Una ameba de un charco en la Ciénaga de Zapata resuelve su nutrición con una sola célula; una jutía o un cocodrilo cubano necesitan varios sistemas de órganos coordinados y kilómetros de vasos sanguíneos. Todos los animales enfrentan los mismos cuatro problemas (obtener materia, intercambiar gases, transportarlo todo y eliminar desechos), que son las funciones vegetativas y los resuelven con estructuras muy distintas.
Las cuatro funciones de la nutrición
Cuando almuerzas arroz congrí con frijoles y sales a jugar pelota, tus células musculares reciben glucosa y oxígeno casi al instante, mientras tu cuerpo expulsa dióxido de carbono, calor y orina. ¿Cómo se coordinan estructuras tan distintas como el intestino, los pulmones, el corazón y los riñones para sostener la actividad de cada célula?
Hay tres niveles que no debes mezclar. La ventilación pulmonar mueve el aire hacia dentro y fuera de los pulmones. El intercambio de gases ocurre en los alvéolos (respiración externa: el aire cede $\mathrm{O_2}$ a la sangre) y en los tejidos (respiración interna: la sangre cede $\mathrm{O_2}$ a las células). La respiración celular ocurre en la mitocondria. La sangre es el puente que transporta los gases entre los pulmones y las células.
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Enumera los cuatro procesos de la nutrición animal y explica en una frase la función de cada uno, indicando qué le ocurriría a una célula si fallara cualquiera de ellos.
Enumera los cuatro procesos de la nutrición animal y explica en una frase la función de cada uno, indicando qué le ocurriría a una célula si fallara cualquiera de ellos.
Diferencia ventilación pulmonar, intercambio de gases (respiración externa e interna) y respiración celular, indicando dónde ocurre cada proceso y qué papel juega la…
Diferencia ventilación pulmonar, intercambio de gases (respiración externa e interna) y respiración celular, indicando dónde ocurre cada proceso y qué papel juega la sangre entre ellos.
Compara la respiración branquial, traqueal y pulmonar: en qué grupo de animales aparece cada una, qué superficie de intercambio utiliza y a qué medio (acuático o…
Compara la respiración branquial, traqueal y pulmonar: en qué grupo de animales aparece cada una, qué superficie de intercambio utiliza y a qué medio (acuático o terrestre) está adaptada.
Para profundizar en cada función, consulta las páginas de Homeostasia: respiración (HOMEOS-RESPADAP), transporte (HOMEOS-TRANSPOR) y excreción (HOMEOS-EXCRECIO). Aquí solo se comparan las estructuras entre grupos de animales.
El sistema digestivo humano
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Ordena el recorrido de un bocado de alimento por el tubo digestivo humano, desde la boca hasta el ano, nombrando todos los órganos que atraviesa.
Ordena el recorrido de un bocado de alimento por el tubo digestivo humano, desde la boca hasta el ano, nombrando todos los órganos que atraviesa.
Nombra las glándulas anexas del aparato digestivo humano (glándulas salivales, hígado y páncreas) e indica qué sustancia vierte cada una al tubo digestivo y para qué…
Nombra las glándulas anexas del aparato digestivo humano (glándulas salivales, hígado y páncreas) e indica qué sustancia vierte cada una al tubo digestivo y para qué sirve.
Explica las dos funciones del estómago (mecánica y química) y razona por qué su jugo ácido no digiere la propia pared del estómago (capa de mucus, renovación celular).
Explica las dos funciones del estómago (mecánica y química) y razona por qué su jugo ácido no digiere la propia pared del estómago (capa de mucus, renovación celular).
Indica en qué tramo del tubo digestivo se absorbe la mayoría de los nutrientes y describe las adaptaciones que multiplican su superficie (longitud, pliegues,…
Indica en qué tramo del tubo digestivo se absorbe la mayoría de los nutrientes y describe las adaptaciones que multiplican su superficie (longitud, pliegues, vellosidades y microvellosidades).
Observa la imagen del aparato digestivo humano. a) Describe qué le ocurre al alimento en las estructuras 1, 4 y 8. b) Indica qué estructuras numeradas son glándulas…
Observa la imagen del aparato digestivo humano. a) Describe qué le ocurre al alimento en las estructuras 1, 4 y 8. b) Indica qué estructuras numeradas son glándulas anexas, es decir, las que no forman parte del tubo digestivo, y qué vierte cada una al tubo. c) Ordena según el recorrido del bolo las estructuras 1, 3, 4, 8, 9 y 11.
El hígado es la «central metabólica» del cuerpo: describe tres de sus funciones (almacenamiento de glucógeno, fabricación de urea, producción de bilis, desintoxicación)…
El hígado es la «central metabólica» del cuerpo: describe tres de sus funciones (almacenamiento de glucógeno, fabricación de urea, producción de bilis, desintoxicación) y razona por qué su fallo afecta a la vez a la digestión, a la excreción y a la composición de la sangre.
Esta sección resume los sistemas humanos; el detalle de cada uno está en HOMEOS-RESPADAP (respiración), HOMEOS-TRANSPOR (transporte) y HOMEOS-EXCRECIO (excreción).
Al subir corriendo la loma del Morro en La Habana, la frecuencia respiratoria y las pulsaciones aumentan al mismo tiempo, mientras la producción de orina disminuye para no perder agua. ¿Qué tienen en común las vías respiratorias, los vasos sanguíneos y las nefronas para acoplar sus ritmos de intercambio y transporte?
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Explica la función del riñón en la formación de la orina y qué sustancias elimina, y diferencia excreción (urea, sales, agua) de egestión (heces), razonando por qué las…
Explica la función del riñón en la formación de la orina y qué sustancias elimina, y diferencia excreción (urea, sales, agua) de egestión (heces), razonando por qué las heces no son producto del metabolismo celular.
Describe el recorrido del aire desde la nariz hasta los alvéolos (faringe, laringe, tráquea, bronquios, bronquiolos) y explica qué adaptaciones hacen del alvéolo un…
Describe el recorrido del aire desde la nariz hasta los alvéolos (faringe, laringe, tráquea, bronquios, bronquiolos) y explica qué adaptaciones hacen del alvéolo un lugar ideal para el intercambio gaseoso (pared finísima, red capilar, humedad, superficie total).
El aire inspirado contiene un $21\ \%$ de $\text{O}2$ y un $0{,}04\ \%$ de $\text{CO}2$; el espirado, un $16\ \%$ de $\text{O}2$ y un $4\ \%$ de $\text{CO}2$. Interpreta…
El aire inspirado contiene un $21\ \%$ de $\text{O}_2$ y un $0{,}04\ \%$ de $\text{CO}_2$; el espirado, un $16\ \%$ de $\text{O}_2$ y un $4\ \%$ de $\text{CO}_2$. Interpreta esas cifras: qué demuestran sobre la eficiencia del intercambio, por qué no se extrae todo el oxígeno y por qué la respiración boca a boca puede oxigenar a otra persona.
Describe el recorrido de la sangre por los circuitos menor y mayor partiendo del ventrículo derecho, nombrando las cavidades cardíacas, las válvulas y los grandes vasos…
Describe el recorrido de la sangre por los circuitos menor y mayor partiendo del ventrículo derecho, nombrando las cavidades cardíacas, las válvulas y los grandes vasos que atraviesa, y explica qué cambio sufre la sangre en los pulmones y en los tejidos.
Compara la estructura de arterias, venas y capilares (grosor y composición de la pared, diámetro, presencia de válvulas) y relaciónala con su función y con la presión de…
Compara la estructura de arterias, venas y capilares (grosor y composición de la pared, diámetro, presencia de válvulas) y relaciónala con su función y con la presión de la sangre que transportan.
Ernesto toca una olla caliente y retira la mano antes de pensar "me quemé". Una hora después de comer, su páncreas libera insulina y su glucosa en sangre baja poco a poco. Los dos son respuestas a un cambio, pero una dura un instante y la otra horas. ¿Cómo logra el cuerpo ajustar la digestión, la respiración, la circulación y la excreción a lo que pasa dentro y fuera de él?
Para que los aparatos de la nutrición trabajen al ritmo que necesita el cuerpo, el animal percibe el medio y responde de forma coordinada: es la autorregulación mediante la regulación nerviosa y hormonal. Dos sistemas la reparten.
Rasgo
Sistema nervioso
Sistema endocrino
Señal
Impulso eléctrico y neurotransmisores
Hormonas en la sangre
Vía
Neuronas y nervios
Torrente sanguíneo
Rapidez
Milisegundos
Segundos a horas
Duración
Breve
Sostenida
Precisión
Muy localizada (un músculo, una glándula)
Amplia (muchos órganos a la vez)
Ejemplo
Retirar la mano de algo caliente
Insulina y glucagón regulan la glucosa
¿Por qué dos sistemas? Una señal eléctrica por un nervio llega rápido a un punto exacto, pero se apaga pronto. Una hormona tarda más en viajar por la sangre, pero llega a muchos órganos y mantiene su efecto: sirve para ajustes largos como el nivel de glucosa o el crecimiento.
Ambos suelen trabajar con retroalimentación negativa: cuando el valor regresa al normal, la respuesta se detiene. Así, la glucosa alta libera insulina, la glucosa baja y la liberación de insulina disminuye.
Relacionar estructuras con el modo de vida
Los animales resuelven las mismas necesidades (las funciones vegetativas) con órganos diferentes como adaptaciones a su modo de vida. La comparación debe explicar qué función mejora cada estructura, no limitarse a memorizar nombres.
Función
Ejemplos de soluciones
Digestión
Cavidad con una abertura en cnidarios; tubo con boca y ano en muchos grupos, que permite especialización regional
Intercambio gaseoso
Superficie corporal, branquias, tráqueas o pulmones según el grupo y el medio
Transporte
Circulación abierta en artrópodos; cerrada en anélidos y vertebrados; en insectos las tráqueas llevan el oxígeno directamente a los tejidos
Excreción
Nefridios (lombriz), túbulos de Malpighi (insectos) o riñones (vertebrados); relacionar la eliminación nitrogenada con el ahorro de agua
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Reto del tema. Diseña un informe comparativo sobre la respuesta fisiológica y estructural al esfuerzo en el reino animal. 1. Obtención de datos: Consulta en la web del…
Reto del tema. Diseña un informe comparativo sobre la respuesta fisiológica y estructural al esfuerzo en el reino animal.
Obtención de datos: Consulta en la web del Instituto de Meteorología (INSMET) la temperatura actual de tu municipio. A continuación, mide tu frecuencia cardíaca ($f_c$) y tu frecuencia respiratoria ($f_r$) en reposo y justo después de subir escaleras a paso ligero durante $1,5$ minutos.
Integración humana: Elabora una tabla con tus datos y justifica cómo coordinan tus aparatos (digestivo, respiratorio, circulatorio y excretor) el aporte de nutrientes y $O_2$ a los tejidos, así como la termorregulación y la eliminación de desechos metabólicos durante el ejercicio.
Fisiología comparada: Elige un invertebrado (por ejemplo, un saltamontes) y redacta una propuesta razonada explicando cómo sus estructuras de nutrición (tubo digestivo, tráqueas, sistema circulatorio abierto y tubos de Malpighi) resolverían metabólicamente ese mismo incremento de actividad a la temperatura ambiental registrada.
Producto final: Informe breve (máximo dos páginas) con tabla de datos propios y análisis funcional comparativo.
Se valorará:
Precisión en la toma, tabulación e interpretación de los datos fisiológicos y meteorológicos.
Rigor al explicar la acción coordinada de los cuatro sistemas de nutrición en humanos frente al esfuerzo.
Coherencia científica al comparar las estructuras homólogas y análogas entre vertebrados e invertebrados.
Vuelve al principio: la ameba intercambia sustancias directamente con su entorno por difusión porque su volumen es diminuto; una jutía o un cocodrilo cubano necesitan órganos de gran superficie replegados hacia el interior, un sistema circulatorio que comunique a todas sus células con el exterior y sistemas nervioso y endocrino que coordinen todo el conjunto.
Resumen
¡A practicar! 8 ejercicios de nivel medio en este apartado
