Mecanismos de Respiración y Digestión en el Reino Animal
La Respiración en los Animales
La respiración en los animales se divide en dos niveles fundamentales:
- Respiración celular:
+ Energía (ATP). - Respiración externa: Proceso mediante el cual los animales captan oxígeno (O2) del exterior y eliminan el dióxido de carbono (CO2) resultante del metabolismo.
Mecanismo de intercambio gaseoso
El intercambio de gases ocurre por difusión, donde los gases pasan de un medio de mayor presión parcial a uno de menor presión a través de una superficie respiratoria. Esta superficie debe cumplir tres requisitos esenciales:
- Tener paredes muy delgadas.
- Estar húmeda.
- Estar vascularizada para facilitar el transporte de gases.
Tipos de sistemas respiratorios
Animales sin aparato respiratorio
Esta condición es propia de animales poco evolucionados como poríferos, cnidarios y platelmintos. Su funcionamiento se basa en:
- Intercambio por difusión directa: Todas las células están en contacto con el agua.
- Inconvenientes: Limita el tamaño del animal, obliga a una organización corporal sencilla y el metabolismo es muy lento debido a la poca cantidad de O2 obtenida.
Branquias externas
Son expansiones blandas y muy vascularizadas que se encuentran fuera del cuerpo. Surgen por la necesidad de captar más oxígeno ante la baja concentración de este en el agua y su diferencia de densidad respecto al aire. Estas estructuras aumentan la superficie de intercambio y permiten mover el agua. Sin embargo, son vulnerables, aunque algunos animales pueden replegarlas para protegerlas de depredadores. Ejemplos: Anélidos marinos, algunos crustáceos y moluscos gasterópodos.
Branquias internas
A diferencia de las externas, estas se encuentran dentro del cuerpo o protegidas por estructuras (como el opérculo en los peces), lo que las resguarda de depredadores. En este caso, el animal debe forzar al agua a pasar por ellas para obtener oxígeno.
La estructura de un pez
Las branquias son muy eficientes gracias a su ramificación. El agua pasa por los arcos branquiales, luego por los filamentos y finalmente por las lamelas branquiales, que son láminas muy finas que ofrecen una máxima superficie de absorción.
Camino del gas
Boca (O2) → Branquias → Capilares sanguíneos → Células (donde se cambia el O2 por CO2) → Branquias de nuevo → Salida por el opérculo (CO2).
Respiración cutánea
Consiste en el intercambio de gases a través de la piel. Para ello, la piel debe ser fina, permeable a los gases, carecer de protección externa y estar muy vascularizada. Es característica de platelmintos, anélidos terrestres (lombrices) y anfibios. Estos animales suelen ser pequeños para mantener una gran superficie corporal en relación con su volumen.
Respiración traqueal
Es propia de insectos, arácnidos y miriápodos. En este sistema, el aire sigue un camino directo desde el exterior hasta cada una de las células, sin necesidad de que la sangre intervenga en el transporte de gases:
- Espiráculos (O2): El aire entra por estos pequeños orificios situados en el abdomen.
- Tráqueas (O2): Conductos gruesos y cartilaginosos que transportan el aire.
- Sacos aéreos (O2): En insectos voladores, funcionan como reserva o facilitan la ventilación.
- Traqueolas (O2): Ramificaciones finas que penetran en los tejidos.
- Células (Intercambio): Las traqueolas entregan O2 y recogen CO2.
- Camino de salida (CO2): El gas sigue el camino inverso: traqueolas → tráqueas → espiráculos.
Respiración pulmonar
Utiliza órganos en forma de saco adaptados para la vida terrestre. Existen dos variantes principales:
- Pulmones de difusión: Tienen forma de «libro» (láminas superpuestas) y están permanentemente abiertos al exterior. Se encuentran en arácnidos y gasterópodos terrestres.
- Pulmones de ventilación: Propios de vertebrados, con una evolución creciente en complejidad:
- Anfibios: Sacos simples con superficie reducida; dependen también de la respiración cutánea.
- Reptiles: Pulmones con repliegues internos y movimientos torácicos.
- Aves: Poseen sacos aéreos que permiten un flujo continuo de aire y menor peso para el vuelo.
- Mamíferos: Sistema de bronquios, bronquiolos y alvéolos con una enorme superficie de intercambio, apoyado por el diafragma.
El Proceso Digestivo en los Animales
Modelos de aparato digestivo
Animales sin aparato digestivo
Propio de los poríferos (esponjas). Realizan una digestión intracelular utilizando células especializadas llamadas coanocitos, que tapizan su interior. Estas células poseen flagelos que filtran el agua para retener el alimento, el cual es digerido por los lisosomas.
Cavidad gastrovascular
Propia de cnidarios (medusas) y platelmintos. Poseen una cavidad interna donde se digiere el alimento con un orificio único que funciona como boca y ano. Realizan una digestión mixta: comienza de forma extracelular en la cavidad (mediante enzimas) y se completa de forma intracelular.
Tubo digestivo
Es el sistema del resto de los animales. Se caracteriza por una digestión extracelular y por estar regionalizado, dividido en: boca, faringe, esófago, estómago e intestino.
Peculiaridades por grupos
- Anélidos: Cuentan con un buche para almacenar el alimento y una molleja (órgano para triturar).
- Moluscos: Tienen una rádula (lengua raspadora) y los cefalópodos añaden un pico de loro (mandíbulas trituradoras). Poseen el hepatopáncreas, glándula que vierte enzimas al estómago.
- Insectos: Presentan glándulas salivales y aparatos bucales diversos según su alimentación.
- Equinodermos: Destaca la linterna de Aristóteles, un aparato masticador en el orificio de entrada.
- Vertebrados: Poseen el sistema más complejo con:
- Esfínteres: Anillos musculares (cardias, píloro) que aseguran el avance unidireccional.
- Glándulas anejas: Hígado, páncreas y glándulas salivales.
- Peristaltismo: Movimientos musculares involuntarios que empujan el alimento.
- Control hormonal: El cerebro regula el hambre y la saciedad según el estado del estómago.