miércoles, 10 de agosto de 2016

4 DIGESTIÓN EN ALGUNOS INVERTEBRADOS

Los animales son un grupo de seres vivos caracterizados por tener células eucariotas sin cloroplastos. Esto implica que al igual que sucede con los hongos son heterótrofos. Al igual que los hongos, o mejor dicho mucho más que los hongos los animales poseen menos rutas metabólicas posibles por lo que están limitados  a ser bio-heterótrofos, donde incluso algunas sustancias biológicas de las que potencialmente podrían extraer energía les están vetadas.

El ejemplo más típico es la celulosa, un materia vegetal compuesto por largas cadenas de  carbohidratos, y por lo tanto una potencial fuente de energía muy grande; sin embargo la mayoría de los animales carecen de las enzimas necesarias para poder degradarla. Para resolver este dilema, muchos animales han establecido relaciones de simbiosis, ya sea externa, o asociada a su tracto gastrointestinal con bacterias que degradan la celulosa y otros componentes de los alimentos para poder absorberlos.

Algo que relaciona a todos los animales es su multicelularidad acompañada con una especialización de funciones celulares, a diferencia de lo que sucede con la mayoría de los hongos verdaderos, donde la estructura que se alimenta está compuesta por filas de células indiferenciadas, en los animales la estructura que se alimenta se caracteriza por tener tipos de células con formas diferentes para funciones diferentes.

El cuerpo que se alimenta en los animales es diploide, a diferencia del cuerpo haploide de los hongos, esta característica genera un impacto en la variabilidad ya que tener dos juegos de genes hace que los animales puedan experimentar variantes de temas comunes, es decir puedan experimentar compensación de dosis.

En términos de nutrición los animales son muy variados a pesar de lo que nuestra propia anatomía  y la de los animales que nos son familiares nos pueda llevar a pensar. Aunque los humanos y los mamíferos en general nos caracterizamos por una digestión y absorción interna mediante cavidades de órganos especializados, esta característica no es común a todos los animales.

En los animales podemos diferenciar tres tipos de procesamiento de nutrientes. En la captura podemos clasificar a los animales en tres tipos, aquellos que lo hacen por filtración, aquellos que lo hacen por ingestión y aquellos que no capturan, sino que realizan una digestión externa.

A su vez, los que realizan digestión externa se los puede dividir en dos grupos, aquellos que son cazadores y que emplean el veneno para predigerir a sus víctimas antes de ingerirlas. En el segundo están los parásitos que absorben sus nutrientes a través de su piel, en esta segunda categoría podemos dividir a su vez dos grupos, aquellos paracitos que liberan enzimas digestivas para degradar los tejidos de su hospedero, y aquellos parásitos que no necesitan hacer nada más que absorber los nutrientes que llegan a su alrededor ya digeridos.

Referencias generales: (Brusca, Brusca, & Haver, 2003)

4.1 Digestión en las esponjas

Las esponjas son los animales más simples que existen, de hecho son tan simples que actualmente se tiene evidencia de que han evolucionado más de una vez en la historia evolutiva, lo que las convierte en un grupo no natural o polifilético, aun así por cuestión de una larga tradición se las estudia como un grupo relativamente homogéneo.

A diferencia de los demás animales o poseen simetría en el cuerpo que se alimenta, sobreviviendo en base a una estructura muy simple que sirve para todo. Una capa simple de células que recubren el cuerpo llamado pinacodermo separa al océano de la región celular interna llamada mesófilo.

En el modelo anterior podemos ver en rojo la superficie de coanocitos, quienes se encargan de realizar la respiración organísmica y la digestión. En amarillo el pinacodermo y en gris el mesófilo.

El pinacodermo no es una estructura lisa, sino que está llena de poros que conectan a una serie de canales internos, una vez lo suficientemente adentro de un canal el pinacodermo es reemplazado por una capa de células flageladas llamadas coanocitos.

En la imagen anterior podemos ver una microfotografía de microscopio electrónico de barrido de la superficie de coanocitos, la red de flagelos genera una trampa para bacterias y seres vivos de tamaños semejantes.

Los coanocitos son quienes se encargan de llevar a cabo dos funciones primordiales, la primera es la de mantener un flujo de agua a través de los canales agitando sus flagelos, esto permite un flujo de agua fresca facilitando la respiración organísmica.  La segunda función también llevada a cabo por los flagelos es la de filtrar partículas de alimento como bacterias. Una vez capturados los coanocitos realizan el proceso de fagocitosis, para finalmente realizar una digestión celular interna.

Referencias generales: (Brusca et al., 2003)

4.2 La digestión en los cnidarios

Todos los cnidarios son depredadores muy capaces gracias a que las células de la epidermis de sus tentáculos están modificadas con un gatillo y un arpón que libera neurotoxinas que paralizan a la presa.

Todos los cnidarios tienen un plan corporal muy simple, puesto que el cuerpo y los tentáculos están compuestos por dos capas de células, el endodermo (algunas veces definido o nombrado como gastrodermis) y el ectodermo (epidermis). En medio de las dos capas de células se encuentra una masa llamada mesoglea que es básicamente una matriz extracelular que varía en densidad, flexibilidad, dureza y proporción con respecto al animal.

En el modelo anterior podemos apreciar en amarillo al gastrodermo y en azul oscuro el epidermo, en azul claro está la mesoglea. Los cnidarios alternan en dos modos de vida, la medusa "libre" y el pólipo anclado a un sustrato.

Básicamente estamos tratando con un saco, la pate externa del saco es la epidermis, y la interna la gastrodermis con una sola boca que funciona también como ano.

Una vez que los cnidocitos han paralizado a la víctima la llevan a la boca, al ingresar a la cavidad interna esta se cierra y comienza el proceso de digestión gracias a que la gastrodermis segrega enzimas digestivas que degradan a la víctima y liberan los nutrientes que son absorbidos en la misma cavidad por los mecanismos de transporte a través de membrana o gracias a fagocitosis. Las partes que no son absorbidas por el gastrodermo son eliminadas por la misma puerta de ingreso, de allí que se la denomina boca-ano.

En el modelo anterior podemos ver la estructura que le da nombre al grupo llamada cnidocito, el cual está compuesto por una célula cnidocitaria que posee organelos especializados, una cuerda enrollada, un organelo filoso capaz de penetrar la piel de los vertebrados e invertebrados, y un gatillo sensible al tacto. Cuando el catillo se mueve el nematocisto penetra la piel y permite de la cuerda se inserte liberando neurotoxinas y enzimas líticas que paralizan la presa e inician la digestión química externa.

Aunque todos los cnidarios son depredadores, algunos han establecido relaciones simbióticas con algas.

Referencias generales: (Brusca et al., 2003)

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