Nutrientes y desechos en el cuerpo
Todos los seres vivos deben absorber nutrientes y expulsar productos de desecho. En el caso de las células animales, esto significa que deben absorber carbohidratos y oxígeno y liberar dióxido de carbono.
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En los organismos unicelulares que viven en el agua, esto se puede lograr mediante el transporte a través de la pared celular.
Pero, ¿qué pasa con los organismos multicelulares donde no todas las células entran en contacto con el entorno exterior? ¿Y qué pasa con los animales que viven en la tierra y no pueden simplemente absorber nutrientes del entorno que los rodea? Estos animales deben encontrar una manera de distribuir los nutrientes a cada célula de su cuerpo, y cuanto más grande y complejo es el organismo, más difícil se vuelve esta tarea. Por lo tanto, no debería sorprendernos que se encuentren muchos tipos diferentes de sistemas de distribución en varios animales, según su tamaño, complejidad y el entorno en el que viven.
Cavidades gastrovasculares
Algunos de los organismos multicelulares más simples son los cnidarios . Estos son animales que pertenecen al filo cnidaria e incluyen medusas, corales, anémonas e hidra. Los cnidarios tienen solo dos capas de células de espesor y tienen un plan corporal similar a un saco que consiste en una pared corporal que rodea una cavidad gastrovascular central , que es una estructura que se encuentra en algunos animales y que sirve como el sitio principal de digestión y distribución de sustancias por todo el cuerpo. .
Por ejemplo, echemos un vistazo a un cnidario muy simple, la hidra. Las hidras son animales acuáticos muy pequeños que capturan a sus presas con sus tentáculos y luego las depositan en su cavidad gastrovascular.
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Los alimentos se digieren allí mismo en la cavidad y los nutrientes se distribuyen por todo el animal. Observe que la cavidad gastrovascular se extiende por todo el cuerpo, incluidos los tentáculos, de modo que cada célula de la hidra tiene contacto directo con la cavidad o con el agua que rodea al animal.
El oxígeno es absorbido por la capa epitelial de células, que es esta capa externa de células que están directamente expuestas al medio ambiente. Los nutrientes de las presas digeridas son absorbidos por la capa interna de células expuestas a la cavidad gastrovascular, por lo que el oxígeno y los nutrientes nunca tienen que viajar a través de más de dos capas celulares.
Sistemas circulatorios abiertos
Las cavidades gastrovasculares funcionan bien para animales acuáticos con dos capas de células, pero no pueden soportar animales que tienen muchas capas de células, especialmente aquellos que no viven en el agua. Para estos animales más complejos, los sistemas digestivo y circulatorio se separaron y se especializaron para realizar los procesos más complicados necesarios para sustentar muchas capas celulares y la vida fuera del agua.
Hay dos tipos principales de sistemas circulatorios: sistemas circulatorios abiertos y sistemas circulatorios cerrados. Los sistemas circulatorios abiertos son sistemas en los que los órganos internos y los tejidos corporales están rodeados de líquido circulatorio. Este líquido se llama hemolinfa y es muy parecido a la sangre, excepto que no contiene células transportadoras de oxígeno.
Echemos un vistazo más de cerca a un ejemplo de un sistema circulatorio abierto.
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En un sistema circulatorio abierto, la hemolinfa rodea todos los órganos internos y llena prácticamente todos los espacios internos entre órganos, músculos y otros tejidos corporales. Estos espacios llenos de hemolinfa se denominan senos paranasales . La hemolinfa se mueve entre órganos y tejidos a medida que los movimientos corporales del animal cambian el tamaño y la forma de los senos nasales. Además, los animales con sistemas circulatorios abiertos, como aquí nuestro saltamontes, suelen tener algún tipo de vaso principal, como este de aquí, con corazones tubulares simples que se contraen y dirigen parcialmente la circulación de la hemolinfa a través de los senos nasales, así.
Sistemas circulatorios cerrados
Los sistemas circulatorios abiertos resuelven el problema de cómo transportar nutrientes a través de organismos con más de dos capas celulares. Pero el transporte en sistemas abiertos es más eficaz solo en distancias cortas y se produce lentamente. Entonces, ¿cómo transportan nutrientes los animales grandes a largas distancias? La respuesta a esta pregunta se puede encontrar en la mayoría de los hogares modernos: ¡plomería interna!
Piénselo de esta manera, antes del uso generalizado de la plomería, los asentamientos humanos estaban limitados en tamaño a áreas a poca distancia de una fuente de agua, ya sea un pozo central, un arroyo o un río. Sin embargo, una vez que los seres humanos comenzaron a usar las tuberías para dirigir el agua de manera rápida y eficiente a largas distancias, las ciudades podrían crecer más y los suburbios comenzaron a aparecer alrededor de las ciudades. Siempre que hubiera plomería para proporcionar una fuente de agua dulce, realmente no había límite para el tamaño de una ciudad o área metropolitana.
Los mismos principios son válidos para la circulación en animales. Un sistema circulatorio cerrado es un sistema circulatorio donde la sangre está contenida dentro de los vasos. El propósito de estos vasos sanguíneos en realidad no es muy diferente del propósito de las tuberías de agua en una ciudad, que es transportar un producto necesario a largas distancias y distribuirlo a muchos lugares.
Y así como un sistema de agua de la ciudad requiere bombas para mover el agua a través de las tuberías, los sistemas circulatorios cerrados requieren un corazón para bombear sangre a través de los vasos. Debido a que la sangre está restringida a vasos bien definidos y bombeada direccionalmente a través del sistema por uno o más corazones, los nutrientes y los productos de desecho pueden transportarse a largas distancias en un período de tiempo muy corto.
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Un sistema circulatorio cerrado también asegura que la sangre pueda dirigirse a todas las células de un organismo al proporcionar vasos sanguíneos que llegan a todas las células de su cuerpo. Esto también es similar a un sistema de agua de la ciudad que dirige el agua a cada casa y apartamento de la ciudad que tiene una tubería de agua que corre hacia él.
Manipular el flujo sanguíneo
Como si la velocidad, la eficiencia y la distancia no fueran suficientes, los sistemas circulatorios cerrados tienen una ventaja final sobre los sistemas circulatorios abiertos y es el control. Dado que la sangre está contenida en vasos, el flujo se puede ajustar de varias formas.
Primero, la tasa de flujo a través de todo el sistema se puede ajustar hacia arriba o hacia abajo ajustando la frecuencia cardíaca. Cuanto más rápido bombea el corazón, más sangre se bombea a través del sistema.
En segundo lugar, también se puede aumentar el flujo a un área localizada mediante la dilatación de los vasos sanguíneos. La dilatación de los vasos sanguíneos ocurre cuando un vaso sanguíneo aumenta de diámetro para permitir que fluya un mayor volumen de sangre. Entonces, aquí tenemos nuestro vaso sanguíneo y la sangre fluye a través. Cuando el vaso sanguíneo se dilata, el vaso se expande y aumenta la cantidad de sangre que fluye a través de él.
Asimismo, el flujo se puede reducir a un área localizada mediante la constricción de los vasos sanguíneos. La constricción de los vasos sanguíneos ocurre cuando un vaso sanguíneo disminuye de diámetro para permitir que fluya un volumen menor de sangre. Cuando el vaso se contrae, el vaso se vuelve más pequeño y la cantidad de sangre que fluye a través disminuye.
El flujo también se puede interrumpir por completo en algunos vasos más pequeños cuando el flujo sanguíneo no es necesario o si hay una ventaja en detener el flujo sanguíneo. Por ejemplo, cuando no se utilizan partes del tracto digestivo, un subconjunto de vasos que se utilizan para absorber nutrientes de los alimentos digeridos se cerrará por completo y se apagará, ya que realmente no hay ningún propósito para absorber nutrientes que no están allí. .
Resumen de la lección
Para revisar, todas las células animales necesitan acceso a oxígeno y carbohidratos, y necesitan expulsar dióxido de carbono. Algunos organismos multicelulares muy simples tienen una cavidad gastrovascular , que es una estructura que se encuentra en algunos animales y que sirve como el sitio principal de digestión y distribución de sustancias por todo el cuerpo.
Los organismos más complejos con más de dos capas de células necesitan sistemas circulatorios más complejos para llevar nutrientes a todas las células de los organismos. Los sistemas circulatorios abiertos son sistemas en los que los órganos internos y los tejidos corporales están rodeados de líquido circulatorio. Este líquido se llama hemolinfa y es el líquido circulatorio en los sistemas circulatorios abiertos.
Los animales grandes necesitan un sistema circulatorio más rápido que pueda transportar nutrientes y oxígeno a distancias más largas. Estos animales tienen un sistema circulatorio cerrado que es un sistema circulatorio donde la sangre está contenida dentro de los vasos.
Los animales con sistemas circulatorios cerrados pueden cambiar la tasa de flujo en todo el sistema alterando su frecuencia cardíaca, o pueden cambiar la tasa de flujo en áreas localizadas cambiando el tamaño de vasos sanguíneos específicos. Los vasos sanguíneos pueden dilatarse o aumentar de diámetro para permitir que fluya un mayor volumen de sangre, o los vasos sanguíneos pueden contraerse y disminuir de diámetro, lo que permite que fluya un volumen menor de sangre. El flujo puede incluso interrumpirse por completo en algunos vasos sanguíneos más pequeños cuando sea ventajoso para el organismo.
Estén atentos, porque a continuación veremos más de cerca el sistema circulatorio humano.
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