Nutrición y Digestión en Biología: Procesos Esenciales y Diversidad Animal

Conceptos Fundamentales de Nutrición

La nutrición es el conjunto de procesos mediante los cuales los seres vivos incorporan sustancias del exterior, las transforman en su propia materia viva y obtienen energía para mantener sus funciones vitales.

La nutrición implica varios procesos clave:

  • Incorporación y procesamiento de los alimentos para obtener nutrientes: a través del aparato digestivo.
  • Incorporación de nutrientes gaseosos: mediante el aparato respiratorio.
  • Transporte de nutrientes a las células y eliminación de desechos: a cargo del aparato circulatorio.
  • Utilización de nutrientes: proceso conocido como metabolismo.
  • Eliminación de desechos: a través de los aparatos digestivo, respiratorio y excretor.

Tipos de Nutrición Heterótrofa

Existen diferentes tipos de nutrición heterótrofa, siendo la holozoica una de las más destacadas:

  • Holozoica

    El organismo ingiere sus alimentos en forma sólida y los digiere para obtener los nutrientes que contienen. Este proceso incluye las etapas de captura, ingestión, digestión y absorción. Ejemplos: Animales (herbívoros, carnívoros, omnívoros).

Clasificación de Organismos por Alimentación

La alimentación se refiere a la ingesta de alimentos que contienen los nutrientes. En este proceso interviene principalmente el aparato digestivo. Se pueden clasificar los organismos según el tamaño de las partículas que ingieren:

  • Micrófagos

    Ingesta de partículas pequeñas; generalmente no seleccionan. Ejemplos: filtradores, sedimentívoros.

  • Macrófagos

    Ingesta de partículas de tamaño considerable; sí seleccionan. Ejemplos: depredadores, necrófagos.

Organismos Macrófagos

Depredadores

Necrófagos

  • Protozoos
  • Cnidarios
  • Gasterópodos marinos y cefalópodos
  • Estrellas de mar
  • Todos los arácnidos
  • Numerosos peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos
  • Las larvas de muchos insectos
  • Algunos coleópteros adultos
  • Algunas aves (cuervos, buitres y marabúes)
  • Algunos mamíferos como hienas (combinan necrofagia con depredación)

Organismos Micrófagos

Filtradores

Sedimentívoros

Micrófagos de Superficie

Organismos que se Alimentan de Líquidos

  • Esponjas
  • Rotíferos
  • Briozoos
  • Crustáceos
  • Moluscos bivalvos
  • Peces filtradores
  • Ballenas
  • Poliquetos sedentarios
  • Tunicados
  • Lombrices de tierra
  • Algunos anélidos
  • Algunas larvas acuáticas
  • Holoturias
  • Poliquetos errantes
  • Moluscos bivalvos
  • Algunos peces
  • Vaca
  • Elefantes, jirafas
  • Erizos de mar
  • Estrellas de mar y algunos moluscos
  • Orugas
  • Parásitos intestinales (ej. tenias)
  • Hematófagos (ej. sanguijuelas, ácaros y mosquitos)
  • Pulgones (succionadores de savia)
  • Lamedores de néctar (ej. abejas, mariposas y colibríes)

Procesos del Aparato Digestivo

Los procesos fundamentales del aparato digestivo son:

  • Captura e ingestión del alimento.
  • Digestión: Transformación del alimento en nutrientes utilizables por las células.
  • Absorción: Paso de los nutrientes al aparato circulatorio.
  • Defecación: Eliminación de las sustancias no utilizables del alimento.

Digestión: Mecanismos y Tipos

La digestión es el proceso de transformación de las macromoléculas del alimento en pequeñas moléculas aptas para ser absorbidas por las células. Se distinguen dos tipos de procesos:

  • Física (o mecánica)
  • Química (mediada por enzimas hidrolíticas)

Tipos de Digestión

Intracelular

Extracelular

Mixta

  • El alimento capturado queda englobado en una vacuola.
  • Los lisosomas vierten enzimas digestivas en la vacuola.
  • Al finalizar la digestión, la materia orgánica pasa al citoplasma.
  • Expulsión de residuos no digeribles.

Se produce fuera de las células, en el interior del aparato digestivo, donde se vierten enzimas:

  • Cavidad gastrovascular: Saco con un solo orificio de entrada y salida (ej. cnidarios).
  • Tubo digestivo: Tubo con orificio de entrada (boca) y salida (ano). Presenta regiones diferenciadas: boca, esófago, estómago, intestino, y glándulas anejas (salivares, páncreas, hígado).

Se lleva a cabo en dos etapas: primero extracelular y luego intracelular.

Evolución del Aparato Digestivo en Invertebrados

La evolución del aparato digestivo en invertebrados muestra las siguientes tendencias:

  • Paso de la digestión intracelular a la extracelular.
  • Aparición de estructuras trituradoras.
  • Aparición de glándulas digestivas.
  • Desarrollo de un tubo digestivo completo con dos aberturas (boca y ano).
  • Regionalización del tubo digestivo.

Diversidad de Aparatos Digestivos por Filo

  • Poríferos

    • Sin aparato digestivo definido.
    • Son filtradores.
    • Realizan digestión intracelular.
    • Los coanocitos filtran el agua y llevan a cabo la digestión intracelular en sus lisosomas.
  • Cnidarios

    • Digestión mixta.
    • Son carnívoros.
    • Poseen una sola abertura.
    • Presentan cnidoblastos en los tentáculos.
    • La digestión extracelular se realiza en la cavidad gastrovascular.
    • Completan la digestión en el interior de las células que fagocitan el alimento.
  • Platelmintos

    • Digestión mixta.
    • Poseen un único orificio ventral.
    • Tubo digestivo ciego y ramificado.
    • Los parásitos pueden carecer de tubo digestivo.
  • Anélidos

    • Digestión extracelular.
    • Tubo digestivo completo con las siguientes regiones: boca, faringe, esófago, buche, molleja, intestino (digestión y absorción) y ano (egestión).
    • En la sanguijuela:
      • Boca provista de una mandíbula situada en el centro de una ventosa.
      • La faringe actúa como una bomba aspirante con glándulas secretoras de hirudina (anticoagulante).
      • El intestino tiene expansiones laterales con fondo ciego, donde almacenan la sangre.
  • Nematodos

    • Digestión extracelular.
    • Tubo digestivo completo con: boca (rodeada de labios con dentículos, placas, etc., para la captura de alimentos, formando una cápsula bucal), faringe, intestino, recto y ano.
  • Moluscos

    • Digestión extracelular.
    • Tubo digestivo completo con: boca (a menudo con rádula para roer el alimento), faringe, esófago, estómago, intestino y ano.
    • Presentan glándula hepatopáncreas.
    • Los bivalvos carecen de rádula y son filtradores.
    • Los cefalópodos poseen una mandíbula córnea en forma de pico.
  • Equinodermos

    • Digestión extracelular.
    • Boca en posición ventral.
    • Los erizos poseen un aparato masticador, formado por 5 mandíbulas.
    • Esófago y estómago de gran tamaño.
    • Intestino y ano en posición dorsal.
    • Son carnívoros, carroñeros o filtradores.
  • Artrópodos

    • Digestión extracelular.
    • Gran variedad de estructuras digestivas.
    • Los mandibulados presentan apéndices bucales.
    • Faringe y esófago.
    • Estómago con expansiones o ciegos gástricos.
    • Intestino con glándulas secretoras de enzimas. Se diferencia en:
      • Intestino medio o glandular: Responsable de la digestión y absorción (a veces con ciegos).
      • Intestino posterior o terminal: Encargado de la absorción de agua y la formación de heces, con el ano para la eliminación.