La nutrición en los animales

A diferencia de las plantas, los animales no pueden fabricar su propio alimento. La nutrición heterótrofa es el proceso mediante el cual los animales obtienen energía y materiales para crecer a partir de la materia orgánica preformada (procedente de otros seres vivos).

Es fundamental distinguir dos conceptos que a menudo se confunden:

• Alimentación: Es el acto voluntario y consciente de ingerir alimentos.
• Nutrición: Es el conjunto de procesos involuntarios (digestión, respiración, circulación y excreción) que ocurren en el interior del organismo para extraer los nutrientes de esos alimentos y llevarlos a las células.

La nutrición tiene como objetivo final la obtención de energía y la renovación de las estructuras celulares.

Para que una célula del pie de un elefante o del ala de una mariposa reciba alimento, el cuerpo debe realizar cuatro etapas críticas:

1. Ingestión y digestión: Entrada del alimento y su transformación en moléculas sencillas (nutrientes).
2. Intercambio de gases: Captación de oxígeno ($O_2$) necesario para "quemar" los nutrientes en la respiración celular y eliminación del dióxido de carbono ($CO_2$).
3. Transporte: Reparto de los nutrientes y el oxígeno a todas las células del cuerpo mediante un fluido.
4. Excreción: Eliminación de los productos de desecho generados por el metabolismo celular.

La complejidad de estos aparatos varía según el grupo animal, pero sus funciones son constantes:

• Aparato digestivo: Prepara los alimentos.
• Aparato respiratorio: Capta $O_2$ y expulsa $CO_2$.
• Aparato circulatorio: Conecta todos los sistemas, transportando sustancias y calor.
• Aparato excretor: Limpia la sangre de sustancias tóxicas.

En los invertebrados, observamos una evolución desde sistemas muy simples a tubos complejos:

• Poríferos (esponjas): Realizan una digestión intracelular. No tienen aparato digestivo; unas células llamadas coanocitos atrapan partículas de agua y las digieren dentro de la propia célula.
• Cnidarios (medusas y pólipos): Poseen una cavidad gastrovascular con una sola abertura (boca/ano). La digestión es mixta: parte fuera de las células y parte dentro.
• Anélidos (lombrices): Presentan ya un tubo digestivo completo con dos aberturas, lo que permite una digestión secuencial y más eficiente.

Los vertebrados presentan un tubo digestivo altamente especializado compuesto por:

1. Boca: Donde comienza la digestión mecánica (dientes) y química (saliva).
2. Esófago y Estómago: Almacén y degradación ácida.
3. Intestino delgado y grueso: Absorción de nutrientes y agua.

Además, cuentan con glándulas anejas esenciales: el hígado (produce bilis para las grasas) y el páncreas (produce jugos digestivos potentes).

Las adaptaciones anatómicas dependen de la dieta: los herbívoros suelen tener tubos digestivos mucho más largos y estómagos complejos (como los rumiantes) para digerir la celulosa, mientras que los carnívoros tienen tubos más cortos y estómagos simples.

Una vez digerido el alimento, los nutrientes deben pasar al torrente sanguíneo. Esto ocurre principalmente en el intestino delgado a través de las vellosidades intestinales, que son pliegues que aumentan enormemente la superficie de contacto. Los restos que no pueden ser digeridos se compactan y se expulsan mediante la egestión o defecación.

El oxígeno es vital para obtener energía. Dependiendo del medio, los animales usan distintos sistemas:

• Respiración cutánea: El intercambio ocurre por difusión a través de la piel. Esta debe ser muy fina y estar siempre húmeda (ej. lombrices y anfibios).
• Respiración branquial: Las branquias son láminas muy finas ricas en vasos sanguíneos. Pueden ser externas (más expuestas) o internas (protegidas por un opérculo en peces óseos). Son la adaptación perfecta al medio acuático.

• Respiración traqueal: Típica de insectos. Consiste en una red de tubos (tráqueas) que conectan directamente el exterior con los tejidos a través de orificios llamados espiráculos. No necesitan al sistema circulatorio para transportar gases.
• Respiración pulmonar: Los pulmones son cavidades internas protegidas. En las aves, existen los sacos aéreos, que actúan como fuelles permitiendo que el aire fluya continuamente, lo que les da una eficiencia energética enorme para el vuelo.

Independientemente del sistema, el proceso físico es el mismo: el $O_2$ entra a favor de gradiente de concentración y el $CO_2$ sale. Las superficies de intercambio deben ser siempre finas, extensas y estar húmedas para facilitar este paso de moléculas.

El sistema circulatorio es el "servicio de mensajería" del cuerpo. Utiliza líquidos como la hemolinfa (en muchos invertebrados) o la sangre (en vertebrados y anélidos). Estos líquidos circulan por:

• Arterias: Salen del corazón (paredes gruesas).
• Venas: Vuelven al corazón (tienen válvulas para evitar el retroceso).
• Capilares: Vasos microscópicos donde ocurre el intercambio real con las células.

• Sistema abierto: El líquido de transporte sale de los vasos y baña directamente las células en cavidades llamadas lagunas hemocélicas. Es típico de artrópodos y la mayoría de moluscos. Es un sistema lento.
• Sistema cerrado: El líquido nunca sale de los vasos. Es mucho más eficiente y permite presiones más altas, ideal para animales grandes o muy activos (vertebrados y cefalópodos).

La complejidad del corazón define el modelo:

1. Circulación simple (Peces): La sangre pasa una sola vez por el corazón en cada vuelta. El corazón solo tiene una aurícula y un ventrículo.
2. Circulación doble incompleta (Anfibios y Reptiles): La sangre pasa dos veces por el corazón, pero en el ventrículo se mezcla la sangre rica en oxígeno con la pobre en oxígeno.
3. Circulación doble completa (Aves y Mamíferos): El corazón está totalmente tabicado (4 cavidades). No hay mezcla de sangre venosa y arterial, lo que maximiza el rendimiento energético.

Las células, al trabajar, producen basura química:

• Dióxido de carbono: Se expulsa por los pulmones/branquias.
• Desechos nitrogenados: Proceden de las proteínas. Según el animal, se expulsa como amoníaco (muy tóxico, requiere mucha agua), urea (menos tóxica, típica de mamíferos) o ácido úrico (en forma de pasta, para ahorrar agua en aves y reptiles).

• Nefridios: Tubos que filtran el líquido corporal (anélidos).
• Glándulas verdes: Situadas en la base de las antenas de los crustáceos.
• Tubos de Malpighi: Tubos que recogen desechos de la hemolinfa y los vierten al intestino (insectos).

El órgano principal es el riñón, formado por miles de unidades llamadas nefronas.

• Filtración: La sangre se filtra en la nefrona.
• Reabsorción: Se recupera el agua y nutrientes útiles.
• Formación de orina: El líquido resultante viaja por los uréteres hasta la vejiga y se expulsa por la uretra.

La excreción no solo sirve para limpiar tóxicos, sino para mantener la homeostasis (equilibrio interno). Esto incluye la osmorregulación, que es el control de la cantidad de agua y sales minerales en el cuerpo. En los mamíferos, las glándulas sudoríparas también ayudan a eliminar sales y a regular la temperatura corporal.