deglutirlos por completo, aunque la

presa sea ms grande que el dimetro del reptil.

Despus de tragarla, puede permanecer muchos

das digirindola.



Observen las siguientes fotografas y clasifiquen a los animales segn de qu se alimentan y cmo ingieren los alimentos.

Relacionen las categoras: carnvoro, herbvoro y omnvoro con los mecanismos de alimentacin (sus-pensvoros, macrfagos y fluidfagos). Ejemplifiquen si es posible cada combinacin.

Alimentacin a base de lquidos: Este tipo de alimentacin es especialmente

caracterstica de los parsitos, por lo que son

denominados fluidfagos. Algunos de ellos

simplemente absorben los nutrientes que los

rodean, mientras que otros desagarran los te-

jidos, chupan la sangre o se alimentan del con-

tenido del hospedador. Los parsitos externos

como las sanguijuelas y algunos insectos, uti-

lizan distintas y eficaces piezas bucales de tipo

perforador y chupador para alimentarse de

sangre de animales o de savia de las plantas.

Muchos de ellos como la vinchuca y los mos-

quitos actan como vectores de enfermedades

en humanos y animales.

Los insectos chupadores como los mosquitos

succionan lquidos ricos en nutrientes de un or-

ganismo vivo. Este mosquito ha perforado la piel

con sus estiletes, que son como agujas huecas

que utiliza para chupar la sangre y llevarla a su

tracto digestivo.



Adems de proporcionarle el combustible para la produccin de ATP (trifosfato de

adenosina), la dieta de un animal tambin debe suministrar toda la materia prima

requerida para la sntesis de las molculas complejas necesarias para su crecimien-

to, mantenimiento y reproduccin. Esta materia prima la constituyen los nutrien-

tes, que son sustancias extradas por los animales de los alimentos que ingieren.

Las cinco categoras principales de nutrientes que deben satisfacer las necesidades

bsicas del cuerpo son: lpidos, carbohidratos, protenas, minerales y vitaminas.

Los lpidos, protenas y carbohidratos proporcionan energa para impulsar el

metabolismo y las actividades celulares, y la construccin de molculas comple-

jas especficas para cada animal. Los minerales y vitaminas participan mediando

diversas reacciones metablicas. Existen adems algunos nutrientes denomina-

dos esenciales debido a que el animal no los puede sintetizar a partir de materia

prima y son indispensables para su vida. Los nutrientes esenciales varan segn

las especies, por ejemplo, el cido ascrbico o vitamina C es un nutriente esencial

para los primates, pero no para la mayora del resto de los animales.

Un animal que carece de uno o ms nutrientes esenciales se denomina desnu-

trido. Por ejemplo, el ganado vacuno y otros animales herbvoros pueden expe-

rimentar deficiencias nutricionales si se alimentan de plantas que carecen de los

minerales fundamentales.

Qu nutrientes deben estar presentes en la dieta de un animal?

La ingestin, es decir, el acto de comer, solo es la primera parte en el procesa-

miento de los alimentos. Como ya vimos, el material alimentario consta princi-

palmente de protenas, grasas e hidratos de carbono. Los animales no pueden

utilizar estas macromolculas directamente por dos razones. En primer lugar, son

demasiado grandes como para atravesar las membranas y penetrar en las clulas,

y en segundo trmino, las macromolculas que componen al animal, no siempre

son iguales a las de su alimento.

La digestin comprende el proceso de descomposicin de los alimentos en mo-

lculas lo suficientemente pequeas como para que el organismo las absorba y

las pueda posteriormente utilizar para elaborar sus propias molculas, o como

combustible para la produccin de ATP. Los hidratos de carbono se dividen en

azcares simples, las grasas se digieren formando glicerol y cidos grasos, y las

protenas se dividen en aminocidos.

La digestin constituye un doble proceso, qumico y mecnico. La digestin

qumica es llevada a cabo por una variedad de enzimas que catalizan la degrada-

cin de cada tipo de macromolculas presentes en los alimentos y generalmente

va precedida por la fragmentacin mecnica del alimento, por ejemplo, mediante

la masticacin.

Digestin mecnica y qumica

La digestin



La desintegracin de la comida en trozos au-

menta la superficie expuesta a los jugos diges-

tivos que contienen las enzimas hidrolticas, as

denominadas porque las molculas de alimento

se fragmentan en un proceso de hidrlisis, es

decir, la ruptura de los enlaces qumicos por in-

terposicin de una molcula de agua:

En esta ecuacin enzimtica general, R - R representa una molcula grande de

alimento que ha sido dividida en dos productos (hidrlisis) que comnmente de-

ben fragmentarse repetidamente hasta que la molcula original queda reducida

a numerosas subunidades.

Luego de la digestin, las clulas del animal absorben estas molculas peque-

as del compartimiento digestivo y eliminan el material no digerido en forma de

excrementos.

Respondan las siguientes preguntas:a. Un individuo sobrealimentado puede estar desnutrido? Justifiquen la respuesta.b. Cules son las funciones de la digestin mecnica y de la digestin qumica?c. Cul es la funcin de las enzimas hidrolticas?

En funcin de lo ledo, clasifiquen los siguientes pares de elementos segn sean el alimento o el nutriente:a. Calcio-Yogurb. Carne-Hierroc. Pan-Hidratos de carbonod. Vitamina C-Naranja

Las cuatro etapas del procesamiento de los alimentos.

R - R + H2O R - OH + H - R

enzimas

El proceso de hidrlisis

boca

estmago

comida

protenas(alimento)

trozos pequeos

aminocido(nutriente)

transformacinfsica

transformacinqumica



Los sistemas digestivos estn adaptados al estilo de vida de cada animal.

Desde una perspectiva muy simplista, los animales son mquinas que con-

vierten alimentos en ms animales. La seleccin natural ha favorecido las adap-

taciones que realizan esta conversin de la manera ms eficaz. Este impulso

evolutivo ha dado origen a una gama de comportamientos animales y sistemas

digestivos que aprovechan todas las fuentes de alimentos concebibles.

Adaptacin de los sistemas digestivos

Los porferos como las esponjas, son alimentadores sedentarios sin un sistema

digestivo especializado. La digestin se realiza dentro de clulas individuales. Tal

digestin intracelular se efecta despus de que una clula ha rodeado partculas

microscpicas de alimento, lo que se denomina fagocitocis. Una vez rodeado por

la clula, el alimento se introduce en una vacuola alimentaria que consiste en un

espacio rodeado por una membrana que acta como estmago temporal. La va-

cuola se fusiona con pequeos paquetes de enzimas digestivas llamadas lisoso-

mas, y el alimento se desdobla dentro de la vacuola para producir molculas ms

pequeas que el citoplasma celular puede absorber. Los residuos no digeridos

permanecen en la vacuola, que finalmente expulsa su contenido al exterior de la

clula. Este proceso limita su men a partculas microscpicas, como protistas

que se filtran del agua de mar circundante mediante clulas en collar.

La digestin intracelular

Digestin intracelular en una es-

ponja. El agua entra por los po-

ros y luego las clulas del collar

filtran del agua las partculas de

alimento y las digieren. El agua

filtrada sale luego por el sculo.



Los organismos ms grandes y complejos de-

sarrollaron una cmara dentro de su cuerpo

donde trozos de comida se pueden desdoblar

por accin de enzimas que actan fuera de las

clulas. Este tipo de digestin extracelular se

produce en compartimentos que se continan

con el exterior del organismo animal.

Una bolsa con una abertura forma el siste-ma digestivo ms sencillo:Muchos animales con estructuras corporales

simples tienen un saco digestivo con una sola

abertura. Este saco, denominado cavidad gas-

trovascular, cumple las funciones de digestin

y distribucin de nutrientes en el organismo.

Los celentreos (cnidarios) como las anmo-

nas de mar, las hidras o plipos y las medu-

sas, son carnvoros que pinchan a las presas

con orgnulos especializados denominados

nematocistos y luego utilizan tentculos para

empujar el alimento por su boca hacia la ca-

vidad gastrovascular. Clulas glandulares de

la cavidad segregan enzimas digestivas que

descomponen los tejidos blandos de la presa.

Otras clulas musculares o nutritivas rodean

estas partculas y gran parte de la hidrlisis

real de las macromolculas se produce intra-

celularmente como en las esponjas. Los mate-

riales sin digerir, como los exoesqueletos de los

crustceos pequeos, se eliminan a travs de la

nica apertura, que desempea el doble papel

de boca y ano. Mientras se est digiriendo un

alimento, no es posible procesar otro, pues se

utiliza la misma y nica cmara.

Digestin en un tubo unidireccional:La mayora de los animales tienen un tubo di-

gestivo que se extiende entre dos orificios, la

Qu ventajas otorga la digestin extracelular? Cules son las diferencias entre la cavidad gastrovascular y el canal alimentario?

boca y el ano. Este tubo se denomina tracto di-

gestivo completo o canal alimentario. Debido a

que el alimento recorre el canal en una sola di-

reccin, el tubo puede organizarse en regiones

que procesan los alimentos en orden: primero

los trituran fsicamente, luego los desdoblan

enzimticamente y despus absorben las pe-

queas molculas de nutrientes. Otra ventaja,

es que los animales pueden comer con ms fre-

cuencia e incluso ingerir nuevos alimentos an-

tes de que las primeras comidas sean comple-

tamente digeridas. Por lo tanto, este sistema

digestivo ha permitido que diferentes tipos de

animales se adapten para ingerir una amplia

gama de alimentos y extraer de ellos el mxi-

mo de nutrientes.

La digestin extracelular

La epidermis externa de la hidra tiene funcio-

nes protectoras y sensitivas, mientras que la

gastrodermis interna est especializada para

la digestin. Dentro de la cavidad gastrovascu-

lar, clulas glandulares secretan enzimas que

digieren la presa. Posteriormente, clulas nu-

tritivas ingieren las partculas y las someten a

digestin intracelular.



En los insectos, la forma general del conducto

alimentario es un tubo de largo variable que

se divide en tres regiones bsicas: el intestino

anterior o estomodeo, formado por la boca, fa-

ringe, esfago y buche; el medio o mesenterio;

y el posterior o proctodeo. El insecto introduce

el alimento en la cavidad bucal donde es cor-

tado y desmenuzado por las piezas bucales y

mezclado con la saliva producida por las gln-

dulas salivales. En el caso particular de los

insectos que poseen aparato bucal picador,

la saliva es vertida en el alimento lquido y la

mezcla es aspirada por la faringe que acta

como una bomba aspirante. A partir de all el

alimento se mueve a travs del tubo digestivo

por ondas peristlticas hacia el esfago donde

puede sufrir una digestin parcial o ser alma-

cenado en el buche en aquellos insectos que lo

poseen. La mezcla constituida por el alimento

y la saliva pasa del estomodeo al mesenterio,

donde se produce la digestin del alimento me-

diante enzimas producidas por las clulas del

epitelio. En los insectos en general, el mesente-

rio produce enzimas capaces de atacar hidratos

de carbono, grasas y protenas del mismo tipo

que la de los mamferos. Los productos de la

digestin se absorben a travs de las paredes

del mesenterio. Finalmente, en el proctodeo no

se realiza la absorcin de nutrientes, pero s se

puede reabsorber agua mediante mecanismos

especializados. La parte terminal del procto-

deo, que forma el recto, es muy musculosa para

poder comprimir los residuos del alimento lue-

go de la digestin y formar los excrementos an-

tes de la defecacin a travs del ano.

Sistema digestivo de un insecto.

Investiguen qu funciones puede tener la saliva de los insectos. Busquen otro ejemplo de mutualismo que exista en la naturaleza.

El sistema digestivo de los insectos

Un ejemplo de mutualismo en la alimentacin de los insectos

En algunos insectos que se alimentan succionando la savia de las plantas como los pulgones,

el intestino medio y el posterior se unen formando lo que se conoce como cmara de filtro.

Esta adaptacin permite que el lquido que absorben en exceso pase directamente al intestino

posterior, sin atravesar el intestino medio. Este exceso de lquido sale por el ano en forma de

pequeas gotas azucaradas o melaza. Esta sustancia resulta un alimento fundamental para

muchas especies de hormigas, que para proteger su fuente de alimento, atacan a los depreda-

dores de los pulgones. Este es un ejemplo de mutualismo, interaccin biolgica entre indivi-

duos de diferentes especies de la que ambos salen beneficiados.



El sistema digestivo de las aves comienza con una cavidad bucal representada por

un pico con una lengua puntiaguda en su interior, glndulas salivales y ausencia de

piezas dentales. El pico se contina con la faringe y luego con el esfago, que se en-

sancha en la parte anterior dando lugar al buche utilizado para almacenar alimen-

to y favorecer su ablandamiento. En algunas especies el buche elabora sustancias

nutritivas para alimentar a las cras. Luego contina el estmago, que se divide en

dos partes: una anterior, el proventrculo que segrega jugo gstrico y una parte pos-

terior, la molleja. A pesar de no tener dientes, algunas aves comen semillas, inverte-

brados con duras caparazones o mamferos con huesos. En estos casos, suelen tener

una molleja grande y musculosa en la que tales alimentos resistentes se trituran con

la ayuda de piedritas, antes de pasar a los intestinos, donde se produce la absorcin.

El intestino desemboca en dos ciegos alargados, y luego se contina con el recto que

desemboca en la cloaca por donde se eliminan los excrementos y la orina.

El sistema digestivo de las aves

El sistema digestivo de los peces, est formado por un largo tubo que se inicia

en la boca y se contina con la faringe, el esfago, el estmago que en muchos

casos no est diferenciado y los intestinos. La seccin terminal del intestino nor-

malmente est ensanchada en un recto, que puede terminar en una cloaca como

en los tiburones o directamente desembocar en la abertura anal. Como no tienen

glndulas salivales, estas se reemplazan por estructuras secretoras de moco. Una

derivacin del esfago forma la vejiga natatoria, rgano hidrosttico de muchos

peces que ayuda a mantener el equilibrio.

El sistema digestivo de los peces



El sistema digestivo de los mamferos comienza en la cavidad bucal que contiene

rganos accesorios como la lengua y los dientes. La lengua colabora en acomodar

los alimentos y mezclarlos con saliva durante la masticacin, es decir, la insali-

vacin, con lo cual forman el bolo alimenticio. Los dientes actan en la digestin

mecnica, ya que se utilizan para cortar, desgarrar, triturar y moler los alimentos.

La saliva contiene una enzima llamada ptialina que acta sobre los hidratos de

carbono, poniendo en marcha la digestin qumica y adems lubrica la boca y

humedece el alimento. Una vez que el bocado es deglutido, pasa hacia la faringe

(garganta). En los animales superiores, por este rgano pasan los alimentos y el

aire que va desde y hacia los pulmones, por lo que es un rgano comn al sistema

digestivo y respiratorio. Luego, el tubo alimentario se contina con el esfago que

es un conducto que nace en la faringe y conduce el bolo alimenticio hacia el est-

mago. En los mamferos, el estmago es el lugar donde se inicia la digestin de las

protenas, gracias a la accin del cido clorhdrico y de las enzimas provenientes

del jugo gstrico. Dicha digestin contina en el intestino delgado donde se pro-

ducen adems la digestin de las grasas y de los hidratos de carbono, por accin

de enzimas del jugo pancretico, del jugo intestinal y de la bilis segregada por el

hgado. En el intestino delgado se produce la absorcin de la mayor cantidad de

nutrientes a travs de las vellosidades intestinales. Esos nutrientes pasan a los

capilares sanguneos y linfticos y se dirigen al hgado, para luego distribuirse a

todas las clulas del organismo. Finalmente en el intestino grueso se concentran

y almacenan los desechos slidos formando el quimo y se transforman en materia

fecal. Adems, clulas presentes en el intestino grueso reabsorben del quimo agua,

sales minerales y algunas vitaminas. La ltima porcin del sistema digestivo, el

recto, almacena la materia fecal para luego ser expulsada por la abertura anal.

El sistema digestivo de los mamferos

Cules son las funciones de las distintas glndulas que participan en el aparato digestivo? Investiguen cmo pueden participar los animales que se alimentan de frutos en la dispersin de semi-

llas. Ejemplifiquen.



Adaptaciones dentarias: La adaptacin evolutiva de los dientes para el

procesamiento de diferentes tipos de alimentos

es una de las principales razones por la que los

mamferos han tenido tanto xito. Los carnvo-

ros, como los miembros de las familias de pe-

rros y gatos, presentan incisivos y caninos pun-

tiagudos que pueden utilizarse para matar a la

presa y rasgar o cortar las piezas de carne. Los

premolares y los molares con puntas, desga-

rran y trituran los alimentos. Por el contrario,

los herbvoros, como los caballos y los ciervos,

generalmente tienen dientes con superficies

rugosas y amplias que muelen el material vege-

tal duro. Los incisivos y los caninos estn mo-

dificados para arrancar trozos de vegetacin.

En otros herbvoros, los caninos estn ausen-

tes. Por ltimo, los omnvoros, como los seres

humanos, tienen una denticin relativamente

poco especializada. En la mandbula superior

e inferior se encuentran dos incisivos para mor-

der, un canino puntiagudo para desgarrar y

dos premolares y tres molares para triturar.

Adaptaciones gstricas e intestinales: En los carnvoros son comunes los estmagos

expandibles cuando el perodo entre comidas

es prolongado y por lo tanto deben comer lo

ms que puedan cuando atrapan una presa.

Por ejemplo, el len africano puede consumir

40 kg de carne en una comida.

En general, la longitud del tracto digestivo

es mayor en herbvoros que en carnvoros, de-

bido a que la digestin de los vegetales es ms

difcil. El tracto ms largo proporciona ms

tiempo de digestin y mayor rea de superficie

para la absorcin de nutrientes.

Los omnvoros, como los osos, muestran

caractersticas anatmicas que facilitan comer

carnes y vegetales. Como los carnvoros, po-

seen el intestino corto y el colon simple y liso y

conservan los incisivos, los colmillos grandes

y los premolares. Mientras que al igual que los

herbvoros, las muelas se han ajustado con las

cspides redondeadas para machacar y moler

los fibrosos tejidos vegetales.

Los caninos de los carnvoros (A) les permiten

desgarrar la carne. En los herbvoros los incisivos

desarrollados (B) cortan los vegetales, y los mo-

lares y premolares (C), con superficies amplias y

planas facilitan la trituracin.

Si bien estos dos mamferos tienen un tamao si-

milar, el intestino del koala es mucho ms largo.

Esta adaptacin le permite procesar las hojas de

eucalipto fibrosas y pobres en protenas de las

que obtiene su agua y alimento.

Aunque el sistema digestivo de la mayora de los mamferos sigue este patrn gene-

ral, existen muchas adaptaciones sorprendentes asociadas a la dieta del animal.

Adaptaciones asociadas a la dieta animal

A

B

C

Len

Caballo



Adaptaciones simbiticas: Los animales herbvoros se enfrentan a un desafo nutricional ya que las clulas

vegetales estn rodeadas de celulosa, molcula que consiste en largas cadenas

de glucosa unidas de forma tal que resisten el ataque de las enzimas digestivas de

los animales. Algunos invertebrados como las termitas que consumen madera,

solucionan este problema albergando grandes poblaciones de bacterias y pro-

tistas simbiticos en cmaras de fermentacin en sus canales alimentarios, ya

que estos microorganismos tienen enzimas que s pueden desdoblar la celulosa

en azcares simples que el animal puede absorber. Del mismo modo, muchos

mamferos herbvoros como el caballo y el koala, albergan microorganismos

simbiticos en un saco grande, el ciego, ubicado entre el intestino delgado y el

grueso. Sin embargo, las adaptaciones ms elaboradas para la dieta de un herb-

voro evolucionaron en los animales denominados rumiantes, que incluyen a los

ciervos, las vacas y las ovejas, entre otros. El estmago de los rumiantes consta

de varias cmaras. Las dos primeras, el rumen y el retculo, han evolucionado

hasta convertirse en grandes

cubas de fermentacin donde

se alojan bacterias y protistas

ciliados simbiticos. Estos mi-

croorganismos producen celu-

lasa, la enzima que desdobla

la celulosa en sus azcares

componentes. Una vez que se

procesa en el rumen, el ma-

terial vegetal, ahora llamado

bolo alimenticio, se regurgita,

se mastica y se vuelve a tra-

gar. Esta trituracin mecnica

adicional llamada rumia, ex-

pone una mayor proporcin

de la celulosa a las enzimas

de los microorganismos. Gra-

dualmente el bolo pasa a las

dems cmaras del estmago

(omaso y abomaso) para con-

tinuar su desdoblamiento an-

tes de llegar al intestino.

Discutan la expresin: Si solo pudiramos conseguir pasto para comer, pronto moriramos de hambre.Qu significa que dos organismos tienen una relacin simbitica?

Digestin de un rumiante. En primer lugar el alimento ingerido pasa

al rumen y al retculo, donde los procariontes y protistas simbiticos

actan sobre la comida rica en celulosa (flecha verde). La vaca regur-

gita y remastica el contenido ruminal para degradar an ms las fi-

bras (flecha fucsia). Finalmente el material remasticado se desplaza

hacia el omaso, donde se extrae el agua (flecha azul), y al abomaso

para ser digerido por las enzimas de la vaca (flecha negra).



Hace miles de millones de aos, las primeras clulas evolucionaron en el mar y

este se encargaba de nutrirlas. El agua aportaba los nutrientes que se difundan al

interior de las clulas y se llevaba sus desechos tambin por difusin. En la actua-

lidad, los microorganismos y algunos animales multicelulares simples, como las

esponjas, siguen dependiendo exclusivamente de la difusin para intercambiar

nutrientes y desechos con el medio ambiente. Estas ltimas circulan el agua de

mar a travs de los poros de su cuerpo para acercar el entorno a cada clula. A

medida que evolucionaron animales ms grandes y complejos, sus clulas indi-

viduales fueron quedando cada vez ms lejos del mundo exterior. Sin embargo,

las exigencias celulares requieren que las distancias de difusin sean cortas para

que lleguen suficientes nutrientes a las clulas y que a su vez no se envenenen con

sus desechos. Con la evolucin, se cre una especie de mar interno que acerca

un lquido, la sangre, rico en alimento y oxgeno, a cada clula y se lleva los dese-

chos que estas producen.

La necesidad de un medio de transporte de nutrientes, gases y desechos

Cavidades gastrovasculares: Los invertebrados acuticos pequeos como

las hidras y otros cnidarios no requieren un

verdadero sistema circulatorio, ya que poseen

estructuras y formas corporales que permiten

el intercambio directo entre las clulas y el

medio. En estos animales, una pared con un

grosor de solo dos clulas encierra la cavidad

gastrovascular que acta en la digestin y en la

distribucin de sustancias en todo el organismo

(gastro: digestin y vascular: transporte). Como

pueden observar en el sistema digestivo de la

hidra de la pgina 20, las clulas de la capa

interna tienen acceso directo a los nutrientes,

que recorren una distancia corta para alcanzar

las clulas de la capa externa. La ramificacin

de la cavidad gastrovascular asegura que todas

las clulas sean baadas y que las distancias

de difusin sean cortas.

Sistema circulatorio abierto: Aunque la cavidad gastrovascular est amplia-

mente ramificada, no sera capaz de satisfa-

cer las necesidades de animales ms grandes

y con numerosas capas celulares. Durante la

evolucin, los animales con varias capas celu-

lares desarrollaron dos tipos de sistemas cir-

culatorios que superaron las limitaciones de

la difusin: abiertos y cerrados. Ambos siste-

mas tienen tres componentes bsicos: un lqui-

do circulatorio (sangre), un conjunto de tubos

por los que se desplaza el lquido (vasos) y una

bomba muscular que impulsa la circulacin

(corazn). Las clulas de estos organismos es-

tn rodeadas por lquidos internos extracelu-

lares denominados lquidos intersticiales. Los

sistemas circulatorios transportan sustancias

hacia y desde las clulas para conservar la

composicin ptima de estos lquidos.

Tipos de sistemas circulatorios



En los insectos, otros artrpodos y la mayo-

ra de los moluscos, la sangre baa a los rganos

directamente en un sistema circulatorio abierto.

Como no hay diferencia entre la sangre y el lqui-

do intersticial, esta toma el nombre de hemo-

linfa. Este sistema est formado por un rgano

propulsor activo, el vaso dorsal y una serie de te-

jidos asociados a la funcin circulatoria. El vaso

dorsal se extiende desde el extremo posterior del

abdomen hasta la cabeza. Comprende dos regio-

nes: corazn y aorta. El corazn es la parte puls-

til situada en la parte posterior y forma cmaras

separadas. Cada una posee un par de aberturas

laterales llamadas ostolos, por donde entra la

hemolinfa. La aorta es la porcin anterior del

vaso dorsal y es el tubo que lleva la sangre hacia

delante y la descarga en la cabeza. Conectados

con la cara inferior del corazn se encuentran

los msculos alares que conectan al corazn con

las porciones laterales de los tejidos.

La sangre es conducida hacia adelante por

la contraccin del corazn desde el abdomen,

pasa por la aorta y es descargada en la cabeza

desde la cual retrocede infiltrndose por los teji-

dos hasta alcanzar el abdomen. Posteriormente

la sangre es aspirada por el corazn a travs de

los ostolos y vuelve nuevamente hacia adelante

por los movimientos peristlticos para recomen-

zar el ciclo. La hemolinfa distribuye todos los

nutrientes a las clulas pero no el oxgeno, que

es llevado por el sistema respiratorio.

Sistema circulatorio cerrado: Las lombrices, los calamares y pulpos, y los

vertebrados poseen sistemas circulatorios cerra-

dos. En ellos, la sangre est confinada en vasos,

separada del lquido intersticial, y uno o ms

corazones la bombean hacia vasos grandes que

se ramifican en otros ms pequeos a travs de

los rganos. Finalmente los materiales se inter-

cambian mediante difusin entre la sangre y el

lquido intersticial que baa las clulas.

Si bien los sistemas abiertos requieren me-

nos energa debido a que carecen de un sistema

extenso de vasos y sufren menor presin hidros-

ttica, los sistemas cerrados ofrecen ventajas:

con su mayor presin arterial la sangre puede

circular ms rpidamente por los vasos que por

los espacios intercelulares y los vasos pueden di-

rigir selectivamente la sangre hacia tejidos que la

necesitan. Por lo tanto, son ms eficientes en el

transporte de lquidos circulatorios para cumplir

con los elevados requerimientos metablicos de

animales de mayor tamao y ms activos.

Qu diferencias hay entre la sangre y la hemolinfa? Qu ventajas ofrece el sistema circulatorio cerrado?

Sistema abierto Sistema cerrado



Los seres humanos y otros vertebrados tienen un sistema circulatorio cerrado,

denominado sistema cardiovascular, formado por el corazn y los vasos sangu-

neos: arterias, venas y capilares sanguneos. Es la sangre que corre por dichos

vasos la que transporta las protenas, glcidos, lpidos, agua, sales, enzimas,

hormonas, oxgeno y dems sustancias hacia todas las clulas para que puedan

cumplir sus funciones vitales. El corazn presenta cmaras llamadas aurculas y

ventrculos. Las aurculas reciben sangre proveniente de las venas, mientras que

los ventrculos impulsan la sangre fuera del corazn hacia las arterias.

Las arterias poseen una capa muscular bien desarrollada capaz de soportar la

presin de la sangre que es bombeada por el corazn. En los rganos, las arterias

se ramifican en arteriolas, vasos pequeos que llevan la sangre hacia los capila-

res. Los capilares son vasos microscpicos con paredes porosas y muy delgadas

a travs de las cuales se produce el intercambio de sustancias mediante la difu-

sin entre la sangre y el lquido intersticial que rodea las clulas. En su extremo

corriente abajo, los capilares convergen en vnulas y las vnulas en venas. Las

venas llegan al corazn transportando sangre desde el organismo y a diferencia

de las arterias, las venas poseen vlvulas para evitar el movimiento retrgrado

de la sangre.

Los sistemas circulatorios de los diferentes taxones de vertebrados son varia-

ciones de este esquema. En general, los animales con mayores tasas metablicas

tienen sistemas circulatorios ms complejos y corazones ms poderosos. De for-

ma similar, la complejidad y la cantidad de vasos sanguneos en un rgano se

correlacionan con sus requerimientos metablicos.

Los sistemas circulatorios de los vertebrados



Dentro del filo Moluscos encontramos que la mayora de los ejemplares poseen un sistema circulato-rio abierto, salvo en pulpos y calamares. Por qu creen que existe esta diferencia?

Clasifiquen los sistemas circulatorios de los principales grupos de vertebrados segn sean: abiertos o cerrados; simples o dobles; completos o incompletos.

La circulacin de los peces: El corazn de los peces tiene forma de tubo,

con una aurcula y un ventrculo. Tienen circu-

lacin branquial, es decir que la sangre bom-

beada desde el ventrculo se desplaza hacia

las branquias, donde capta O2 y elimina CO

2 a

travs de las paredes capilares. Los capilares

branquiales convergen en un vaso que trans-

porta sangre rica en oxgeno a los capilares de

todo el organismo (circulacin sistmica). La

sangre, posteriormente, regresa por las venas

a la aurcula del corazn y luego al ventrculo,

donde recomienza el ciclo. La sangre pasa una

sola vez por el corazn en cada circuito. Los an-

fibios no adultos, como los renacuajos, tienen

una circulacin similar a la de los peces.

La circulacin de los anfibios:Las ranas y otros anfibios tienen un corazn con

tres cmaras, dos aurculas y un ventrculo. El

ventrculo bombea sangre hacia una arteria bi-

furcada que divide la salida ventricular en el cir-

cuito pulmocutneo y el circuito sistmico. El cir-

cuito pulmocutneo conduce la sangre hacia los

capilares de los rganos de intercambio gaseoso

(los pulmones y la piel), donde la sangre capta O2

y libera CO2, antes de volver a la aurcula izquier-

da del corazn. La mayor parte de la sangre rica

en O2 se bombea hacia el circuito sistmico, que

irriga todos los rganos y luego devuelve sangre

con escaso contenido de oxgeno a la aurcula

derecha a travs de las venas. En el ventrculo

de la rana se mezcla un poco la sangre rica en O2

proveniente de los pulmones y la sangre pobre

procedente del resto del organismo.

Esta organizacin, llamada circulacin doble,

proporciona un flujo vigoroso de sangre a los rga-

nos porque la sangre se bombea una segunda vez.

La circulacin de los reptiles: Poseen una circulacin doble con un circuito

pulmonar y uno sistmico. El corazn tiene tres

cmaras, aunque el ventrculo est parcial-

mente dividido por un tabique, lo que determi-

na que la mezcla de la sangre sea menor que en

los anfibios. Una excepcin es el cocodrilo, uno

de los mayores predadores cuyo corazn posee

cuatro cavidades bien definidas (dos aurculas

y dos ventrculos), como las aves y los mamfe-

ros. Poseen dos arterias que parten del corazn

hacia el circuito sistmico y vlvulas arteriales

que les permiten el desvo de gran cantidad de

sangre del circuito pulmonar al sistmico.

La circulacin de las aves y de los mamferos: En el corazn de las aves y de los mamferos

existen cuatro cmaras: dos aurculas, una

derecha y otra izquierda, y dos ventrculos, de-

recho e izquierdo. La sangre pobre en oxgeno

recogida de todas las clulas del organismo in-

gresa a la aurcula derecha del corazn a travs

de las venas cavas. Pasa al ventrculo derecho,

luego a la arteria pulmonar y llega a los pul-

mones para oxigenarse. Esa sangre oxigenada

es conducida por las arterias pulmonares a la

aurcula izquierda del corazn. Luego pasa al

ventrculo izquierdo que la impulsa con gran

presin hacia todo el cuerpo a travs de la arte-

ria aorta. El aporte de oxgeno es ms eficiente

debido a que la sangre rica y la pobre en este gas

no se mezclan y la circulacin doble reestable-

ce la presin del circuito sistmico despus del

paso de la sangre por los capilares pulmonares.

Por lo tanto, la circulacin de las aves y ma-

mferos es doble, cerrada y completa, ya que la

sangre atraviesa dos veces el corazn, no se co-

munica con el exterior y nunca se mezcla.



El intercambio gaseoso comprende la captacin de oxgeno (O2) del ambiente y la

liberacin de dixido de carbono (CO2) hacia el exterior. Este intercambio es necesa-

rio para mantener la produccin de ATP en la respiracin celular y, generalmente,

incluyen la participacin de los sistemas circulatorio y respiratorio del animal.

La fuente de O2, denominada medio respiratorio, es el aire para los animales

terrestres y el agua para la mayora de los animales acuticos. La superficie respi-

ratoria es la parte del organismo del animal en la que se produce el intercambio

de gases con el entorno por difusin. La velocidad de difusin es proporcional a la

superficie a travs de la cual se produce la difusin e inversamente proporcional

al cuadrado de la distancia que las molculas de gases deben recorrer. En conse-

cuencia, las superficies respiratorias suelen ser delgadas y representan un rea

de superficie extensa. Adems, las superficies respiratorias de los animales tanto

terrestres como acuticos son hmedas por lo que los gases deben disolverse en

agua antes de difundir por ella.

El intercambio gaseoso se produce en toda

la superficie en la mayora de los organismos

unicelulares. Asimismo, en algunos animales

relativamente simples, como las esponjas y los

cnidarios, la membrana plasmtica de cada c-

lula est bastante prxima al ambiente externo

como para permitir la difusin de gases. Sin

embargo, en muchos animales, la mayor parte

del organismo no tiene acceso directo al inter-

cambio gaseoso. La superficie respiratoria de

estos animales es un epitelio hmedo y delgado

que separa el medio respiratorio de la sangre,

que es la encargada de transportar los gases

hacia y desde el resto del organismo.

Algunos animales utilizan toda su piel como

rgano respiratorio. La lombriz, por ejemplo, tie-

ne la piel hmeda e intercambia gases a travs

de la superficie corporal por difusin hacia una

extensa red de capilares que se encuentran inmediatamente debajo. Dado que la su-

perficie respiratoria tiene que mantenerse hmeda las lombrices y otros animales

que respiran a travs de la piel, como algunos anfibios, deben vivir en el agua o en

lugares hmedos. Los animales en los que la piel hmeda es el nico rgano respira-

torio son pequeos adems de largos y delgados, con una elevada relacin superficie

a volumen. En el resto de los animales, la superficie corporal general carece de un

rea lo suficientemente extensa para el intercambio de gases de todo el organismo.

La solucin es un rgano respiratorio que est ampliamente plegado o ramificado y

que permita agrandar la superficie disponible para el intercambio gaseoso. Las bran-

quias, las trqueas y los pulmones son los rganos respiratorios ms comunes.

El intercambio gaseoso

En la lombriz de tierra y en los anfibios, la piel

funciona como rgano y superficie respiratoria,

por lo que necesitan que se mantenga constan-

temente hmeda para que se produzca la difu-

sin de los gases.



El intercambio gaseoso de los animales acuticos:El intercambio gaseoso se realiza a travs de

prolongaciones de la piel llamadas branquias.

Las branquias estn rodeadas de vasos sangu-

neos que favorecen la entrada de oxgeno y la

salida de dixido de carbono. En los peces con

esqueleto seo, las branquias estn cubiertas

y protegidas por una serie de huesos llamados

oprculo. Cuando el pez abre la boca penetra el

agua, pasa a la faringe y el oprculo se cierra.

Al cerrar la boca, el oprculo se abre para que

el agua pase por las branquias entregando el

oxgeno. Los peces con esqueleto cartilaginoso

(tiburones y rayas) carecen de oprculo, con lo

cual las branquias se comunican de manera di-

recta con el exterior. Cada arco branquial posee

dos hileras de filamentos compuestas por pla-

cas aplanadas denominadas lminas o lame-

las. La sangre que fluye por los capilares dentro

de las lminas capta el oxgeno del agua.

Como medio respiratorio, el agua tiene sus

ventajas y desventajas. No hay problema para

mantener hmeda la superficie respiratoria

porque los rganos respiratorios, las bran-

quias, estn rodeadas de agua. Sin embargo,

las concentraciones de O2 del agua son bajas y

cuanto ms clida y salada sea, menor ser la

cantidad de O2 disuelto. Por lo tanto, los rga-

nos respiratorios deben ser muy eficaces para

que el animal obtenga O2 suficiente. Un proce-

so que ayuda es la ventilacin o el aumento del

flujo del medio respiratorio sobre la superficie

respiratoria. Los cangrejos y las langostas tie-

nen apndices similares a remos con los que

dirigen una corriente de agua sobre las bran-

quias. La organizacin de los capilares en las

branquias de los peces potencia el intercam-

bio gaseoso y reduce el costo energtico de la

ventilacin gracias a que la sangre fluye en

sentido contrario al movimiento del agua so-

bre las branquias. Gracias a este intercambio

contracorriente, a lo largo de toda la extensin

del capilar hay un gradiente de difusin que

favorece el pasaje de O2 desde el agua hacia

la sangre.

Cules son las diferencias entre el aire y el agua como medios respiratorios? Los crustceos ispodos, como el bicho bolita, son de hbito terrestre, auque respiran a travs de

rganos branquiales ubicados en sus patas. Investiguen en qu lugar suelen vivir estos crustceos. Podran asociar el hbitat de estos animales con su rgano respiratorio?



El intercambio gaseoso en los insectos:Como medio respiratorio, el aire presenta ven-

tajas, ya que tiene una concentracin de O2

elevada. Adems los gases se difunden mu-

cho ms rpido en el aire que en el agua, y las

superficies respiratorias expuestas al aire no

tienen que ser ventiladas tan energticamente

como las branquias. Sin embargo, la superficie

respiratoria, que debe ser extensa y hmeda,

pierde agua hacia el aire continuamente me-

diante la evaporacin. Este problema disminu-

ye notablemente con una superficie respirato-

ria plegada en el cuerpo.

El sistema traqueal de los insectos, formados

por tubos que se ramifican por todo el cuerpo, es

una variante de superficie respiratoria interna

plegada. Los tubos ms grandes, denominados

trqueas, se abren hacia el exterior, mientras

que las ramas ms delgadas, las traqueolas, se

extienden hasta la superficie de las clulas, don-

de se produce el intercambio gaseoso por difu-

sin a travs del epitelio hmedo que reviste sus

extremos. Con casi todas las clulas del cuerpo a

una distancia muy corta del medio respiratorio,

el sistema circulatorio abierto de los insectos

no participa en el transporte de O2 y CO

2. En un

insecto pequeo la difusin a travs de las tr-

queas aporta suficiente O2 y elimina el CO

2 como

para mantener la respiracin celular. Los insec-

tos de mayor tamao, con demanda energtica

superior, ventilan su sistema traqueal mediante

movimientos corporales rtmicos que compri-

men y expanden unos ensanchamientos de las

trqueas (sacos areos) como si fuesen fuelles.

Los buzos de la naturaleza

El primer dispositivo que el hombre utiliz para explorar el mundo acutico fue un tubo conec-

tado a una bomba que le suministraba el oxgeno e impeda que se ahogara. Pues bien, este

sistema ya era utilizado por dos insectos: el escorpin acutico y el insecto palo acutico.

Estos buceadores tienen un apndice posterior en forma de tubo que dejan fuera del agua y

lleva el oxgeno del aire hasta los espirculos posteriores. Actualmente, los buzos llevan aco-

plados tubos que les proporcionan el oxgeno que necesitan. Este sistema es utilizado por di-

versos escarabajos acuticos que llevan consigo burbujas de aire. Algunos la llevan entre las

alas y el abdomen, mientras que otros pueden almacenar aire en zonas del cuerpo como las

antenas, provistas de pelos hidrfugos. Cuando el insecto se sumerge, el aire de la burbuja

contiene aproximadamente 80% de nitrgeno y 20% de oxgeno. A medida que el oxgeno es

consumido, la burbuja se contrae, aunque no desaparece porque en su mayor parte contiene

nitrgeno. Cuando la concentracin de oxgeno de la burbuja disminuye por debajo de la del

agua, el O2 se difunde desde esta hacia el interior de la burbuja. Sin embargo, la capacidad

de renovar el contenido de oxgeno de la burbuja dentro del agua va disminuyendo, por lo

que el escarabajo necesita peridicamente salir a la superficie para renovarla.



Los pulmones como rgano respiratorio:Los pulmones son cmaras que contienen su-

perficies respiratorias hmedas y delicadas

dentro del cuerpo, donde se reduce al mnimo

la prdida de agua y la pared corporal le pro-

porciona sostn. A diferencia del sistema tra-

queal que se ramifica por todo el cuerpo, los

pulmones se limitan a una sola ubicacin en

el interior del cuerpo y toman contacto con el

exterior por medio de una serie de tubos que

desembocan en las fosas nasales. Como la su-

perficie respiratoria no est en contacto directo

con las otras partes del cuerpo, los pulmones

estn irrigados por una gran cantidad de capi-

lares sanguneos que transportan los gases y

los distribuyen al resto del cuerpo a travs del

sistema circulatorio.

En la respiracin de los vertebrados el pro-

ceso que ventila los pulmones consiste en una

inspiracin, donde penetra el oxgeno atmosf-

rico por las cavidades nasales rumbo a los pul-

mones y en una espiracin, donde el dixido de

carbono es eliminado al exterior. Ambos pasos

constituyen un ciclo respiratorio.

Los anfibios utilizan branquias en la etapa

larvaria y pulmones en la forma adulta. Es-

tos pulmones son relativamente pequeos y

no proporcionan una superficie muy extensa,

por lo que dependen considerablemente de la

difusin a travs de otras superficies corpora-

les, como la piel, para el intercambio gaseoso.

Durante un ciclo respiratorio de una rana, los

msculos hacen descender el suelo de la cavi-

dad oral y empujan el aire por las fosas nasales.

Posteriormente, con las narices y la boca cerra-

das, el suelo de la cavidad oral se eleva y fuerza

el aire hacia la trquea.

Las escamas de los reptiles reducen la pr-

dida de agua a travs de la piel y permiten al

animal vivir en ambientes ms secos, pero,

al mismo tiempo, limitan la difusin de gases a

travs de la piel, por lo que los pulmones de los

reptiles estn mejor desarrollados que los de

los anfibios. Las tortugas son la nica excep-

cin, complementan la respiracin pulmonar

con el intercambio gaseoso a travs de superfi-

cies epiteliales hmedas en su boca y ano.

A diferencia de reptiles y anfibios, las aves

y mamferos dependen totalmente de los pul-

mones para respirar. El pulmn de las aves ha

desarrollado adaptaciones especiales que ha-

cen posible un intercambio extremadamente

eficiente de gases, lo cual es necesario para sa-

tisfacer la enorme demanda de energa del vue-

lo. A diferencia de los mamferos, en las aves el

aire circula por los pulmones en un nico sen-

tido. Esto se debe a que poseen tubos huecos de

paredes delgadas llamados parabronquios, que

permiten el paso de aire en ambas direcciones.

Cuando un ave inhala, hace pasar aire por los

parabronquios de los pulmones, donde se rea-

liza el intercambio gaseoso y simultneamente

introduce aire en espacios llamados sacos a-

reos. Al exhalar, el aire oxigenado de los sacos

pasa otra vez por los pulmones, lo que permite

al animal extraer oxgeno incluso cuando ex-

pulsa los gases.

Sistema respiratorio de las aves. La contraccin y

la relajacin de los sacos areos ventilan los pul-

mones porque fuerzan el aire en una sola direccin

por tubos pulmonares llamados parabronquios.



Exceptuando las aves, los pulmones son sacos

ciegos en todos los vertebrados que respiran

aire, por lo que los gases fluyen hacia adentro

y afuera siguiendo el mismo camino.

El aire entra en los pulmones por la cavi-

dad oral o nasal, donde es filtrado, calentado

y humidificado mientras fluye por un laberin-

to que se une a la faringe, una interseccin de

los caminos del aire y el alimento. Desde all,

el esfago conduce los alimentos hacia el es-

tmago y una nica va area conduce el aire

a los pulmones. Al comienzo de esta va area

est la laringe que alberga las cuerdas vocales.

La abertura de la laringe est protegida por un

pliegue cartilaginoso llamado epiglotis. Du-

rante la respiracin, la epiglotis est inclinada

hacia arriba permitiendo el flujo de aire, mien-

tras que durante la deglucin se inclina hacia

abajo y tapa la laringe, dirigiendo los alimen-

tos al esfago. Le sigue a la laringe la trquea

que mide unos 2 mm de dimetro y sus delga-

das paredes estn protegidas por anillos carti-

laginosos que la sostienen mientras cambia la

presin del aire durante el ciclo respiratorio. La

trquea se divide en dos bronquios, uno para

cada pulmn; estos se ramifican repetidamen-

te para generar un rbol de vas areas progre-

sivamente ms pequeas extendindose a to-

das las regiones pulmonares. La ramificacin

del rbol bronquial genera vas areas an ms

pequeas, los bronquiolos, donde el soporte

cartilaginoso desaparece. El epitelio que revis-

te las ramificaciones est cubierto por cilios y

una delgada capa de moco. El moco atrapa el

polvo, el polen y otras partculas contaminan-

tes y los cilios desplazan el moco hacia arriba

hasta la faringe, donde es deglutido hacia el

esfago o es expulsado tosiendo.

La ramificacin contina hasta que los

bronquiolos alcanzan un dimetro aun menor

y aparecen unas bolsas de paredes delgadas

llamadas alvolos, que son los sitios de inter-

cambio gaseoso. Cada alvolo est circundado

por redes de vasos sanguneos pequeos, los

capilares, cuyas paredes estn compuestas por

clulas endoteliales. Dado que tanto la pared

alveolar como las paredes capilares apenas tie-

nen una clula de espesor, el aire est muy cer-

ca de la sangre. Cada alvolo est revestido por

una capa delgada de lquido acuoso en donde

se disuelven los gases y se difunden a travs de

las membranas alveolar y capilar.

Sistema respiratorio pulmonar de los mamferos.

El aire ingresa por la nariz o la boca y pasa a la

faringe, luego a la laringe y desciende finalmente

por la trquea los bronquios y bronquiolos hasta

los alvolos pulmonar

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