Fisiología Animal: Digestión, Respiración, Circulación y Excreción

Digestión en Invertebrados

Cnidarios

Presentan un tipo de digestión mixta. Capturan las presas con los tentáculos que rodean la abertura de la cavidad gastrovascular. Unas células urticantes, los cnidocitos, les inoculan sustancias que producen su parálisis. En la cavidad gastrovascular, experimentan una digestión parcial gracias al vertido de enzimas digestivas. Las partículas semidigeridas son captadas mediante endocitosis.

Artrópodos

Poseen un aparato digestivo completo. Presentan diversos tipos de apéndices bucales (ej. forcipulas). El esófago es corto y el estómago se diversifica en un buche (almacenador) y una molleja (trituradora). En Crustáceos, destacan el hepatopáncreas y el molinillo gástrico.

Equinodermos

Poseen un aparato digestivo completo. La boca ocupa una posición central, a menudo con una estructura de entrada especializada como la linterna de Aristóteles (en erizos de mar). El esófago es corto.

Platelmintos

Presentan digestión mixta. Poseen un esbozo de tubo digestivo compuesto por boca, esófago e intestino, pero carecen de ano. Los excrementos se almacenan en el extremo ciego y se eliminan mediante un ‘lavado intestinal’ o por la boca.

Anélidos

Poseen digestión extracelular. Su tubo digestivo es completo, incluyendo boca, faringe, esófago, buche, molleja e intestino (especializado en la digestión y absorción de nutrientes), y ano.

Moluscos

Poseen un tubo digestivo completo. La boca está especializada en función del tipo de alimentación. En Gasterópodos, destaca el órgano masticador llamado rádula. El intestino se abre al exterior por el ano, y en él vierten las enzimas digestivas una glándula, el hepatopáncreas.

Respiración Animal

Características de las Superficies Respiratorias

  • Las paredes de la superficie donde se produce el intercambio de gases deben ser delgadas para favorecer la difusión de estos.
  • Las superficies deben estar húmedas, ya que los gases las atraviesan en disolución. Los animales acuáticos no tienen dificultades para cumplir este requisito, pues sus superficies respiratorias están bañadas por el agua externa. En cambio, los animales terrestres deben desarrollar sistemas que mantengan la humedad.
  • Las superficies deben estar revestidas por una red capilar del sistema circulatorio, por el que circulen líquidos internos con moléculas como la hemoglobina, encargadas del transporte de los gases entre la superficie respiratoria y las células.

Tipos de Superficies Respiratorias

Respiración Cutánea

La respiración cutánea implica que los gases disueltos en el medio se difunden por los líquidos circulantes internos a través de la piel, que se mantiene húmeda gracias a las secreciones mucosas. Una densa red capilar distribuye los gases por todas las células del organismo.

Respiración Traqueal

La respiración traqueal es característica de los artrópodos terrestres, que cuentan con un sistema interno de tubos húmedos y ramificados: las tráqueas. Las tráqueas se abren al exterior por orificios llamados espiráculos, generalmente provistos de válvulas reguladas por músculos. Estas válvulas permiten ajustar el intercambio gaseoso en función de las necesidades de oxígeno. En las traqueolas se produce el intercambio de gases por difusión directa.

Respiración Branquial

La respiración branquial es propia de medios acuáticos. Si se proyectan hacia el exterior y no están protegidas, se denominan branquias externas. Si se alojan en una cavidad y están protegidas por alguna estructura, se denominan branquias internas.

Branquias Externas

Las branquias externas presentan diferentes formas: filamentosas, laminares o arborescentes. Suelen estar ligadas a la vida larvaria. Son frágiles, entorpecen la locomoción y carecen de mecanismos de ventilación.

Branquias Internas

Las branquias internas son muy eficientes, como las de los peces óseos. Están cubiertas y protegidas por una placa (el opérculo). Cada branquia está formada por numerosos filamentos con láminas branquiales muy capilarizadas.

Respiración Pulmonar

La respiración pulmonar es el sistema más eficaz. Se distinguen dos tipos:

Pulmones de Difusión

Los pulmones de difusión son primitivos. Se componen de una cámara sencilla con muchos pliegues internos. No necesitan un sistema de ventilación, ya que se comunican con el exterior por un orificio siempre abierto (ej. en invertebrados terrestres).

Pulmones de Ventilación

Los pulmones de ventilación están formados por dos cámaras subdivididas en alvéolos. La comunicación con el exterior se realiza a través de las vías respiratorias por una serie de tubos cartilaginosos. Los alvéolos proporcionan al pulmón su aspecto esponjoso y son el lugar donde se produce el intercambio gaseoso.

Intercambio y Transporte de Gases

  • El intercambio de gases se realiza por difusión.
  • El transporte de gases se realiza principalmente por moléculas como la hemoglobina.

Sistemas Circulatorios

Líquidos Circulantes

Los líquidos circulantes están constituidos por agua, sales minerales, proteínas, elementos celulares y diferentes pigmentos encargados de transportar los gases.

  • La hidrolinfa: Presente en equinodermos. Su función es el transporte de nutrientes y de desechos metabólicos.
  • La hemolinfa: Presente en moluscos y artrópodos. Contiene pigmentos respiratorios como la hemocianina, con misión respiratoria.
  • La sangre: En los vertebrados, incluye como principal pigmento respiratorio la hemoglobina. En los anélidos, el pigmento es la hemoeritrina.
  • La linfa: Es exclusiva de los vertebrados. Su composición es similar al plasma sanguíneo y contiene lípidos y leucocitos.

Excreción Animal

Productos de Desecho

Productos no nitrogenados

  • El CO2: Se elimina mediante la respiración.
  • El H2O: Se elimina por el aparato excretor, transpiración y espiración (a través de la piel).
  • Las sales minerales: Se eliminan por la orina y el sudor.
  • Los pigmentos biliares: Se eliminan en las heces.

Productos nitrogenados

Son altamente tóxicos.

  • Los amonotélicos: Excretan amoniaco, que necesita gran cantidad de agua para diluirse (ej. peces).
  • Los uricotélicos: Excretan ácido úrico, una molécula insoluble que se expulsa en forma de cristales, minimizando las pérdidas de agua. Adaptado a ambientes secos (ej. insectos, aves).
  • Los urotélicos: Excretan urea, menos tóxica que el amoniaco (ej. anfibios, reptiles, quelonios y mamíferos).

Órganos Excretores de Invertebrados

  • Los protonefridios: Consisten en una serie de tubos cerrados y ramificados, cuyos extremos internos terminan en células ciliadas (las células flamígeras) que captan los productos de desecho. En el interior del tubo, los solenocitos hacen circular el líquido excretor. Una vez reabsorbido el exceso de agua, el producto final se elimina por poros excretores.
  • Los metanefridios: Son tubos abiertos por ambos extremos. El extremo interno se abre al celoma y tiene forma de embudo rodeado por cilios (el nefrostoma). El otro extremo se abre al exterior por un poro, el nefridioporo. El líquido celomático, que contiene los productos de desecho, es recogido por los cilios del nefrostoma y pasa a los tubos, donde las sustancias útiles son reabsorbidas. Los desechos salen al exterior por el nefridioporo.
  • Los tubos de Malpighi: Consisten en delgadas evaginaciones del tubo digestivo, cerradas por el extremo que está en contacto con la cavidad corporal y abiertas por el que está en contacto con el tubo digestivo. En ellos se filtra la hemolinfa y el agua se recupera en el intestino posterior.
  • Las glándulas verdes (o glándulas antenales/maxilares): Se localizan en la base de las antenas o de los maxilares. Poseen un saco que recoge los productos de desecho, un tubo en el que se reabsorben las sustancias útiles y una vejiga desde la que se eliminan los desechos a través del nefridioporo.

La Nefrona

La nefrona consta de un corpúsculo renal, donde se produce la filtración del líquido plasmático sanguíneo. También incluye un túbulo contorneado de longitud variable con diferentes especializaciones morfológicas y funcionales, donde tienen lugar los procesos de reabsorción y eliminación activa de los solutos. Los túbulos de varias nefronas se reúnen en conductos colectores y finalmente desembocan en el uréter.

Nefronas de Mamíferos

Las nefronas de mamíferos están formadas por el corpúsculo de Malpighi, que se compone del glomérulo y de la cápsula de Bowman. El túbulo contorneado se distingue en tres zonas: el túbulo contorneado proximal, el asa de Henle y el túbulo contorneado distal.