La nutrición en los seres vivos
1. LA NUTRICIÓN
Si te preguntaran qué entiendes por nutrición, ¿qué responderías? Generalmente, se tiende a asociar la nutrición únicamente con la ingestión de los alimentos; sin embargo, es conveniente aclarar que la toma del alimento es apenas el inicio de todo un proceso en el que los alimentos sufren una serie de transformaciones para que sus componentes nutritivos puedan ser aprovechados por el organismo. Pero, ¿en qué consiste el proceso de la nutrición y cómo se lleva a cabo? Veamos.
La nutrición (fig. 1) es el proceso mediante el cual los seres vivos obtienen de su ambiente los nutrientes que necesitan para su funcionamiento. Entre estos se encuentran: carbono, oxígeno, hidrógeno, nitrógeno, agua y algunos minerales. Los primeros cuatro elementos se utilizan para sintetizar carbohidratos, lípidos y proteínas que, como recordarás, son las biomoléculas a partir de las cuales se construyen las diferentes células que componen los organismos.
La ingestión de los alimentos es el primer paso del proceso nutricional.
En el proceso de nutrición, el agua es muy importante, pues los nutrientes se disuelven en ella para poder atravesar la membrana celular, gracias a procesos como la difusión o el transporte activo.
Los minerales son necesarios para el funcionamiento de diferentes moléculas. Por ejemplo, la clorofila, que es la molécula responsable de llevar a cabo el proceso de la fotosíntesis, requiere de magnesio para su funcionamiento.
1. 1 Clases de nutrientes
Los nutrientes se pueden clasificar según diferentes criterios.
Según la cantidad que necesite el organismo para su funcionamiento, pueden ser:
• Macronutrientes (macros: grande], que son aquellos que se necesitan en mayor cantidad.
• Micronutrientes (micros: pequeño), que son aquellos que se necesitan en menor cantidad.
Según si son indispensables o no para el organismo, pueden ser:
Esenciales, que son aquellos que son indispensables en la dieta porque el organismo no los puede elaborar.
•No esenciales, que son aquellos que no son indispensables en la dieta porque el organismo los puede elaborar o los puede sustituir por otros. Cuando el organismo tiene deficiencia de un nutriente esencial se puede ver afectado por enfermedades. Cuando el organismo carece de algún nutriente no esencial lo reemplaza por otro nutriente.
1 .2 Clasificación de los organismos según su tipo de nutrición
De acuerdo con el tipo de nutrición, los organismos se clasifican en autótrofos y en heterótrofos.
• Los organismos autótrofos (fig. 2), son aquellos que son capaces de sintetizar su propio alimento a partir de sustancias inorgánicas como el azufre, el dióxido de carbono o el agua.
• Los organismos heterótrofos, son aquellos que deben consumir otros organismos para obtener de ellos los nutrientes necesarios para su funcionamiento.
Las plantas han desarrollado estructuras especializadas para absorber el agua y los nutrientes que se encuentran disueltos en el suelo.
NUTRICIÓN EN AUTÓTROFOS
Los organismos autótrofos se pueden clasificar en fotosintéticos y quimiosintéticos.
2.1 Nutrición en organismos fotosintéticos
Los organismos fotosintéticos son aquellos que, gracias a la energía aportada por la luz del sol, tienen la capacidad de sintetizar su propio alimento a partir de sustancias inorgánicas que contienen hidrógeno, oxígeno, carbono, nitrógeno y otros minerales. Las plantas, las algas, algunas bacterias y las cianobacterias son organismos fotosintéticos. La nutrición de los organismos fotosintéticos se lleva a cabo mediante dos procesos: absorción de nutrientes y fotosíntesis.
2.1.1 Absorción de nutrientes en las plantas
Las plantas obtienen nutrientes como el oxígeno, el carbono y el hidrógeno, a partir de gases atmosféricos. El nitrógeno y el resto de macronutrientes y micronutrientes que la planta necesita se obtienen por absorción de moléculas y minerales disueltos en el agua que se encuentra en el suelo .
FIG. 2 ¿los organismos autótrofos son la clave de la entrada de energía a todos los ecosistemas. Bacterias y otros organismos.
FIG. 3 En el suelo hay aire, agua, microorganismos y materia orgánica a partir de los cuales las plantas obtienen sus nutrientes.
En la tabla que observas a continuación, puedes apreciar algunos de los macronutrientes utilizados por las plantas.
Nitrógeno: Forma parte de las proteínas y de los ácidos nucleícos. Interviene en el proceso de la fotosíntesis.
Su deficiencia ocasiona: Planta débil con hojas viejas y amarillentas.
Fósforo: Forma parte de los ácidos nucleícos, el ATP y los fosfolípidos.Su deficiencia ocasionaPlanta débil con hojas verdes oscuras y venas moradas.
Potasio: Regula la actividad enzimática y controla la apertura de las estomas.Su deficiencia ocasionaHojas con bordes muertos.
Forma: parte del citoesqueleto, de las membranas, de las enzimas y de los ribosomas su deficiencia ocasiona. Hojas jóvenes amarillentas y arrugadas.
Magnesio: Forma parte de la clorofila. Controla la actividad enzimática. Su deficiencia ocasiona. Hojas viejas con zonas amarillas entre las venas.
Azufre Forma parte de las proteínas. Controla la actividad enzimática.Hojas jóvenes entre amarillas y blancas, con venas amarillas.
• Absorción de nutrientes en las briófitas
Las briófitas, como los musgos, carecen de raíces pero poseen unas células denominadas rizoides, los cuales se fijan al suelo y absorben el agua y los minerales disueltos; estos son enviados por difusión, a las células vecinas, hasta llegar a estructuras especiales, que semejan hojas, en donde se realiza la fotosíntesis.
El haz de las hojas recibe la energía solar, mientras que por el envés se realiza el intercambio gaseoso.
Dióxido de carbono
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Las estomas se cierran y abren selectivamente permitiendo la entrada de dióxido de carbono, y evitando al máximo la pérdida de agua.
• Absorción de nutrientes en las plantas Vasculares.
En el caso de las plantas vasculares, como cualquier árbol o arbusto, la absorción de nutrientes se da a través de prolongaciones de la raíz conocidas como pelos absorbentes. Los nutrientes que, por lo general, se encuentran en menor cantidad en el agua del suelo que en el citoplasma de las células de las plantas, son absorbidos por los pelos absorbentes mediante transporte activo. Una vez entran los nutrientes, el agua penetra a la raíz mediante osmosis, debido a que queda más concentrada en el suelo que en el citoplasma de las células. Ya dentro de la raíz, el agua y los minerales viajan hacia el xilema, para ser distribuidos a toda la planta.
2.1.2 La fotosíntesis en las plantas
Durante el proceso de fotosíntesis las hojas de las plantas, mediante los cloroplastos, capturan la energía proveniente del sol y la convierten en energía biológica. Para ello, toman el dióxido de carbono de la atmósfera, a través de los poros de las hojas conocidos como estomas, y el agua que ha sido absorbida por las raíces, y los transforman en un carbohidrato conocido como glucosa.
Luego, la glucosa es transportada a través del floema hacia el resto de células de la planta donde, a continuación, es procesada por las mitocondrias, y convertida en un tipo de “energía celular” conocida como ATP.
La reacción de la fotosíntesis, es la siguiente: CO2 +H2O——- C6H12O6 +O2
Observa que durante el proceso de la fotosíntesis se libera oxígeno.
2.2Los organismos quimiosintéticos
Los organismos quimiosintéticos no utilizan energía lumínica sino energía química. Sintetizan su propio alimento a partir de sustancias inorgánicas que contienen hidrógeno, hierro, azufre y nitrógeno. Dentro de los organismos quimiosintéticos se encuentran algunas bacterias que son comunes en aguas subterráneas ricas en sulfuro de hidrógeno, como las aguas termales, y en ciertas zonas de las profundidades submarinas.
Las Plantas Carnívoras son un grupo diferente dentro del Reino Vegetal. Sus formas extrañas, su alimentación a base de insectos y sus estrategias para capturarlos son sencillamente fascinantes.
Siempre han despertado la curiosidad de todo el aficionado a las plantas y se puede decir que tienen un cierto “atractivo”. A los niños, por ejemplo, les encantan.
Los relatos y fantasías de tiempos pasados las describía como seres terribles, léase “El árbol come-hombres de Mindanao” o la famosa película “La pequeña tienda de los horrores” (1960).
En realidad, sólo comen insectos, y como mucho, ranitas, pececillos, gusanos, crías de roedores, pequeños escorpiones, aves y reptiles, pero muy raramente. Por esta razón, dejó de llamárseles “plantas insectívoras” y pasó a denominarse “plantas carnívoras”, ya que en su dieta pueden entrar otros animales además de insectos.
La mayoría viven en terrenos pantanosos, turberas, con tierra ácida… suelos todos muy pobres en Nitrógeno disponible para las raíces, de ahí que desarrollaran métodos para atrapar animales y completar así sus necesidades nutritivas.
Géneros y especies
Existen unas 600 especies de plantas carnívoras en todo el Mundo repartidas en 14 géneros botánicos.
Cepos – Dionaeamuscipula.
Es el caso de la carnívora más conocida de todas, la Venus Atrapamoscas (Dionaeamuscipula). El insecto o animal pequeño es atraído por un néctar dulce, se posa en la hoja y cuando roza dos cerdas, se cierra automáticamente. Las espinas de los bordes impiden el escape.
La presa dentro se mueve, y eso estimula la secreción de jugos digestivos para su desintegración, que dura varios días.
Pelos pegajosos – Drosera, Byblis, Drosophyllum
La Drosera posee hojas en rosetas pegadas al suelo que segregan un fluido viscoso con aroma parecido al de la miel. Cuando un insecto se posa en la hoja, queda atrapado en los pelos pegajosos. Después los tentáculos de la Drosera se curvan hacia adentro hasta que se cierran. Puede tardar desde un minuto a varias horas en cerrar. Luego, pasan entre 7 y 14 días hasta que los tentáculos de la Drosera se abren completamente.
La planta reconoce si le sirve el alimento o no, ya que si, por ejemplo, colocas un grano de arena, sus hojas no se cierran.
• Cucuruchos – Sarracenia, Darlingtonia, Heliamphora.
Tienen un receptáculo donde caen los insectos y al querer salir, no pueden debido unos pelos invertidos (Sarracenia) o porque chocan contra manchas traslúcidas que piensan que son salidas (Darlingtoniacalifornica), con lo que caen agotados al fondo de la trampa y se ahogan en el liquido digestivo.
• Urnas con tapa – Nepenthes, Cephalotus.
Buscando el néctar, las presas resbalan por las paredes hasta el fondo lleno de caldo viscoso; se ahogan y las enzimas y bacterias las disuelven.
Cerdas de vejiga, se dilata y chupa al animal
Vejigas de succión – Utricularias.
Este sistema lo poseen las acuáticas Utricularias.
Las vejigas se encuentran bajo agua; tienen hasta 5 mm de diámetro y están provistas de una abertura protegida por pelos. Cuando un animal pequeño, como un insecto acuático o un pez diminuto, toca las
3. NUTRICIÓN EN HETEROTROFOS
Los organismos heterótrofos son aquellos que consumen otros organismos para obtener de ellos los nutrientes y la energía que necesitan para llevar a cabo sus procesos vitales.
El proceso nutricional de los seres heterótrofos consta de cuatro etapas: la ingestión, la digestión, la absorción y la agestión.
• La ingestión es el proceso mediante el cual los alimentos son introducidos dentro de los organismos. La ingestión en los organismos heterótrofos unicelulares, como los protozoos, se hace a través de la membrana celular gracias a procesos como la fagocitosis. La ingestión en los organismos heterótrofos multicelulares se puede dar a través de la absorción celular directa, como en los hongos, o a través de una cavidad o boca especializada para este fin, como se observa en los seres humanos, los pulpos o los insectos, entre otros,
• La digestión es el proceso mediante el cual los alimentos ingeridos se descomponen en unidades pequeñas que puedan atravesar la membrana celular, y así, entrar en los organismos , En los seres unicelulares, en los hongos y en algunos invertebrados, la digestión se realiza principalmente por la acción de enzimas, por lo que se conoce como digestión química. En los vertebrados y en muchos invertebrados, algunas estructuras como los dientes, trituran y dividen los alimentos. Este proceso se conoce como digestión mecánica. Después de esto, los alimentos son atacados por enzimas.
• La absorción es el proceso por el cual los nutrientes son introducidos dentro de las diferentes células del organismo.
La absorción de nutrientes es posible gracias a las proteínas transportadoras de la membrana celular y a procesos como la difusión y el transporte activo.
• La agestión es el proceso mediante el cual se expulsan del organismo los desechos producidos por el funcionamiento celular. En el cuadro que aparece a continuación, puedes observar la clasificación de los organismos heterótrofos, dependiendo del tipo de sustancias de las que se alimentan.
3. 1 Nutrición en organismos unicelulares
Como recordarás, existen pequeños organismos unicelulares conocidos como protozoos que viven principalmente en habitas acuáticos y que se alimentan de otros organismos o partículas que se encuentran en el agua. Para incorporar otros organismos y moléculas grandes, los protozoos se valen de la fagocitosis y la pinocitosis. Durante estos procesos, los organismos y las moléculas son capturados dentro de vacuolas que luego son liberadas al citoplasma. Una vez dentro de las células, las vacuolas se unen a lisosomas, los cuales contienen las enzimas responsables de llevar a cabo la digestión.
El agua, los minerales y otros nutrientes pequeños que se encuentran disueltos en el agua, entran a los protozoos atravesando la membrana celular gracias a procesos como la osmosis, la difusión, el transporte activo y el transporte pasivo.
Debido a que la digestión de los alimentos y la absorción de los nutrientes se llevan a cabo directamente dentro de la célula, es decir, dentro del organismo, este proceso se conoce como nutrición intracelular. Además de los protozoos, también existen algunas bacterias que son heterótrofas y que realizan igualmente la digestión intracelular.
3.2 Nutrición en los hongos
Dentro de los organismos que no se desplazan, los hongos son los únicos organismos que tienen nutrición heterótrofa. Los hongos han solucionado este problema mediante el crecimiento continuo de sus hifas, lo que les permite un contacto permanente con nuevas sustancias nutritivas. Debido a que las células de los hongos están cubiertas por una pared celular, estos no tienen la capacidad de fagocitar otros organismos o moléculas grandes sino que deben digerir los alimentos antes de ingerirlos; de esta manera, los nutrientes pueden ser absorbidos directamente por sus células.
Tejidos vegetales
Los hongos penetran en tos tejidos de las hojas. Luego, descomponen y absorben sus tejidos.
Para digerir los alimentos, las hifas de los hongos constantemente producen enzimas que se encargan de descomponer la materia orgánica en unidades más pequeñas. Debido a que los hongos digieren su alimento antes de absorberlo, se dice que tienen digestión extracelular.
Los hongos se alimentan principalmente de materia orgánica muerta y, junto con las bacterias, son los principales descomponedores de los ecosistemas. Los hongos son responsables de reciclar la materia orgánica muerta y ponerla nuevamente a disposición para otros organismos
profealbarracin 
