Máquinas vivas

Cuando se compara a los seres vivos con algunas máquinas hechas por el ser humano, a menudo se recurre a aquellas que tienen motores que utilizan combustible.

Igual que un vehículo a motor, un ser vivo toma sustancias del medio, obtiene energía a partir de ellas, las utiliza para funcionar y expulsa los desechos que genera este proceso.

Pero un ser vivo va más allá. Es capaz de usar la energía obtenida para fabricar sus propios componentes y para crecer o reparar su cuerpo. El equivalente artificial sería un coche capaz de añadirse a sí mismo partes mecánicas o de arreglarse los desperfectos.

• • ¿Qué procesos forman parte de la función de nutrición de los seres vivos?
• • ¿Cómo obtienen energía los seres vivos?
• • ¿Qué diferencias y qué semejanzas hay entre la nutrición de un animal y la de una planta?

 Qué vas a estudiar

1. Qué es la nutrición
2. La energía en la nutrición
3. La nutrición en las plantas
4. La nutrición en los animales:la obtención de nutrientes
5. La nutrición en los animales:la respiración
6. La nutrición en los animales: la circulación y la excreción

Dichos procesos son: obtención de nutrientes, respiración, distribución de sustancias y excreción.

 1.1  Obtención de nutrientes

Nutrición autótrofa

Los seres con nutrición autótrofa son capaces de fabricar en sus células nutrientes orgánicos a partir de sustancias inorgánicas que toman del medio. Para realizar este proceso, necesitan energía.

Un ejemplo que ya conoces: en las plantas y las algas, los nutrientes orgánicos se fabrican mediante la fotosíntesis, con la energía del sol.

Nutrición heterótrofa

Los seres con nutrición heterótrofa, como los animales, no pueden fabricar nutrientes orgánicos a partir de sustancias inorgánicas; los toman del medio al alimentarse de otros seres vivos o de sus restos.

 1.2  Respiración

Hasta ahora has estudiado la respiración como un proceso mediante el que un ser vivo toma oxígeno (O2) y expulsa dióxido de carbono (CO2). En realidad, los científicos llaman respiración a un proceso que se desarrolla en las mitocondrias de las células, en el cual se utiliza O2, se obtiene energía de los nutrientes y se desprende CO2.

 1.3  Distribución de sustancias

En los seres unicelulares, las sustancias se intercambian con el medio por la membrana, y se distribuyen por el citoplasma y los orgánulos.

En cambio, en los seres pluricelulares, la mayor parte de las células no están en contacto con el medio externo. Por eso, estos seres necesitan tener partes del cuerpo especializadas en tomar o expulsar sustancias y en transportar sustancias entre esas partes y las células.

 1.4  Excreción

La excreción es el proceso por el que los seres vivos expulsan de su organismo los desechos que generan en sus actividades.

Actividades

 Refuerza el vocabulario

1. Define:

Nutriente

Respiración

 Expresa lo que sabes

2. Cita los cuatro procesos de que consta la función de nutrición.

 Organiza la información

1. Haz una tabla en la que organices los procesos de la nutrición de los organismos autótrofos y heterótrofos, y las diferencias y las semejanzas que hay entre ellos.

 2.1  La energía que usan las células

• Las reacciones químicas que rompen enlaces liberan la energía acumulada en ellos. Un ejemplo de estas reacciones químicas es la respiración celular.
• Las reacciones químicas que forman enlaces entre átomos o moléculas «captan» energía y la dejan acumulada en el enlace. Un ejemplo de estas reacciones químicas es la fotosíntesis.

 2.2  La respiración celular

La respiración celular es un proceso que realizan todas las células, ya tengan nutrición autótrofa o heterótrofa, mediante el cual obtienen la energía de los hidratos de carbono.

La respiración tiene lugar en las mitocondrias y se desarrolla así:
Los hidratos de carbono llegan a las mitocondrias.

El oxígeno se toma del medio y llega a las mitocondrias.
En las mitocondrias se producen reacciones químicas en las que interviene el oxígeno y que «rompen» las moléculas de los hidratos de carbono, liberando la energía que contienen.
El proceso genera agua y un desecho, el CO2, que hay que expulsar.
La energía que se obtiene en la respiración es la que las células utilizan para realizar sus actividades y para formar nuevas sustancias más complejas, con las que construyen sus componentes. Otra parte de esa energía no se utiliza y se pierde, por ejemplo, como calor.

 2.3  La fotosíntesis

La fotosíntesis es un proceso mediante el cual las células con nutrición autótrofa, como las de las plantas o las algas, fabrican hidratos de carbono a partir de sustancias inorgánicas (agua y CO2).

La fotosíntesis tiene lugar en los cloroplastos y se desarrolla así:

El agua y el CO2 se toman del medio y llegan al cloroplasto.
El cloroplasto capta la energía de la luz del sol gracias a un pigmento verde llamado clorofila.
Esa energía captada se emplea en reacciones químicas que «unen» el agua y el CO2 y fabrican hidratos de carbono. Así, la energía solar queda almacenada en los hidratos de carbono.
El proceso genera un desecho, el oxígeno (O2), que se expulsa.

Actividades

 Refuerza el vocabulario

1. Escribe frases que incluyan cada uno de estos grupos de palabras:

a) Fotosíntesis, cloroplasto, nutrientes y agua.

b) Respiración, mitocondria, oxígeno y energía.

 Expresa lo que sabes

2. ¿Para qué utilizan las células la energía que obtienen en la respiración?

1. ¿Qué células tienen cloroplastos y realizan la fotosíntesis?

1. ¿Qué células tienen mitocondrias y llevan a cabo la respiración celular?

 Resume en un dibujo

1. Dibuja un esquema para explicar cómo lleva a cabo los procesos de la nutrición una célula con nutrición autótrofa.

 3.1  La obtención de nutrientes

La absorción de dióxido de carbono o CO₂

El CO₂ entra en la planta, principalmente, por unos poros diminutos, llamados estomas, que hay en la cara inferior de las hojas.

La fotosíntesis

 3.2    La respiración

Las plantas respiran continuamente. Para ello, absorben oxígeno (sobre todo por los estomas y por los pelos de la raíz) y lo utilizan en sus mitocondrias para obtener energía a partir de los hidratos de carbono que fabricaron. La respiración produce agua y un desecho: el CO₂.

 3.3  La distribución de las sustancias

Las sustancias se distribuyen por la planta a través de unos tubos que hay en el interior de los tallos, las ramas y los nervios de las hojas, y que se llaman vasos conductores.

• Unos llevan savia bruta desde las raíces hasta las partes verdes.
• Otros distribuyen la savia elaborada por todas las partes de la planta.

 3.4  La expulsión de los desechos

Las plantas expulsan desechos de varias formas. Por ejemplo:

• Expulsan, sobre todo por los estomas, el oxígeno de la fotosíntesis, el CO₂ de la respiración y el exceso de agua (en forma de vapor).
• Almacenan desechos en células de hojas viejas y se deshacen de ellas.
• Ciertos desechos irritantes y pegajosos, como el látex o la resina, circulan por el tallo y se desprenden cuando se producen cortes o heridas, contribuyendo a desinfectar y defender la zona dañada.

Actividades

 Refuerza el vocabulario

1. Define estos términos:

Pelos radicales

Estomas

Savia bruta

Savia elaborada

 Expresa lo que sabes

2. ¿Qué sustancias utiliza la planta para obtener energía? Explica cómo las obtiene y cómo consigue la energía a partir de ellas.

 Observa y razona

1. Observa el dibujo anterior y responde a las preguntas:

a) ¿Dónde tienen lugar en la planta la absorción de agua y minerales, la fotosíntesis y la respiración?

b) Explica tres formas que tienen las plantas de expulsar desechos y los productos expulsados en cada una.

En los animales, el proceso de la obtención de los nutrientes consta de dos partes: alimentación y digestión.

 4.1  La alimentación

 4.2  La digestión

Animales sin aparato digestivo

Los animales más sencillos, las esponjas, carecen de aparato digestivo. Absorben por sus poros el agua en la que viven. Dentro de su cuerpo, unas células especializadas capturan las partículas de alimento que contiene el agua y las digieren en el citoplasma.

Animales con aparato digestivo

La digestión en un aparato digestivo se realiza según esta secuencia:

• El alimento se tritura con procesos mecánicos; además, mediante procesos químicos, se separan las moléculas de los nutrientes.

• Los nutrientes se absorben y se llevan hasta las células.

• Los restos del alimento no aprovechables son expulsados al exterior.

• Tipos de aparatos digestivos

• Las cavidades gastrovasculares. Son estructuras en forma de saco, a veces ramificadas, con una única abertura que sirve tanto para la ingestión del alimento como para la expulsión de los restos no digeridos. Dentro de la cavidad se realiza la digestión del alimento y las células de la pared absorben los nutrientes. Se dan en cnidarios y platelmintos.

• Los tubos digestivos. Son largos conductos con una abertura de entrada del alimento (boca) y otra de salida de restos no digeridos (ano).
  
  Los más sencillos, como los de los anélidos, tienen tramos especializados en triturar el alimento, pero carecen de glándulas digestivas.
  
  Los más complejos, como los de los moluscos, los artrópodos y los vertebrados, cuentan con tramos muy especializados en los diferentes procesos de la digestión y con glándulas digestivas que producen sustancias que rompen las moléculas de los nutrientes.Encontrarás los vídeos «Formas de capturar e ingerir el alimento» y «Repaso la digestión», la presentación «La digestión en diferentes animales», y la actividad interactiva «Ordeno el proceso de la digestión».

Actividades

Refuerza el vocabulario

1. Define aparato digestivo, cavidad gastrovascular y tubo digestivo.

Expresa lo que sabes

2. Explica las diferencias que hay entre alimentación y digestión.

1. ¿Qué función tienen las glándulas digestivas?

Trabaja con imágenes

1. Fíjate en el dibujo del aparato digestivo del rumiante y escribe un texto para explicar cómo llevan a cabo la digestión estos animales.

Aprende a estudiar

1. Explica qué pasos seguirías y qué recursos consultarías para escribir un informe sobre la alimentación y la digestión en un ave.

 5.1  Animales que toman oxígeno del agua

La superficie del cuerpo

En muchos animales que viven en el agua o en medios terrestres muy húmedos (como el interior del suelo), el intercambio de gases se realiza a través de la superficie del cuerpo.

Así toman el oxígeno las esponjas, los cnidarios (medusas y pólipos), los gusanos y algunos anfibios.

Las branquias

Las branquias son un conjunto de láminas o filamentos con una piel muy fina y con el interior lleno de vasos capilares por los que circulan líquidos. Al pasar el agua a través de las branquias, el oxígeno entra a los vasos, y el CO₂ sale de los vasos al exterior.

Las branquias son los órganos respiratorios de los moluscos acuáticos, de los crustáceos, de algunos anfibios y de los peces.

 5.2  Animales que toman oxígeno del aire

Las tráqueas

Las tráqueas son tubos muy finos, que se abren al exterior del cuerpo mediante unos poros llamados espiráculos, y que se prolongan hacia el interior del animal y se ramificanEncontrarás las presentaciones «Qué es la difusión», «Así toman el oxígeno del agua algunos animales» y «Así toman el oxígeno del aire algunos animales».

Los pulmones

Los pulmones son dos órganos esponjosos formados por millones de diminutos tubitos o cavidades (alvéolos) de paredes delgadas y cubiertas de capilares, en los que se realiza el intercambio de gases. Las cavidades de los pulmones se comunican con el exterior a través de las vías respiratorias (la faringe, la tráquea, los bronquios...). Los pulmones y las vías respiratorias constituyen el aparato respiratorio de los anfibios, los reptiles, las aves y los mamíferos.

Actividades

Refuerza el vocabulario

1. Define los términos branquias y tráqueas.

Aplica lo aprendido

2. Sabiendo que una lombriz tiene una piel fina y sin recubrimientos y que un pez tiene el cuerpo cubierto de escamas, explica por qué la lombriz puede tomar oxígeno por la piel y el pez no.

Organiza la información

1. Organiza la información de esta página en un esquema.

Ten iniciativa

1. Confecciona un mural que resuma cómo respiran los peces.

 6.1  La circulación; el transporte de sustancias

Las esponjas y los cnidarios no necesitan partes de su cuerpo especializadas en el transporte; casi todas sus células están en contacto con el medio (el agua) e intercambian sustancias directamente con el exterior.

Los aparatos circulatorios abiertos

Estos aparatos se encuentran en los artrópodos y en los moluscos.

Los aparatos circulatorios cerrados

Estos aparatos se hallan en los vertebrados y en algunos invertebrados, como los anélidos.

 6.2  La excreción; la expulsión de sustancias

Los animales sencillos (esponjas y cnidarios) carecen de partes de su cuerpo especializadas en la excreción y expulsan los desechos a través de la superficie de su cuerpo. El resto de animales lo hacen a través de estructuras especializadas, que recogen desechos de los líquidos internos y los expulsan.

Los órganos que realizan la excreción

La excreción se lleva a cabo en dos tipos de órganos:

• En los órganos respiratorios. En ellos se expulsa el CO2 de la respiración, que pasa de los líquidos circulantes al medio (agua o aire).

• En los órganos excretores. Estas partes del cuerpo filtran los líquidos circulantes del animal y recogen de ellos los desechos que transportan. Después, los expulsan al exterior o los vierten al final del aparato digestivo, para que salgan junto con los restos de alimento no digeridos.
  
  Ejemplos de órganos excretores son los de los artrópodos, llamados tubos de Malpighi, y los riñones de los vertebrados.Encontrarás las presentaciones «Los aparatos circulatorios y sus tipos» y «La excreción en diferentes animales». Asimismo, puedes realizar la actividad interactiva titulada «Test sobre la nutrición en los animales».

Actividades

Refuerza el vocabulario

1. Define líquido circulante y mecanismo propulsor.

Aplica lo aprendido

2. Redacta un texto para explicar por qué las esponjas o los cnidarios no necesitan aparatos circulatorios.

1. Haz un esquema sobre el funcionamiento de un órgano excretor.

Aprende a estudiar

1. Lee atentamente el texto de esta página y escribe las frases que piensas que resumen los contenidos tratados en ella. Ordena la información que has extraído en un esquema.