La Nutrición en los Animales: procesos digestivos, respiratorios y excretores

Biología, Geología y Ciencias Ambientales

La Nutrición en los Animales

les DominGo miraL Biología , Geología y Ciencias Ambientales 1º Bachillerato TEMA 2.2: LA NUTRICIÓN EN LOS ANIMALES

Introducción a la Nutrición Animal

1- INTRODUCCIÓN

La mariposa Polyommatus icarus toma el néctar de la orquídea Orchis militaris. 1les DominGo miraL Biología , Geología y Ciencias Ambientales 1º Bachillerato Los animales son organismos heterótrofos que han de tomar alimentos orgánicos elaborados por otros seres vivos. Los alimentos son productos de origen animal o vegetal y contienen biomoléculas complejas, de las que se obtienen los nutrientes que las células incorporan en sus rutas metabólicas. La nutrición es el conjunto de procesos mediante la cual los animales obtienen la materia necesaria para crecer y mantener las estructuras corporales, y la energía necesaria para el desarrollo de las funciones vitales. Incluye los siguientes procesos:

1. Digestión: descomposición de los alimentos (sustancias orgánicas complejas) en nutrientes (biomoléculas sencillas).
2. Respiración: intercambio de gases (O2 y CO2) con el medio.
3. Circulación: aporte de nutrientes y de O2 a las células y recogida de las sustancias de desecho generadas por el metabolismo de éstas.
4. Metabolismo: conjunto de reacciones químicas que se producen en la célula para obtener energía (por respiración aerobia) o sintetizar biomoléculas.
5. Excreción: eliminación de productos de desecho metabólico (inútiles o tóxicos) y mantenimiento de la homeostasis.

En los animales más sencillos, las células están en contacto más o menos directo con el medio externo, del que toman los nutrientes y al que expulsan los desechos. Conforme aumenta la complejidad, las células se alejan de este medio externo y surge la necesidad de la aparición de aparatos específicos para cada uno de estos procesos.

La Digestión en Animales

2- LA DIGESTIÓN EN LOS ANIMALES La alimentación de los animales puede ser herbívora (procedente de vegetales) carnívora (procedente de otros animales) u omnívora (ambos orígenes). En el proceso digestivo, se extraen los nutrientes de los alimentos para que pasen al fluido circulatorio. Consta de cuatro fases: ingestión, digestión absorción y egestión. La ingestión consiste en la captura e introducción de los alimentos en el organismo. Se realiza en la boca y puede ser de dos tipos:

1. Pasiva, presente en animales sésiles o de movimientos lentos y consistente en la toma de alimentos de tamaño muy reducido (micrófagos). Hay varias modalidades:
   • Los filtradores retienen en filtros las partículas alimenticias que flotan en el agua, conduciéndola hacia la boca mediante corrientes de agua originadas por células ciliadas (coanocitos de poríferos o branquias ciliadas de bivalvos), a través de las propias corrientes del medio (gusanos tubícolas) o con su propio movimiento (crustáceos y ballenas con barbas).
   • Los detritívoros se alimentan de partículas presentes en los sedimentos que ingieren (algunos anélidos, bivalvos, holoturias, etc)
   • Los fluidófagos absorben líquidos nutritivos (sangre, savia, néctar) a través de bocas chupadoras (mosquitos, abejas, lepidópteros) o ventosas con dientes (sanguijuelas y lampreas). También se incluyen parásitos intestinales que absorben el quilo a través de la pared del organismo (tenias)
2. Activa: mediante un sistema de captación, el animal captura y sujeta el alimento, ya de un tamaño considerable (macrófagos). Es propio de animales más activos y presenta estructuras específicas como la rádula (gasterópodos), los tentáculos (celentéreos y cefalópodos), los apéndices bucales (artrópodos), los dientes (vertebrados) y el pico córneo (aves o quelonios).

2Ties DominGo miraL Biología , Geología y Ciencias Ambientales 1º Bachillerato La digestión es la transformación de las biomoléculas complejas que contienen los alimentos en los nutrientes sencillos que van a necesitar las células. Es un proceso mecánico (trituración de los alimentos) y químico (degradación de las biomoléculas en sus monómeros). La digestión química puede efectuarse de tres maneras: intracelular (en el interior de células mediante los lisosomas), mixta (en dos etapas: primero extracelular en la cavidad gastrovascular y posteriormente intracelular) y extracelular (se realiza fuera de las células, en cavidades internas propias del tubo digestivo). La absorción es el proceso en el que los nutrientes pasan desde el interior del aparato digestivo al líquido circulatorio del animal, para ser distribuidos por todo el organismo. Se realiza a través de una superficie de absorción formada por un epitelio. La egestión es la expulsión de las sustancias no absorbidas de los alimentos mediante la defecación (eliminación de heces sólidas), deyección de heces líquidas o regurgitación por la boca de restos no digeribles.

Aparatos Digestivos

2.1- LOS APARATOS DIGESTIVOS La necesidad de un aparato digestivo surge en el reino animal cuando se pasa de una digestión intracelular a otra extracelular en una serie de cavidades. Se definen dos estadíos evolutivos:

Cavidad gastrovascular Boca 1. Cavidad gastrovascular: ocupa el centro del organismo del animal y se comunica con el exterior a través de una única apertura que hace de boca y de ano. Celentéreos y platelmintos.

Crop Gizzard Esophagus Intestine Pharynx Anus Mouth 2. Tubo digestivo: con dos aperturas (boca y ano) que hacen que el flujo de los alimentos sea unidireccional y se haga así más efectiva la digestión. Por otra parte, las regiones de este tubo se especializan en cada una de las fases del proceso digestivo. Además del paso de una digestión intracelular a extracelular (pasando por la mixta) y de una cavidad gastrovascular a un tubo digestivo, se definen otras tendencias evolutivas en los aparatos digestivos:

• Regionalización del tubo digestivo en órganos especializados, incluyendo los trituradores encargados la digestión mecánica. Se desarrolla la musculatura lisa para favorecer la peristalsis y aparecen esfínteres que controlan el paso de los alimentos de un órgano a otro.
• Aparición de glándulas digestivas anejas que producen jugos digestivos con enzimas hidrolíticas que realizan la digestión química.
• Aumento de la superficie de absorción intestinal mediante la aparición de estructuras como vellosidades y ciegos.

3les DominGo miraL Biología , Geología y Ciencias Ambientales 1º Bachillerato Anatomía de los aparatos digestivos:

Los poríferos son filtradores. El agua entra por los poros y sale por el ósculo. La digestión es intracelular y los realizan los coanocitos que tapizan el atrio. Water out Osculum Central Sponge cavity wall Water in through, pores - Pore Epidermal cell Spicule Central cavity Collar Flagellum Collar cell (choanocyte) Ratnas anteriores del intestino Mancha ocular Ramas posteriores del intestino Aurícula Boca Faringe Crop Gizzard Esophagus Intestine Anus Mouth Los moluscos tienen un tubo digestivo con glándulas anejas (salivares y hepatopáncreas). Los gasterópodos presentan una rádula raspadora y los cefalópodos un pico córneo. esófago buche molleja ano recto intestino mandíbulas glándulas salivares En los crustáceos hay un estómago de dos cámaras (el saco cardíaco masticador y el saco pilórico glandular. Placa madreporica Ano Sistema ambulacral Púa Pie ambulacral Tubo digestivo Conducto ambulacral Gónada Boca Branquias Diente (Linterna de Aristóteles) Coelom Gonads Nephridium Heart MANTLE Stomach Shell Mantle cavity Radula Radula Anus Mouth Foor Mouth Esophagus VISCERAL MASS Nerve cords Insectos: con glándulas salivares y un molinillo gástrico (molleja trituradora). Hay una gran variedad de aparatos bucales, adaptados a cada tipo de alimentación: masticador, lamedor, chupador o picador. Esófago Buche Proventrículo Intestino Recto Ano Corazón Boca Tubos de Malpighi Sistema nervioso Equinodermos: tienen una boca ventral y un ano dorsal. Los erizos tienen un aparato masticador (la linterna de Aristóteles) y las estrellas de mar, un estómago con ciegos pilóricos que es eyectable, ya que realiza una digestión externa (estrellas de mar). Cavidad gastrovascular Boca Los cnidarios poseen tentáculos urticantes con cnidioblastos y presentan digestión mixta en una cavidad gastrovascular con una sola apertura. Los platelmintos tienen un tubo digestivo muy ramificado, pero con una sola abertura (la boca). Su digestión es mixta. Algunos platelmintos parásitos del intestino como la tenia carecen de aparato digestivo ya que absorben los nutrientes directamente por la piel. En los anélidos, el tubo digestivo ya tiene dos aperturas: boca y ano. Además presenta partes especializadas (boca, faringe, esófago, buche, molleja, intestino y ano). La digestión ya es extracelular. T Sistema nervioso Intestine Amoeboid cell

Aparato Digestivo de Vertebrados

4Ties DominGo miraL Biología , Geología y Ciencias Ambientales 1º Bachillerato El aparato digestivo de los vertebrados consta de un tubo digestivo con partes muy especializadas y glándulas anejas que vierten sus productos en él. Se compone de los siguientes órganos: TUBO DIGESTIVO

• Boca (con pico, dientes y/o lengua)
• Faringe: sección compartida con el aparato respiratorio que posee una membrana (epiglotis) que cierra la laringe durante la deglución.
• Esófago: tubo musculoso (con una dilatación lateral, el buche, en aves).
• Estómago: dilatación musculosa con glándulas gástricas. Puede ser monogástrico, digástrico (molleja trituradora y estómago glandular, en aves) o tetragástrico (panza, libro, redecilla y cuajar en rumiantes).
• Intestino medio o delgado, dividido en varias partes: duodeno (con glándulas intestinales), yeyuno, ileon y ciegos intestinales (en herbívoros).
• Intestino terminal o grueso, con tres tramos: ciego, colon y recto.
• Ano: orificio que se abre al exterior sólo o reunido con los conductos excretor y reproductivo en la cloaca (aves, anfibios y reptiles).
• A lo largo del tubo hay esfínteres que regulan el tránsito (cardias, píloro, válvula ileocecal y ano).

GLÁNDULAS ANEJAS

• Salivares (en los tetrá- podos), producen saliva
• Hígado (vesícula biliar), produce bilis
• Páncreas, produce jugo pancreático.

masticación y digestión en la boca ciego esófago vesícula biliar yeyuno hígado páncreas estómago boca colon transporte esofágico digestión estomacal recto ano duodeno ileon digestión y absorción de nutrientes tránsito eliminación

Fisiología del Aparato Digestivo de Vertebrados

2.2 FISIOLOGÍA DEL APARATO DIGESTIVO DE LOS VERTEBRADOS La digestión mecánica produce la trituración de los alimentos para que puedan transitar por el tubo digestivo y favorecer la acción de digestión química. Se realiuza mediante los siguientes mecanismos:

• En la boca se inicia la trituración de los alimentos mediante la masticación. En peces, anfibios y reptiles, los dientes sirven para atrapar y desgarrar el alimento. Es en los mamíferos donde se encuentra una dentición más especializada, existiendo dientes para cortar (incisivos), para desgarrar (caninos) y para triturar (premolares y molares). La presencia y el desarrollo de estos dientes depende del tipo de alimentación del animal. La lengua musculosa y móvil de los tetrápodos ayuda a la masticación e insalivación del alimento, aunque en anfibios y algunos reptiles sirve para capturar las presas. Además, en él está instalado el sentido del gusto.
• Una vez formado el bolo alimenticio en la boca, éste pasa por la faringe hacia el esófago mediante la deglución (el acto de tragar). Durante este proceso, la epiglotis obstruye el orificio por el que entra el aire hacia la laringe (glotis) para impedir la entrada del alimento.
• En el esófago, el bolo avanza hacia el estómago gracias a los movimientos peristálticos, generados por una contracción a modo de ondas de la musculatura lisa 5