EXCRECIÓN EN LOS SERES VIVOS
¿Cómo se mantiene el equilibrio interno, eliminando lo que no se necesita y reteniendo aquellas sustancias que se requieren?
La excreción es
un proceso fisiológico de los organismos y consiste en eliminar aquellas
sustancias, que se forman durante el metabolismo y que de no expulsarse representan una amenaza para la vitalidad del organismo; es una
función propia de los seres vivos, pues en todos se presentan transformaciones metabólicas y por lo tanto se generan residuos que deben ser eliminados.
Las sustancias eliminadas mediante el proceso de
excreción son tóxicas para los seres vivos, y mediante diversos procesos se expulsan fuera de él. Estos productos que son expulsados y se les conoce
como residuos metabólicos. Entre estos encontramos, la orina que se elimina a través del aparato urinario, el sudor que es directamente liberado por glándulas que se disponen en diferentes regiones de la piel. Otras sustancias tóxicas son: el amoniaco, que se origina a partir de la descomposición de proteínas que ya llevan tiempo
dentro de cada célula, es decir proteínas viejas; el amoniaco es un
veneno para el organismo, también se excreta el exceso de
nitrógeno, el dióxido de carbono, entre otros, estas sustancias se originan a partir de los alimentos que ingerimos. Todo este trabajo lo hace el organismo, a través del llamado sistema excretor, el cual está compuesto por el
hígado, el aparato urinario y las glándulas sudoríparas y sebáceas.
Los productos de desecho están muy diluidos en la
sangre, si llegasen a concentrar serían dañinos, dado su efecto tóxico; en el
acto de la excreción, las estructuras eliminan los desechos y se pierde gran
cantidad de agua.; además, algunas substancias útiles escapan inevitablemente
con ellos. Frente a esta situación ningún organismo podría sobrevivir, si tirase esa enorme cantidad de
agua, dada la escasez de este recurso, el riñón y las estructuras encargadas de la excreción, son capaces de recuperar casi toda
el agua y la mayoría de las substancias útiles, por ello tiene una estructura
bastante compleja. Otras formas de eliminar desechos es a través de las glándulas sudoríparas que eliminan desechos en
forma de sudor y las sebáceas en forma de cerumen.
En los pulmones se produce la eliminación de CO2
(cuando sale de la sangre hacia los alvéolos) y la posterior eliminación
(durante la espiración).
En este esquema se observa la estructura de la piel; La epidermis o capa superficial formada por células muertas. y en la parte profunda de la piel (Dermis) observamos como se forma una glándula sudorípara. ¿Por que crees que debemos tener la piel siempre limpia?
Dentro de los organismos unicelulares, el metabolismo
de sustancias produce los desechos, que deben eliminarse a través de mecanismos
relacionados con:
ÓSMOSIS: Durante
este proceso, los desechos atraviesan una membrana semipermeable. A la
regulación o el control de los niveles de agua y sales al interior de las
células se le denomina osmorregulación. Es
también la forma de controlar la presión osmótica de la célula; esto es, que
los compuestos al interior de la célula no estén ni muy disueltos ni muy
concentrados para que pueda ocurrir el transporte por ósmosis. La osmorregulación revela su importancia
cuando se analizan estas tres condiciones: Si el citoplasma es hipertónico,
significa que la concentración de sustancias disueltas es mayor dentro de las
células que en su entorno, entonces el agua ingresa por osmosis a la célula y
podría hacerlas explotar si no se elimina el exceso a tiempo. Si el citoplasma
es hipotónico, que es el proceso contrario al anterior es decir hay mayor
concentración de sustancias disueltas en el entorno extracelular, el agua
tenderá a salir de la célula y podría deshidratarse y morir, si no se reemplaza.
citoplasma isotónico, en cambio, es aquel en el que las sustancias disueltas
están en la misma concentración dentro y fuera de la célula. Entonces, el flujo
de entrada y salida de agua es regular y equivalente. Vale decir que el citoplasma es la parte viva y
fundamental de la célula. En el se encuentran el núcleo, las vacuolas y demás
componentes de la misma.
DIFUSIÓN. Es
el proceso de transporte de las sustancias de las células del interior al
exterior y viceversa, con el propósito de igualar sus magnitudes en cuanto a
densidad, temperatura, etc.
Puede hablarse de difusión simple cuando cualquier
lugar de la membrana celular sirve para que la sustancia pase libremente por
ella; mientras que, si se requiere la participación de una proteína en el proceso,
para diluir la sustancia, se habla de una difusión facilitada.
DIÁLISIS: Es el proceso de separación de las
sustancias de distinta densidad para que su transporte a través de la membrana
celular sea posible. Estas formas de excreción celular requieren ciertos tipos
de transporte del material a desechar. Se habla de exocitosis, pues se trata de transportar hacia el exterior de la
célula, partículas de gran tamaño, mediante vesículas que se fusionan con la
membrana celular y luego se abren al exterior para expulsar el desecho. La exocitosis puede ser:
Regulada. Ocurre en las células especializadas en la
secreción, donde se liberan moléculas que cumplen ciertas funciones para el
organismo o que inciden en la fisiología de otras células independientemente de
lo lejos o cerca que se encuentren dentro del organismo. Ejemplos de células en
las que se da la exocitosis regulada son las glandulares, las productoras de
hormonas y las neuronas.
Constitutiva. Consiste en la liberación de moléculas
que formarán parte de la matriz extracelular o servirán para regenerar la
propia membrana celular. Se trata de un proceso que ocurre en todas las células
de una manera constante.
EXCRECIÓN EN PLANTAS.
Las plantas, al
igual que el resto de los seres vivos, realizan la función excretora con el fin
de mantener en su interior el contenido adecuado de agua, gases y minerales,
para asegurar la eliminación de los desechos producidos durante se metabolismo,
se cuenta con diferentes estructuras como; estomas, lenticelas y glándulas de
sal. Los estomas,
eliminan el exceso de agua y gases que se acumula al interior de las plantas. La
excreción de agua se realiza, principalmente, durante la transpiración. Cuando
el agua sale a través de los estomas. La transpiración está relacionada con la
absorción; estos dos mecanismos son los responsables del equilibrio osmótico de
la planta. Cuando la planta excreta agua
a través de sus estomas, se crea un desequilibrio osmótico dentro del xilema, el
cual favorece el ingreso de nuevas moléculas de agua a través de las raíces.
Este proceso es cíclico, continuo y depende de la disponibilidad de agua en el
suelo y de las condiciones ambientales en las que se encuentra la planta. La excreción de oxigeno producto de la
fotosíntesis y de gas carbónico como desecho de la respiración, ocurre cuando
estos abandonan la planta a través de los estomas, durante el intercambio
gaseoso. Las células oclusoras son sensibles a los niveles internos de gas
carbónico y oxígeno y provocan la apertura o el cierre de estomas, dependiendo
de las necesidades de la planta.
Las
lenticelas. Son estructuras de
intercambio gaseoso que se encuentran en las ramas, tallos y troncos de las
plantas xerofíticas. Consisten en poros que atraviesan la epidermis de los
tallos y ponen en contacto el tejido parenquimático con el exterior. Las lenticelas, al igual que los estomas,
cumplen una función excretora; eliminan el exceso de oxígeno y gas carbónico
que se acumula en los tejidos internos de los tallos. Las glándulas de sal: Estas glándulas, que se
encuentran principalmente en las hojas, para eliminar el exceso de sal de las
plantas que viven en terrenos con alto contenido de salino. Son estructuras con
forma de vesícula que se encuentran rodeadas por una cutícula que tiene unos pequeños
poros conectados con el mesófilo de las hojas. A través de estos poros se crea
un flujo unidireccional que permite transportar hacia la glándula y
posteriormente hacia el exterior, el exceso de iones de sodio, potasio, calcio
y cloro. Los productos de excreción de las plantas: Se dividen en dos grupos;
los metabolitos primarios y los metabolitos secundarios.
Los metabolitos
primarios. Se producen a través de
procesos metabólicos vitales para las plantas como la fotosíntesis, la
respiración celular y la síntesis de proteínas.
Las plantas a
diferencia de otros seres vivos, pueden reutilizar la mayoría de sus
metabolitos primarios en la realización de otros procesos metabólicos vitales y
por eso no se consideran como verdaderos desechos. Por ejemplo, las plantas
pueden utilizar el dióxido de carbono que se produce como desecho durante la
respiración para realizar la fotosíntesis; y el oxígeno que se produce como
residuo durante la fotosíntesis que puede reutilizarse durante la respiración.
Los metabolitos
secundarios. A diferencia de los primarios, estos metabolitos no contribuyen de
manera directa en los procesos fisiológicos básicos de la planta ni pueden
realizarse en otros procesos vitales. Aunque los metabolitos secundarios no
tienen un papel fisiológico esencial, son importantes en el proceso adaptivo y
ecológico de las plantas. Muchas de estas sustancias confieren a las plantas
colores y olores específicos que atraen a los polinizadores; otros, actúan como
tóxicos y ahuyentan a los depredadores e inhiben el crecimiento de otras
especies vegetales. Estos metabolitos tienen un importante valor industrial,
agrícola y medicinal para los humanos. Muchos de ellos, como la resina de la planta
de caucho y los aceites esenciales, son materias primas para la fabricación de
diferentes artículos de uso cotidiano; otros se utilizan como controladores
biológicos contra las plagas de los cultivos y en elaboración de medicinas. Los
principales metabolitos secundarios son: terpenoides, compuestos fenólicos y
alcaloides.
Los terpenoides.
Son los metabolitos secundarios más conocidos por sus propiedades aromáticas.
Se forman durante el metabolismo del isopropeno, un compuesto que se produce en
los cloroplastos. Los aceites esenciales, son terpenoides, se
acumulan para su eliminación en diferentes órganos de las plantas; hojas,
tallos y flores. Son aromáticos y volátiles. Se utilizan ampliamente en la
industria de la perfumería desde hace muchos siglos. Los
aceites esenciales son responsables del aroma especial a los
pétalos de las rosas, hojas y tallos de los eucaliptos y cortezas de cítricos como de el limón y la naranja. Otro grupo de terpenoides, son los carotenoides, estos se acumulan en tallos como la zanahoria y en frutos como los pimentones, y les dan
su color característico. En algunas especies de plantas pueden acumularse en
las hojas y servir como pigmentos auxiliares de la fotosíntesis.
El caucho es un
terpenoide que se acumula en los tallos de la planta de caucho y se excreta en
forma de una resina. Se utiliza en la industria como materia prima para
elaborar diferentes productos; llantas, artículos impermeables y chicles, entre
otros.
Los compuestos fenólicos.
Se caracterizan por ser aromáticos. Uno de los más importantes es la lignina,
que cumple funciones estructurales de soporte y se encuentra en abundancia en
las paredes celulares de los tallos y en los tejidos de conducción como el xilema
y el floema.
Los flavonoides
son compuestos fenólicos coloreados que se acumulan en las flores y los frutos.
Pueden ser amarillos, rojos, rosa, violeta y azules. Tienen un importante
papel en la atracción de los polinizadores y los dispersores de semillas. Otro tipo de
compuestos fenólicos son los taninos que se pueden acumular en los troncos de
algunos árboles como los robles, y en las cascaras de frutos como uvas y
manzanas los taninos tienen propiedades astringentes y antimicrobianas que
ayudan a las plantas a protegerse del ataque de hongos y bacterias. Los taninos son una fuente de materia para el
curtido de cueros. También son importantes en la industria de un vino, que se valora, con base en el contenido y la naturaleza de sus taninos. Los
compuestos fenólicos son el principio activo de muchas sustancias medicinales. Así
entre otras están: la alcachofa. Cynara scolymus, que estimula la producción de
bilis en el hígado; la equinácea angustifolia, que refuerza el sistema inmune;
y el paico, chenopodicum ambrosioides,
que se usa como purgante.
Los alcaloides. Son
desechos nitrogenados de las plantas. Se sintetizan como productos secundarios
dentro de las rutas metabólicas de los aminoácidos. Las plantas excretan
productos nitrogenados que almacenan en sus tejidos, así por ejemplo en las hojas, como sucede
con él te; en las semillas, como el café; en las raíces, como en la belladona;
y en los frutos, como en la cicuta.
Aunque la
mayoría de los alcaloides son toxico para los animales y otras especies
vegetales, para la planta que los sintetiza tienen beneficios como la
protección contra los depredadores y sus efectos alelopáticos. Los alcaloides
se han estudiado en profundidad por los efectos estimulantes, calmantes,
psicoactivos y tóxicos que producen en los seres humanos. La cafeína, que está
presente en las semillas del café y en las hojas del té, y la teobromina, que
se encuentra en la semilla del cacao, son ejemplos de alcaloides con efectos
estimulantes. Estas sustancias actúan sobre el sistema nervioso y producen
sensaciones de bienestar. La morfina y la
cocaína, procedentes de la planta adormidera, son ejemplos de alcaloides con
acción tranquilizante. Estas sustancias producen somnolencia y por eso se
utilizan en medicina como analgésicos y sedantes. La cannabina, alcaloide de las hojas de la
planta Cannabis, o del peyote; son alcaloides con
efectos psicoactivos.
EXCRECIÓN EN ANIMALES
LA EXCRECIÓN EN
LOS INVERTEBRADOS
Los animales de este grupo presentan diferentes niveles de complejidad en su estructura: desde los que están formados por unas pocas células y que se comunican con facilidad con el medio circundante, hasta aquellos que han desarrollado órganos y sistemas complejos.
Para cada uno de
ellos, el mantenimiento del equilibrio osmótico y electrolítico y la
eliminación de desechos suponen diferentes retos. Los invertebrados más
sencillos, como poríferos y cnidarios viven por lo general en medios acuáticos
en los que el intercambio de nutrientes y desechos con el medio circundante se
realiza por mecanismos de difusión y transporte activo. Los organismos más complejos han desarrollado
estructuras como protonefridios, nefridios y branquias, las cuales se
especializan en la función excretora. Los
invertebrados producen desechos nitrogenados como productos de excreción, la
mayoría de ellos en forma de amonio, aunque unos pocos excretan urea. El
amonio a diferencia de la urea, tiene un peso molecular más bajo y alta
solubilidad en lípidos, lo que favorece su difusión a través de ciertas
estructuras.
Los
protonefridios son las estructuras de excreción de planarias, rotíferos y
larvas de algunos moluscos y anélidos. Están formados en una serie de túbulos
excretores cerrados que transportan agua, nutrientes y desechos. Cada cierta
distancia, los túbulos forman extremos ciegos en los cuales se encuentran unas
estructuras denominadas células flamígeras, que mueven los fluidos hasta los
poros excretores, lugar donde se filtran.
Este proceso permite que algunas sustancias como los desechos y exceso
de agua pasen al exterior, mientras que otras como los nutrientes se retengan.
En los organismos unicelulares los procesos de excreción se realizan a través de una serie de conductos que se encargan de absorber las sustancias de desecho y llevarlas hasta la parte externa.
LOS
METANEFRIDIOS Y OTRAS ESTRUCTURAS DE EXCRECIÓN
Son las
estructuras de excreción de los anélidos, moluscos y de algunos artrópodos.
Están formadas por conductos ciliados llamados nefrostomos, que comunican al
celoma o cavidad interna, con el exterior.
Cada nefrostomo consta de una vesícula que recoge los desechos,
nutrientes y agua del celoma y los conduce hacia un túnel angosto en donde se
reabsorbe las sales y los nutrientes y se forma un líquido denominado orina,
formado por desechos y agua. La orina puede
almacenarse temporalmente en una estructura parecida a una vejiga y posteriormente
salir al exterior a través de un poro excretor, en algunas lombrices, el poro
excretor vierte la orina al intestino, en cuyo caso el meta nefridio toma el
nombre especifico de entero nefridio. Los
artrópodos presentan estructuras similares a los meta nefridios, las cuales
toman nombres diferentes dependiendo de cada grupo. La arañas, por ejemplo,
tienen glándulas coxales; los crustáceos, glándulas antenales y maxilares; y
los insectos, tubos de Malpighi.
LA EXCRECIÓN EN LOS VERTEBRADOS
En los
vertebrados, el mantenimiento de la homeostasis se logra gracias a la acción
coordinada de los sistemas circulatorio, nervioso y endocrino. También son
importantes órganos como riñones, pulmones, branquias, tubo digestivo y piel.
Estos favorecen el ingreso de sustancias como oxígeno, nutrientes, minerales y
líquidos; se producen intercambio de agua, perdida de calor y eliminación de
desechos hacia el medio externo. Estos procesos hacen parte de los mecanismos
de osmorregulacion y eliminación de desechos.
Mecanismos
osmorreguladores. Estos mecanismos dependen de la capacidad para regular la
osmoralidad con respecto al medio, adaptarse a las condiciones externas y
tolerar los cambios ambientales. Los animales presentan diversas estrategias. Según
la osmolaridad con respecto al medio y su capacidad de adaptación, pueden ser:
Osmoconformadores:
estos organismos tienen la capacidad de cambiar sus condiciones internas de
acuerdo con las de su medio externo. Por la general, son isosmotico y pocos
exigentes respeto a sus condiciones de vida.
Osmorreguladores:
estos animales mantienen constante su medio interno a pesar de los cambios en
su medio externo. Según su grado de
tolerancia a las concentraciones de sales de su medio, los animales pueden ser:
Isosmoticos: en
estos organismos los líquidos corporales tienen condiciones iguales y muy
similares a las de su medio externo.
Hipostáticos:
los líquidos corporales internos tienen una presión osmótica menor que la del
medio externo, es decir, el contenido de sales en su interior es menor que el
del medio circundante.
Hiperosmoticos:
los líquidos corporales internos tienen una presión osmótica mayor que la del
medio externo, es decir, el contenido de sales en su interior es mayor que el
del medio circundante.
Estenohalinos: animales capaces de sobrevivir
solo en rangos muy estrechos de salinidad.
Eurihalinos:
animales que sobreviven en rangos amplios de salinidad. Muchos de estos pueden
habitar en zonas donde el agua de mar se mezcla con la del rio, sin sufrir
complicaciones.
LA EXCRECIÓN EN LOS VERTEBRADOS ACUÁTICOS
El proceso de
excreción ocurre de manera diferente en animales de agua
dulce que, en animales de agua salada, debido a que la concentración interna de
iones y agua en cada uno es diferente en relación con la del medio que los
rodea.
El equilibrio
hídrico en vertebrados de agua dulce. Estos animales son hiperosmóticos, por esta razón acumulan agua por osmosis y pierden sales por difusión, ya que la osmoralidad
de sus líquidos internos es más elevada que la de su entorno.
El mantenimiento
de dicha condición supone para estos organismos un doble reto: evitar la
pérdida de sales y favorecer la salida de agua, que de manera natural tiende a
ingresar a su interior.
El mantenimiento
del contenido de sales se logra mediante tres mecanismos: la producción de
orina diluida con poco contenido de sales, el ingreso de iones a través de las
branquias mediante mecanismos de transporte activo (ocurre principalmente en
los peces), y el aporte de sales por la alimentación. La salida de agua se
realiza básicamente por la acción de los riñones, que retienen las sales y permiten
la salida de agua y de los desechos nitrogenados, los cuales se presentan en
forma de amoniaco.
El equilibrio
hídrico en vertebrados de agua salada. Los animales marinos son hiperosmóticos
y osmorreguladores debido a que habitan en un medio más salino que su medio
interno; por eso tienden a perder agua por osmosis. Para superar esa situación,
los peces óseos beben más agua de mar para reemplazar la perdida.
El agua y las
sales, como el cloruro de sodio, se asimilan en el estómago; el exceso se
elimina al exterior a través de las branquias. Otras sales, como el sulfato de
magnesio, se excretan en las heces y en los túbulos del riñón, en una orina
escasa pero muy concentrada.
Equilibrio
hídrico del tiburón: un caso especial es el de los peces cartilaginosos como el tiburón, estos han
solucionado los problemas de equilibrio hídrico de una forma diferente, ya que
a pesar de que su sangre es similar a la de los peces óseos, esta transporta
urea en grandes cantidades; la urea que la mayoría de los animales excretan en
la orina; en los tiburones se transporta en la sangre junto con otras sales
sanguíneas, lo que hace que su concentración interna supere ligeramente a la del
agua marina. Esta estrategia soluciona de manera práctica su problema de
pérdida de agua.
El equilibrio
hídrico en vertebrados terrestres. Los
vertebrados terrestres pierden agua por eliminación de los heces fecales, en la
orina, sudor y cerumen; también al respirar, por evaporación. Por esto, el
mantenimiento del balance hídrico en el medio terrestre es más complicado que
en el medio acuático, e implica igualar la ganancia y la pérdida de agua en
forma constante. Las pérdidas de agua se reemplazan al ingerir los alimentos,
al consumir agua y, en los casos que es posible, al formar agua metabólica a
partir de la oxidación de nutrientes como los carbohidratos.
Además de la
dificultad para lograr el equilibrio hídrico, los animales terrestres deben solucionar
los problemas derivados en la acumulación de ciertas sustancias de desechos
como el amoniaco, que es un toxico si no se excreta. Animales como las aves y
los reptiles convierten el amoniaco en ácido úrico, una sustancia inofensiva
que eliminan a través de la orina sin perder mucha agua.
Para las aves y
ciertos reptiles, el consumo de algunos alimentos puede generar aumento de las
concentraciones de sal y, por tanto, pérdida de agua. Por esta razón utilizan
mecanismos fisiológicos como la producción de soluciones salinas concentradas y
su posterior excreción a través de estructuras como las glándulas salinas,
ubicadas sobre cada ojo. Esta estrategia constituye una alternativa más para
evitar la pérdida de agua y la deshidratación.
Otro punto de
vista. En los animales acuáticos, el equilibrio hídrico interno depende, la
mayoría de las veces, de mecanismos adaptivos fisiológicos. Los animales
terrestres, además de estos, emplean mecanismos estructurales y comportamentales para conseguir su equilibrio hídrico. Ejemplos de lo anterior son el
desarrollo de estructuras externas impermeables para evitar la pérdida de agua
y los hábitos de caza nocturnos de los animales que habitan en el desierto. Para
los primeros animales que se independizaron del agua y lograron habitar en
medios terrestres, fue fundamental el desarrollo de órganos como los pulmones,
para respirar el oxígeno del aire.
Sin embargo,
estos animales necesitan contacto permanente con medios húmedos para mantener
su equilibrio, y en estados inmaduros usan branquias, ya que se desarrollan en
el agua.
Fuente:
https://ciencias-naturales-para-septimo.webnode.es/excresion-y-homeostasis/excresion/excrecion-en-animales/
Para realizar en el cuaderno:
El los siguientes gráficos determine a que tipo de organismo corresponde el mecanismo de excreción
Identifique en los gráficos los diferentes tipos de excreción.
Para subir al class room:
Para subir al class room:
Realice un mapa conceptual sobre la excreción en los seres vivos
Desarrolle el siguiente crucigrama:
APA: para recuperar conceptos de esta unidad didáctica, puedes realizar jeroglíficos, poesía, rap, trovas, drama, Esto se realizara y se debe presentar, con fecha límite en la finalización de la unidad didáctica.
Se estará activando la evaluación en las fechas correspondientes
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