Tema 7 Nutricin en Animales FUNCIN DE NUTRICIN

Tema 7: Nutrición en Animales

FUNCIÓN DE NUTRICIÓN • • Es el proceso por el que los animales obtienen materia y energía para realizar las funciones vitales y formar sus estructuras. PROCESOS: - Ingestión: Captura de los nutrientes. - Digestión: Degradación del alimento en partículas asimilables. - Respiración: Obtención de oxígeno para la combustión de la materia orgánica y obtenergía. - Transporte: Distribución de los nutrientes por los sistemas de transporte. - Metabolismo: Reacciones que se producen en las células. - Excreción: Expulsión de sustancias de desecho al exterior.

CAPTURA Y SELECCIÓN DE ALIMENTO • • Alimento líquido Los endoparásitos viven en el interior de los seres vivos y suelen obtener los nutrientes a través de sus cubiertas (tenia). Los ectoparásitos poseen mecanismos picadores y chupadores para obtener los nutrientes. Alimento sólido - Micrófagos: Son animales filtradores acuáticos que crean corrientes para tomas las partículas del agua sin selección (mejillón). Otros toman sedimentos del suelo y sacan de ellos nutrientes (lombriz) - Macrófagos: Animales masticadores que utilizan dientes, apéndices bucales y molleja. Animales engullidores que capturan grandes presas( serpientes). Animales trituradores que trituran y raspan como el caracol con la rádula.

TIPOS DE DIGESTIÓN • • La digestión consiste en degradar las moléculas obtenidas del exterior y transformarlas en moléculas sencillas asimilables por las células. DIGESTIÓN INTRACELULAR. Se realiza en el interior de las células. Las sustancias entran en ellas directamente o por endocitosis. Si es necesario degradarlas se encargan los lisosomas. Se realiza en seres unicelulares o en seres primitivos con poco requerimiento energético y en los que sus células pueden conseguir todas su alimento. Protozoos y esponjas.

• DIGESTIÓN MIXTA Comienza con una rudimentaria digestión extracelular en una cavidad gastrovascular, donde unas enzimas digestivas degradan el alimento capturado La digestión en esta cavidad no es completa y los alimentos degradados pasan al interior de las células a continuar una digestión extracelular. La presentan animales con mayor masa corporal, con mayores necesidades energéticas y en los que no todas las células están en contacto con el exterior Se realiza en celentéreos y gusanos planos.

• DIGESTIÓN EXTRACELULAR Se realiza completamente en el exterior de las células. Son animales con mayor masa corporal y mas necesidades, por lo que utilizan alimentos más grandes que hay que degradar para lo que utilizan un tubo digestivo. Se dan dos tipos de transformaciones: D. mecánica en la que fragmentan el alimento para degradarlo más fácilmente y una D. química que mediante enzimas transforman el alimento en moléculas sencillas y asimilables Aparece a partir de gusanos evolucionados.

PARTES DE UN APARATO DIGESTIVO • • Zona de recepción: Boca Presentan estructuras para ayudarse a captar y triturar el alimento como tentáculos, apéndices, dientes, pico. . Los depredadores han desarrollado estructuras para inmovilizar, cazar y triturar a las presas (pinzas, picos, dientes, mandíbulas) Los herbívoros estructuras para raspar y cortar las hojas (rádula, dientes, pico. . ) Los que se alimentan de líquidos estructuras para absorben el alimento ( estiletes, espiritrompas…) A partir de artrópodos terrestres presentan glándulas. Zona de conducción: Faringe. Esófago. Son estructuras musculosas y el esófago presenta movimientos peristálticos En aves, anélidos y algunos insectos existe un ensanchamiento llamado buche.

• Zona de inicio de la digestión: Estómago. Puede presentar distintas formas. Existe el monocavitario y tetracavitario Presenta movimientos peristálticos. Los jugos gástricos colaboran en la digestión química. En algunos se encuentra la molleja como órgano triturador. • Zona de digestión final y absorción: Intestino delgado. Longitud variable según el tipo de alimentación. A veces presenta ciegos y vellosidades que aumentan la superficie de absorción Se reducen los movimientos peristálticos

• Zona de formación de excrementos: Intestino grueso. Se produce la absorción de agua y formación de heces. Termina en el ano que suele desembocar en una cloaca.

DIGESTIÓN EN LOS PORÍFEROS • • Las esponjas no poseen estructuras especializadas. Cada célula se encarga de capturar los nutrientes. Por tanto presentan digestión intracelular. Tienen el cuerpo cubierto de poros, en los que se encuentran unas células con flagelo que crean corrientes, ayudando a pasar el agua. El agua entra por los poros, las células captan los nutrientes y el agua sobrante sale por el ósculo.

DIGESTIÓN EN CNIDARIOS • • Presentan una cavidad gastrovascular, en donde entra el alimento por un único orificio, que hace las veces de boca y ano. El alimento se va degradando en esta cavidad con la ayuda de enzimas digestivas. Comienza siendo una digestión extracelular, pasando los nutrientes parcialmente degradados a las células para completar una digestión intracelular. Por tanto este grupo presenta una digestión mixta. Para su digestión se ayuda con unos tentáculos, situados generalmente rodeando al orificio de entrada y salida y unas células urticantes, con un flagelo que por contacto se despliega y paralizan a las presas.

DIGESTIÓN EN GUSANOS PLANOS • • Tiene un único orificio que hace las veces de boca y ano (protóstomos) y un tubo digestivo incompleto con faringe, esófago e intestino ciego. Presentan digestión mixta.

DIGESTIÓN EN GUSANOS NEMATODOS • Posee un tubo digestivo completo pero primitivo y dos orificios, boca y ano(deuteróstomos). Su digestión es extracelular. Suelen ser animales parásitos.

DIGESTIÓN EN GUSANOS ANÉLIDOS • Posee tubo digestivo completo, boca, faringe, esófago, buche, molleja, intestino y ano. La lombriz de tierra ingiere arena directamente, que se va almacenando en el buche para pasar a la molleja, que actúa como órgano triturador. En el intestino se absorben los nutrientes y los restos se eliminan por el ano que desemboca en una cloaca. Su digestión es extracelular

DIGESTIÓN EN MOLUSCOS • • • Tubo digestivo completo con estructuras en la boca para ayudarse en la ingestión: Rádula( estructura quitinosa que sirve para raspar el alimento ), palpos labiales y mandíbula. Digestión extracelular. Comienzan a tener importancia las glándulas digestivas como el hepatopancreas. GASTERÓPODOS: presentan una lengua con dientes a modo de sierra para raspar las hojas, llamada rádula.

• BIVALVOS: Presentan unos palpos labiales alrededor de la boca, para crear corrientes de agua y capturar el alimento ( no presentan rádula)

• CEFALÓPODOS. Presentan tentáculos con los que se ayudan a cazar pequeñas presas que desgarran con una mandíbula denominada pico de loro. ( tienen rádula)

NUTRICIÓN EN ARTRÓPODOS • • Tubo digestivo completo con estructuras asociadas a la boca para la alimentación, diferentes según el grupo y la forma de alimentación. Adquieren más importancia las glándulas. CRUSTACEOS. Presentan apéndices alrededor de la boca y los dos primeros se han modificado en potentes pinzas para cazar a las presas ( QUELÍCEROS).

• ARÁCNIDOS. En la base de la boca presentan quelíceros con una uña para inyectar veneno y matar a las presas. Segregan unas enzimas al exterior para iniciar una degradación del alimento Los escorpiones también se ayudan con pedipalpos para cazar.

• INSECTOS. Según el tipo de alimentación aparecen diferentes estructuras

• MIRIAPODOS. El primer y segundo par de apéndices se modifican para formar una mandíbula.

NUTRICIÓN EN EQUINODERMOS • EQUINOIDEOS. Los erizos de mar presentan un tubo digestivo completo, con una boca en la cara ventral y el ano en la cara dorsal. Alrededor de la boca presenta unos pequeños dientes calizos que forman la linterna de Aristóteles. El intestino es largo y sinuoso.

• Asteroideos y Ofiuroideos. Presenta tubo digestivo completo, con una boca en la cara ventral y el ano en la cara dorsal. No presentan mandíbulas y el intestino llega hasta el final de los brazos de forma ciega.

• Holoturoideos. Presentan cuerpo alargado y tubo digestivo completo. En un extremo tienen la boca rodeada de numerosos tentáculos

NUTRICIÓN EN VERTEBRADOS • • • Presentan boca con dientes excepto en aves que tienen pico y molleja y las tortugas pico. El estómago puede ser monocavitario o tetracavitario. Los rumiantes por su alimentación necesitan realizar un proceso de fermentación. Toman la hierva sin masticar y la almacenan en la panza o rumen durante dos horas donde los microorganismos realizan la fermentación. Posteriormente regurgitan la comida para triturarla en la boca con unos potentes molares, luego se pasa a las otras cavidades retículo, omaso y abomaso para realizar la digestión química Aumentan las vellosidades intestinales y las microvellosidades para facilitar la absorción. Gran importancia de las glándulas digestivas El intestino desemboca en el ano, que lo hace en una cavidad en la cloaca excepto en mamíferos

FUNCIÓN RESPIRATORIA. NECESIDADES • • Deben obtener oxígeno para realizar la combustión de los nutrientes asimilados y obtener el máximo rendimiento energético. Deben eliminar el dióxido de carbono que se obtiene en los procesos de respiración. En animales sencillos y de vida acuática el oxígeno disuelto en el agua pasa sin dificultad por difusión a todas las células a través de la superficie corporal. En animales más complejos no es suficiente la difusión directa y aparecen estructuras especializadas, que deben ser: - Grandes para una mayor superficie de contacto. - Con paredes muy finas. - Mantenerse húmedas

DIFUSIÓN DIRECTA • • • Aparece en animales primitivos: esponjas, celentéreos, platelmintos, y nemátodos. Los animales poseen pocas capas de células y el oxígeno pasa directamente a las células y se distribuye por difusión. Sólo permite distancias cortas. Requiere superficies corporales muy finas. Es un problema en animales de gran tamaño y de grandes necesidades de oxígeno.

RESPIRACIÓN CUTANEA • • El oxígeno atraviesa el tegumento y pasa a los capilares sanguíneos y de esta forma se distribuye. Se necesita un tegumento fino y permeable, húmedo y vascularizado. Sólo aparece en animales que viven en medio acuoso o húmedo que no necesiten cubiertas protectoras. Importante en gusanos evolucionados y anfibios.

RESPIRACIÓN BRANQUIAL • • • Es un órgano respiratorio para la vida acuática en la que el contenido de oxígeno es menor. Las branquias son expansiones muy ramificadas, con el epitelio muy fino y muy vascularizadas. Aparece en poliquetos acuáticos, muchos crustáceos, moluscos acuáticos, equinodermos, peces y anfibios (renacuajo).

• BRANQUIAS EXTERNAS Aparecen en gusanos marinos, muchos crustáceos, larvas de insectos, equinodermos y renacuajos de anfibios. Son expansiones de la superficie corporal hacia el exterior. No tienen sistema de ventilación y están obligados a moverse ellos o moverlas continuamente o depender de las corrientes de agua. Presentan problemas: - Se rompen fácilmente. - A veces dificultan el movimiento. - Al estar muy vascularizadas resultan muy visibles para los depredadores

• BRANQUIAS INTERNAS Aparecen en moluscos y peces. Se introducen en una cavidad lo que permite mayor protección. Requiere mecanismos para que el agua se ponga en contacto con ella. En moluscos se encuentran en la cavidad paleal. El agua entra y sale de esta cavidad mediante sifones

• • En los peces las branquias se encuentran en la cámara branquial. La entrada del agua se realiza por el mecanismo de bombas. En la bomba buco-faringea se abre la boca y entra el agua en la cavidad, permaneciendo el opérculo cerrado. El agua se pone en contacto con las branquias y obtienen el oxígeno y devuelven el dióxido de carbono. En la bomba opercular se cierra la boca, se abre el opérculo y el agua sale lateralmente por el opérculo o las hendiduras branquiales.

RESPIRACIÓN TRAQUEAL • • • El medio terrestre es más hostil y las branquias se secarían y se colapsarían. En el medio terrestre la concentración de oxígeno es mayor. Aparece una red de tubos, recubierto de quitina, con ramificaciones que comunican el exterior, por unos orificios llamados espiráculos con la cavidad interna. En los más evolucionadas los espiráculos poseen unas válvulas que abren y cierran para reducir la perdida de agua y la entrada de partículas Ocupan gran parte del espacio corporal y los animales con una gran tasa metabólica deberían tener muchas traqueas, ocupando mucho espacio y aumentando el peso; por tanto no es eficaz. El aire entra por las traqueas de fondo ciego donde una membrana permite el intercambio de gases por difusión. Se en artrópodos terrestres

RESPIRACIÓN PULMONAR • • Existen algunos animales que tienen formas de respiración que no se ajustan a las formas convencionales. Los moluscos terrestres presentan una cavidad paleal, formada entre el manto y la masa visceral, que hace las veces de pulmones. Los peces pueden utilizar la vejiga natatoria a modo de pulmón cuando las condiciones de su entorno les impide utilizar las branquias. El intercambio de gases se realiza por difusión sin que existan mecanismos ventilatorios.

• • • En vertebrados terrestres aparecen pulmones que son invaginaciones de la superficie respiratoria, muy finas y vascularizada para el intercambio de gases Su grado de complejidad aumenta y los sistemas ventilatorios también ya que se ayudan con los intercostales y el diafragma según el grado evolutivo de los grupos. En anfibios son dos simples sacos que ofrecen poca superficie de intercambio, por eso para ellos la respiración cutánea es muy importante. Tragan el aire que llega a los pulmones y se produce el intercambio.

• • • En reptiles, animales terrestres, han tenido que cubrir el cuerpo de estructuras protectores y la respiración cutánea no es eficaz. Aumenta la superficie de intercambio de los pulmones. Se ayudan de los músculos intercostales

• • • En aves aumentan los repliegues en los pulmones para ampliar la superficie de intercambio. Se ayudan en la respiración con los intercostales Presentan unas prolongaciones, llamadas sacos aéreos que se asocian a los huesos, para darles consistencia sin que pesen en exceso. Los sacos aéreos no realizan el intercambio de gases como lo hacen los pulmones

• • • En mamíferos los pulmones alcanzan el mayor grado de complejidad La ventilación pulmonar se ayuda con los intercostales y el diafragma. Presentan las vías respiratoria más completas

FUNCIÓN CIRCULATORIA. NECESIDADES. • • • Los procesos vitales en los animales requieren moléculas y oxígeno para el metabolismo. Al mismo tiempo necesitan eliminar sustancias de desecho. Los seres unicelulares y pluricelulares sencillos tienen suficiente con la difusión. En animales más complejos no están en contacto todos los tejidos con el exterior y la difusión es un sistema lento sólo válido para distancias cortas; por ello necesitan un sistema de transporte. Esto se complica en animales terrestres, en el que las superficies corporales se impermeabilizan por la hostilidad del medio.

TIPOS DE SISTEMA CIRCULATORIO • • SISTEMA CIRCULATORIO ABIERTO Los fluidos corporales (hemolinfa) circulan por vasos que terminan pronto y los líquidos desembocan en unas lagunas que bañan directamente los tejidos. Se produce el intercambio de sustancias con las células y después la hemolinfa es recogida por otros vasos para llevarla de nuevo a los sistemas respiratorios. Mantiene una presión muy baja, siendo lento e ineficaz en animales grandes. SISTEMA CIRCULATORIO CERRADO. Los líquidos circulantes( sangre) siempre va por vasos, formando una red continua. El intercambio se produce a través de las paredes de los capilares. Mantienen una mayor presión, es más rápido y eficaz

COMPONENTES DE UN SISTEMA CIRCULATORIO • LÍQUIDOS CIRCULANTES. Contienen nutrientes y moléculas de excreción. En animales de baja tasa metabólica el oxígeno circula disuelto en los fluidos: En los de alta tasa metabólica no tienen bastante y aparecen pigmentos respiratorios, para transportar más oxígeno. En algunos animales estos pigmentos van incluidos en células para disminuir los problemas osmóticos Líquidos importantes: Hidrolinfa ( formado por agua de mar que circula por el aparato ambulacral), El sistema ambulacral pertenece al grupo de los equinodermos y se asocia con la locomoción y circulación de los gases en sangre. hemolinfa (animales con sistema circulatorio abierto sangre y linfa( en animales con sistema circulatorio cerrado)

• CONDUCTOS. VASOS. En los sistemas circulatorios abiertos se habla de vasos, que son pocos y se limitan a llevar la hemolinfa. No realizan intercambio. En los sistemas circulatorios cerrados aparecen: - Arterias: Paredes musculosas para ayudar a mantener una presión sanguínea adecuada. que sacan la sangre del corazón. - Capilares: Son tubos muy finos que presentan un endotelio para el intercambio. Pueden formas redes, plexos capilares. - Venas: Son tubos con pared musculosa, menor que las arterias. Presentan válvulas para impedir el retroceso. Devuelven la sangre al corazón. - Arteriolas: unen arterias y capilares. - Vénulas: unen venas y capilares

MECANISMOS DE PROPULSIÓN • • Inicialmente son los propios movimientos corporales, los que ayudan a la circulación y no presentan bombas impulsoras. A veces se producen ensanchamientos de los vasos que pueden contraerse y ayudar en la circulación, corazones accesorios. Corazones tubulares que son simples ensanchamientos de un vaso. Corazones tabicados divididos en aurículas y ventrículos

EVOLUCIÓN DE A. CIRCULATORIOS • • Los invertebrados primitivos no poseen sistemas especiales, utilizan la difusión. ANELIDOS. Presentan un sistema circulatorio cerrado. Poseen un vaso dorsal y un vaso ventral unidos en cada anillo por vasos transversales. Presentan corazones accesorios

• MOLUSCOS. Sistema circulatorio abierto Un corazón tabicado con una o dos aurículas y un ventrículo, dentro de una cavidad pericárdica a la que llega la hemolinfa desde las branquias ayudado por bombas succionadoras. La hemolinfa sale del ventrículo por la arteria aorta y va a los tejidos, se produce el intercambio y se pierde presión , después tiene que ir a las branquias y se ayuda para ello con bombas succionadoras en la base de las branquias.

• ARTROPODOS Sistema circulatorio abierto. Corazón tubular y dorsal metido en una cámara pericárdica musculosa perforada por orificios llamados ostiolos para la succión. Se ayuda con bombas succionadoras.

• EQUINODERMOS Presenta un sistema especial llamado aparato ambulacral por el que circula la hidrolinfa y se comunica con el exterior por unos tubos que terminan en una ventosa, los pies ambulacrales. Le sirve para crear corrientes que ayudan al movimiento, y para circulación de nutrientes y desechos por el interior del cuerpo del animal.

• VERTEBRADOS - Sistema circulatorio cerrado simple Corazón con una aurícula y un ventrículo. La sangre en un circuito completo pasa una sola vez por el corazón. Aparece en los peces.

- Sistema circulatorio cerrado doble e incompleto. La sangre pasa dos veces por el corazón en un circuito completo El corazón posee dos aurículas y un ventrículo. Al tener un solo ventrículo la sangre oxigenada y sin oxigenar se mezclan. Aparece en anfibios y reptiles. Los reptiles tienen mecanismos para evitar la mezcla de sangre en el ventrículo: Asincronía de la contracción, repliegues en el interior del ventrículo y un septo o tabique inicia una separación y se completa en los cocodrilos.

- Sistema circulatorio cerrado doble y completo La sangre en un circuito completo pasa dos veces por el corazón. El corazón presenta dos aurículas y dos ventrículos. Al tener dos ventrículos no se mezcla la sangre. Presentando dos circuitos completamente independientes; circulación mayor y menor. Aparece en cocodrilos, aves y mamíferos

FUNCIÓN EXCRETORA • • El metabolismo de las células libera sustancias al medio que son inútiles e incluso perjudiciales para el organismo y se deben eliminar. Además se encarga de la homeostasis, mantener el medio interno , regulando el agua y la concentración de sales

PRODUCTOS DE EXCRECIÓN • • PRODUCTOS NO NOTROGENADOS Dióxido de carbono por las vías respiratorias y agua por las vías respiratorias y el aparato excretor. PRODUCTOS NITROGENADOS Proceden del catabolismo de proteínas y ácidos nucleicos, sobre todo de la desaminación de los aminoácidos, que liberan amoniaco que es tóxico y se necesita eliminar rápido Animales amonotélicos Expulsan directamente el amoniaco. Deben diluirlo para rebajar su toxicidad y al ser muy soluble se elimina fácilmente. Se pierde mucha agua y sólo es válida para animales que viven en el agua y pueden recuperar el agua perdida. Invertebrados y vertebrados acuáticos.

Animales ueretelicos. Transforman el amoniaco en urea, en el hígado, que es menos tóxica y hay que diluirlo menos. En animales que deben evitar la pérdida de agua en grandes cantidades. Aparece en anfibios, algunos reptiles ( quelonios), mamíferos y peces elasmobranquios. Animales uricotélicos. Transforman el amoniaco en ácido úrico, es muy insoluble y permite una excreción casi sólida y supone un gran ahorro de agua. El ácido úrico tiene baja toxicidad, por tanto puede almacenarse un tiempo sin problema. Aparece en insectos, reptiles y aves

APARATOS EXCRETORES • • Las esponjas, cnidarios nemátodos y equinodermos no spseen estructuras especializadas y utilizan la difusión. Platelmintos Poseen protonefridios, que son tubos ramificados ciegos en un extremo, con cilios en su interior, que comunican con el exterior del cuerpo poros. Las sustancias se filtran por el extremo ciego y por los cilios se mueven por el tubo y sale al exterior por los poros.

• Anélidos y moluscos Poseen metanefridios, que son unos tubos en forma de embudo ciliado que se abren en la cavidad corporal y desembocan al exterior por un poro. Con la ayuda de los cilios entran las sustancias por el nefrostoma, a través del tubo se reabsorbe los válido y el resto sale por el poro al exterior Aparece en anélidos y moluscos

• Insectos y arañas. Poseen tubos de malpigio, que son unos tubos ciegos que captan las sustancias de la cavidad corporal y desembocan en el intestino. Tienen un primer producto de orina primaria que en el intestino vuelve a procesarse, y extrae algunos nutrientes extra obteniendo una orina final

• Crustáceos. Presentan glándulas verdes, que son estructuras tubulares en número par que terminan en un saco ciego y desemboca en la base de las antenas. Las sustancias se filtran, se reabsorbe las sustancias válidas a lo largo del tubo y el resto se almacena en una vejiga que se abre por un poro en la base de las antenas.

• Vertebrados Está formado por la unión de muchas nefronas, que se van complicando en el grupo y se organizan en un riñón. Del riñón parte un uréter que en reptiles y mamíferos desembocan en la vejiga urinaria, que salvo en mamíferos desemboca por la uretra en la cloaca.

FORMACIÓN DE LA ORINA • Al riñón llega la arteria renal y forma un ovillo de capilares que se situa en la capsula de Bowman. Se produce la filtración de los capilares a la capsula, no pasando proteínas ni células. El liquido filtrado recorre el tubo proximal, asa de Henle y tubo distal. Estos conductos están rodeados de capilares que reabsorben agua y moléculas útiles y el resto llega a un tubo colector junto con otras nefronas. Del riñón la orina pasa a los uréteres y se acumula temporalmente en la vejiga urinaria