Cómo los organismos desarrollaron diferentes especializaciones

Publicado el 9 diciembre, 2020

¿Qué funciones necesitan realizar los organismos?

Mira a tu alrededor. ¿Que animales puedes ver? Puede que tengas un pez como mascota o tal vez una rana como mascota. Los humanos también son técnicamente animales. Aunque todos nos vemos y nos comportamos de manera diferente, existen funciones esenciales que los animales deben realizar para mantenerse con vida.

Los animales necesitan oxígeno para realizar la respiración celular y producir energía. Sin embargo, diferentes animales han desarrollado diferentes formas de realizar esta tarea dependiendo de su entorno. Por ejemplo, la forma en que los peces obtienen su oxígeno es bastante diferente a la de los humanos. Los animales también necesitan excretar desechos y, de manera similar a la respiración, los diferentes organismos lo hacen de manera muy diferente. Estas especializaciones permiten a los organismos sobrevivir y prosperar en sus respectivos entornos.

Sistemas respiratorios

Los animales necesitan tomar oxígeno y liberar dióxido de carbono, que es un producto de desecho tóxico producido durante la respiración celular. Sin embargo, diferentes animales han desarrollado diferentes estrategias para lograr esta misma función.

Mamíferos

Los mamíferos, como los humanos, solo pueden intercambiar oxígeno por aire a través de los pulmones , una red esponjosa de tubos y sacos llenos de aire. El aire entra por la nariz y la boca y se lleva a los pulmones derecho e izquierdo a través de una serie de tubos. Dentro de los pulmones se encuentran los alvéolos, que son los lugares de intercambio de gases. Cada alvéolo está envuelto con un sistema de capilares o vasos sanguíneos delgados que permiten la transferencia de líquidos, gases, nutrientes y productos de desecho. Estos capilares son responsables de mover el dióxido de carbono a los pulmones para exhalarlo y el oxígeno para pasar de los pulmones a la sangre.


En los mamíferos, el intercambio de gases se produce en los alvéolos.
alvéolos

Pez

Los peces están especializados en intercambiar gases a través del agua. La mayoría de los peces tienen órganos respiratorios llamados branquias ubicados detrás de sus mandíbulas. Las branquias están formadas por colgajos de tejido que están llenos de capilares y normalmente están cubiertos por colgajos de piel o cubiertas branquiales. El agua pasa por la boca del pez y pasa por las branquias. El oxígeno disuelto se difunde hacia los capilares y el dióxido de carbono de la sangre se difunde hacia el agua.


En los peces, el intercambio de gases lo realizan las branquias.
branquias

Las branquias necesitan trabajar mucho más que los pulmones. Aproximadamente el 20% del aire que respiramos es oxígeno, mientras que el agua puede contener solo un 1% de oxígeno disuelto. Los peces necesitan tener una enorme cantidad de capilares en sus branquias para extraer la mayor cantidad de oxígeno posible. Los peces utilizan una técnica llamada intercambio a contracorriente . En este proceso, la sangre fluye a través de los capilares en la dirección opuesta al flujo de agua, maximizando la difusión de oxígeno en la sangre.

Anfibios

Los anfibios tienen un estilo de vida único que es parcialmente terrestre y parcialmente acuático. En diferentes etapas de su vida, utilizan branquias, piel y pulmones para intercambiar gases. Los anfibios generalmente comienzan su vida en un ambiente acuático. Durante esta etapa, utilizan branquias para intercambiar gases, al igual que los peces. Los anfibios también pueden realizar intercambios de gases a través de su piel. Debajo de la piel hay una extensa red de capilares que permiten que el oxígeno se difunda en la sangre y el dióxido de carbono se difunda en el agua. Los renacuajos de rana usan branquias y también su gran aleta caudal para el intercambio de gases. A medida que los renacuajos maduran, perderán sus branquias y desarrollarán pulmones. Cuando las ranas adultas están en tierra, usan pequeños pulmones para tragar aire donde puede ocurrir el intercambio de gases, similar a los mamíferos. Cuando las ranas adultas están completamente sumergidas en agua,


Cuando están sumergidas, las ranas pueden respirar a través de su piel.
rana

Sistemas excretores

Los animales deben mantener un equilibrio hídrico y deshacerse de los desechos nitrogenados que se producen durante las reacciones metabólicas. Este es el trabajo del sistema excretor.

Mamíferos

Cuando la proteína se metaboliza, produce amoníaco, un compuesto altamente tóxico. La mayoría de los mamíferos tienen una tolerancia limitada al amoníaco y se convierte en urea o ácido ureico y se excreta por los riñones. La sangre se filtra a través de la unidad funcional del riñón, llamada nefrona. Cada nefrona filtra toxinas como la urea y el exceso de agua de la sangre. El líquido de desecho se lleva a la vejiga y luego se expulsa de la uretra.

Los riñones también ayudan a regular el equilibrio hídrico en los mamíferos en un proceso llamado osmorregulación . Si tenemos un exceso de agua en nuestro cuerpo, nuestro riñón segrega más agua en forma de orina para mantener el equilibrio. Si tenemos poca agua, el riñón segrega menos agua.


Componentes del sistema excretor humano
Sistema Excretor

Pez

Los peces tienen una mayor tolerancia al amoníaco en comparación con los mamíferos. En los peces, el amoníaco se envía a través de la sangre a las branquias, donde se excreta directamente al agua. Los peces excretan hasta el 80% de los desechos de amoníaco de esta manera. Los desechos restantes se convierten en urea y se excretan por el riñón. Como ocurre con otros animales, los riñones de los peces contribuyen a la osmorregulación. En los peces de agua dulce, los riñones necesitan excretar grandes cantidades de agua para mantener la concentración correcta de sal en el cuerpo. En los peces de agua salada, el riñón excreta mucha menos agua y se concentra en eliminar la sal de la sangre.

Anfibios

Durante la fase acuática de su vida, los anfibios también liberan amoníaco directamente en el agua, ya sea a través de sus branquias o su piel. Cuando los anfibios entran en la fase terrestre de su vida, utilizan un par de riñones muy parecido a los mamíferos. El amoníaco se convierte en ácido úrico en el hígado y luego la sangre lo lleva a los riñones. Los riñones filtran el ácido úrico y los desechos resultantes se llevan a la vejiga, donde pueden excretarse a través de una abertura general llamada cloaca.

Resumen de la lección

Los animales requieren un sistema respiratorio para intercambiar gases y un sistema excretor para eliminar los desechos. Los mamíferos tienen pulmones con alvéolos donde se produce el intercambio de gases. Los peces utilizan el intercambio de contracorriente en las branquias para extraer oxígeno y eliminar el dióxido de carbono. Los anfibios tienen branquias, pero también utilizan la difusión de gases a través de su piel y pulmones simples. Los capilares en todos estos tejidos hacen posible la respiración. Los mamíferos eliminan los desechos de amoníaco mediante el uso de los riñones. Los peces eliminan principalmente el amoníaco a través de las branquias, pero también tienen riñones para procesar una pequeña cantidad de ácido úrico. Los anfibios utilizan los riñones, las branquias y la difusión a través de la piel para eliminar el amoníaco residual. Todos los riñones realizan osmorregulación. que ayuda a los organismos a mantener el equilibrio hídrico.

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