NUTRICIÓN HETERÓTROFA

Los organismos heterótrofos (del griego hetero, otro, desigual, diferente y trofo, que se alimenta), en contraste con los organismos autótrofos, son aquellos que deben alimentarse con las sustancias orgánicas sintetizadas por otros organismos, bien autótrofos o heterótrofos a su vez.

Entre los organismos heterótrofos se encuentra multitud de bacterias y predominantemente los animales, como los humanos.

Un organismo heterótrofo es aquel que obtiene su carbono y nitrógeno de la materia orgánica de otros y también en la mayoría de los casos obtiene su energía de esta manera. A este grupo pertenecen todos los integrantes del reino animal, los hongos, gran parte de los bacterias y de las arqueas

Algunos organismos heterótrofos pueden obtener energía de otras fuentes. Según la fuente de energía los subtipos serían:

1. Fotoheterótrofos: estos organismos fijan la energía de la luz. Constituyen un grupo muy reducido de organismos que comprenden la bacteria purpúrea y familia de seudomonadales. Sólo realizan la síntesis orgánica en presencia de luz (en su ausencia se comportan como heterótrofos) y en medios carentes de oxígeno
2. Quimioheterótrofos: utilizan la energía química extraída de la materia inorgánica u orgánica.

Los autótrofos (plantas, cianobacterias, etc.) y los heterótrofos se necesitan mutuamente para poder existir.

Cadena trófica

Cadena trófica (del griego throphe, alimentación) es el proceso de transferencia de energía alimenticia a través de una serie de organismos, en el que cada uno se alimenta del precedente y es alimento del siguiente. También conocida como cadena alimenticia, es la corriente de energía y nutrientes que se establece entre las distintas especies de un ecosistema en relación con su nutrición.

1. Cada cadena se inicia con un vegetal, productor u organismo autótrofo o sea un organismo que "fabrica su propio alimento" sintetizando sustancias orgánicas a partir de sustancias inorgánicas que toma del aire y del suelo, y energía solar (fotosíntesis).
2. Los demás integrantes de la cadena se denominan consumidores. Aquél que se alimenta del productor, será el consumidor primario, el que se alimenta de este último será el consumidor secundario y así sucesivamente. Son consumidores primarios, los herbívoros. Son consumidores secundarios los carnívoros, terciarios omnívoros, etc.
3. Existe un último nivel en la cadena alimentaria que corresponde a los descomponedores. Éstos actúan sobre los organismos muertos, degradan la materia orgánica y la transforman nuevamente en materia inorgánica devolviéndola al suelo (nitratos, nitritos, agua) y a la atmósfera (dióxido de carbono).

RED TRÓFICA

El concepto moderno es el de una red trófica más que una cadena; en una red aún el predador terciario puede ser comido por otros consumidores. Por lo tanto una red es mucho más compleja que una cadena; es también más realística.

Eslabones

En una cadena trófica, cada eslabón (nivel trófico) obtiene la energía necesaria para la vida del nivel inmediatamente anterior; y el productor la obtiene del sol. De este modo, la energía fluye a través de la cadena de forma lineal.

En este flujo de energía se produce una gran pérdida de la misma en cada traspaso de un eslabón a otro, por lo cual un nivel de consumidor alto (ej: consumidor terciario) recibirá menos energía que uno bajo (ej: consumidor primario).

Dada esta condición de flujo de energía, la longitud de una cadena no va más allá de consumidor terciario o cuaternario.

Desaparición de un eslabón

Una cadena alimentaria en sentido estricto, tiene varias desventajas en caso de desaparecer un eslabón:

1. Desaparecerán con él todos los eslabones siguientes pues se quedarán sin alimento.
2. Se superpoblará el nivel inmediato anterior, pues ya no existe su predador.
3. Se desequilibrarán los niveles más bajos como consecuencia de lo mencionado en 1) y 2).

En realidad esto rara vez ocurre porque las cadenas alimentarias en sentido estricto no existen; cuando desaparece un eslabón otros consumidores ocupan su lugar. La red es modificada pero el impacto en el ecosistema no es tan severo como en la descripción anterior.

PIRÁMEDES TRÓFICAS

La pirámide trófica es una forma especialmente abstracta de describir la circulación de energía en la biocenosis y la composición de ésta. Se basa en la representación desigual de los distintos niveles tróficos en la comunidad biológica, porque siempre es más la energía movilizada y la biomasa producida por unidad de tiempo, cuanto más bajo es el nivel trófico.

Pirámide de energía en una comunidad acuática. En ocre, producción neta de cada nivel; en azul, respiración; la suma, a la izquierda, es la energía asimilada.

También se suele manifestar este fenómeno indirectamente cuando se censan o recuentan los individuos de cada nivel, pero aquí las excepciones son más frecuentes y tienen que ver con las grandes diferencias de tamaño entre los organismos y con los distintos tiempos de generación, dando lugar a pirámides invertidas. Así en algunos ecosistemas los miembros de un nivel trófico pueden ser mucho más voluminosos y/o de ciclo vital más largo que los que dependen de ellos. Es el caso que observamos por ejemplo en muchas selvas ecuatoriales donde los productores primarios son grandes árboles y los principales fitófagos son hormigas; en un caso así el número más pequeño lo presenta el nivel trófico más bajo. También se invierte la pirámide de efectivos cuando las biomasas de los miembros consecutivos son semejantes, pero el tiempo de generación es mucho más breve en el nivel trófico inferior; un caso así puede darse en ecosistemas acuáticos donde los productores primarios son cianobacterias o nanoprotistas.

También podemos encontrar la relación de la energía y los niveles tróficos:

En esta sucesión de etapas en las que un organismo se alimenta y es devorado, la energía fluye desde un nivel trófico a otro. Las plantas verdes u otros organismos que realizan la fotosíntesis utilizan la energía solar para elaborar hidratos de carbono para sus propias necesidades. La mayor parte de esta energía química se procesa en el metabolismo y se pierde en forma de calor en la respiración. Las plantas convierten la energía restante en biomasa, sobre el suelo como tejido leñoso y herbáceo y bajo éste como raíces. Por último, este material, que es energía almacenada, se transfiere al segundo nivel trófico que comprende los herbívoros que pastan, los descomponedores y los que se alimentan de detritos. Si bien, la mayor parte de la energía asimilada en el segundo nivel trófico se pierde de nuevo en forma de calor en la respiración, una porción se convierte en biomasa. En cada nivel trófico los organismos convierten menos energía en biomasa que la que reciben. Por lo tanto, cuantos más pasos se produzcan entre el productor y el consumidor final, la energía que queda disponible es menor. Rara vez existen más de cuatro eslabones, o cinco niveles, en una red trófica. Con el tiempo, toda la energía que fluye a través de los niveles tróficos se pierde en forma de calor. El proceso por medio del cual la energía pierde su capacidad de generar trabajo útil se denomina entropía.

NIVELES TRÓFICOS DE UN ECOSISTEMA

En una biocenosis o comunidad biológica existen:

• Productores primarios, autótrofos, que utilizando la energía solar (fotosíntesis) o reacciones químicas minerales (quimiosíntesis) obtienen la energía necesaria para fabricar materia orgánica a partir de nutrientes inorgánicos.
• Consumidores, heterótrofos, que producen sus componentes a partir de la materia orgánica procedente de otros seres vivos.
• Las especies consumidoras pueden ser, si las clasificamos por la modalidad de explotación del recurso:
• Predadores. Organismos que ingieren el cuerpo de sus presas, entero o en parte. Esta actividad puede llamarse y se llama a veces predación, pero es más común ver usado este término sólo para la actividad de los carnívoros, es decir, los consumidores de segundo orden o superior (ver más abajo).
• Descomponedores y detritívoros. Los primeros son aquellos organismos saprótrofos, como bacterias y hongos, que aprovechan los residuos por medio de digestión externa seguida de absorción (osmotrofia). Los detritívoros son algunos protistas y pequeños animales, que devoran (fagotrofia) los residuos sólidos que encuentran en el suelo o en los sedimentos del fondo, así como animales grandes que se alimentan de cadáveres, que es a los que se puede llamar propiamente carroñeros.
• Parásitos y comensales. Los parásitos pueden ser depredados, como lo son los pulgones de las plantas por mariquitas, o los parásitos de los grandes herbívoros africanos, depredados por picabueyes y otras aves. Los parásitos suelen a su vez tener sus propios parásitos, de manera que cada parásito primario puede ser la base de una cadena trófica especial de parásitos de distintos órdenes.
• Si examinamos el nivel trófico más alto de entre los organismos explotados por una especie, atribuiremos a ésta un orden en la cadena de transferencias, según el número de términos que tengamos que contar desde el principio de la cadena:
• Consumidores primarios, los fitófagos o herbívoros. Devoran a los organismos autótrofos, principalmente plantas o algas, se alimentan de ellos de forma parásita, como hacen por ejemplo los pulgones, son comensales o simbiontes de plantas, como las abejas, o se especializan en devorar sus restos muertos, como los ácaros oribátidos o los milpiés.
• Consumidores secundarios, los zoófagos o carnívoros, que se alimentan directamente de consumidores primarios, pero también los parásitos de los herbívoros, como por ejemplo el ácaro Varroa, que parasitiza a las abejas.
• Consumidores terciarios, los organismos que incluyen de forma habitual consumidores secundarios en su fuente de alimento. En este capítulo están los animales dominantes en los ecosistemas, sobre los que influyen en una medida muy superior a su contribución, siempre escasa, a la biomasa total. En el caso de los grandes animales cazadores, que consumen incluso otros depredadores, les corresponde ser llamados superpredadores (o superdepredadores). En ambientes terrestres son, por ejemplo, las aves de presa y los grandes felinos y cánidos. Éstos siempre han sido considerados como una amenaza para los seres humanos, por padecer directamente su predación o por la competencia por los recursos de caza, y han sido exterminados de manera a menudo sistemática y llevada a la extinción en muchos casos. En este capítulo entrarían también, además de los predadores, los parásitos y comensales de los carnívoros.
• En realidad puede haber hasta seis o siete niveles tróficos de consumidores, rara vez más, formando como hemos visto no sólo cadenas basadas en la predación o captura directa, sino en el parasitismo, el mutualismo, el comensalismo o la descomposición.

Es de notar, que en muchas especies distintas, categorías de individuos pueden tener diferentes maneras de nutrirse, que en algunos casos las situarían en distintos niveles tróficos. Por ejemplo las moscas de la familia Sarcophagidae, son recolectoras de néctar y otros líquidos azucarados durante su vida adulta, pero mientras son queresas (larvas) su alimentación típica es a partir de cadáveres (están entre los “gusanos” que se desarrollan durante la putrefacción). Los anuros (ranas y sapos) adultos son carnívoros, pero sus larvas, los renacuajos, roen las piedras para obtener algas. En los mosquitos (familia Culicidae) las hembras son parásitas hematófagas de animales, pero los machos emplean su aparato bucal picador para alimentarse de savia vegetal.

SISTEMA NERVIOSO

1. Introducción

El Sistema Nervioso, el más completo y desconocido de todos los que conforman el cuerpo humano, asegura junto con el Sistema Endocrino, las funciones de control del organismo.
Capaz de recibir e integrar innumerables datos procedentes de los distintos órganos sensoriales para lograr una respuesta del cuerpo, el Sistema Nervioso se encarga por lo general de controlar las actividades rápidas. Además, el Sistema Nervioso es el responsable de las funciones intelectivas, como la memoria, las emociones o las voliciones.
Su constitución anatómica es muy compleja, y las células que lo componen, a diferencia de las del resto del organismo, carecen de capacidad regenerativa.
A continuación se dará a conocer todo lo relacionado con el sistema Nervioso Central.

2. Nociones fundamentales sobre el sistema nervioso y sus funciones

El ser humano está dotado de mecanismos nerviosos, a través de los cuales recibe información de las alteraciones que ocurren en su ambiente externo e interno y de otros, que le permiten reaccionar a la información de forma adecuada. Por medio de estos mecanismos ve y oye, actúa, analiza, organiza y guarda en su encéfalo registros de sus experiencias.
Estos mecanismos nerviosos están configurados en líneas de comunicación llamadas en su conjunto sistema nervioso
El sistema nervioso se divide en:
Sistema nervioso central:
Comprende:

• Encéfalo.
• Médula Espinal.

Se le llama también "de la vida en relación" porque sus funciones son:

• Percibir los estímulos procedentes del mundo exterior.
• Transmitir los impulsos nerviosos sensitivos a los centros de elaboración.
• Producción de los impulsos efectores o de gobierno.
• Transmisión de estos impulsos efectores a los músculos esqueléticos.

Sistema nervioso periférico:
Comprende:

• Nervios craneales.
• Nervios raquídeos.

Tiene como función recibir y transmitir, hacia el sistema nervioso central los impulsos sensitivos, y hacia los órganos efectores los impulsos motores.
Sistema nervioso vegetativo:
Comprende:

• Tronco simpático: formado por cordones nerviosos que se extienden longitudinalmente a lo largo del cuello, tórax y abdomen a cada lado de la columna vertebral.
• Ganglios periféricos. (Los ganglios son grupos de cuerpos celulares).

Este sistema es llamado, también, autónomo". Está en relación con las vísceras, las glándulas, el corazón, los vasos sanguíneos y músculos lisos.
Su función es eferente, transmitiendo impulsos que regulan las funciones de las vísceras de acuerdo con las exigencias vitales de cada momento.

Locomoción y coordinación

 Las funciones de coordinación

El funcionamiento conjunto de todos los órganos del cuerpo de un animal se consigue mediante unos complejos sistemas, un ejemplo claro es cuando realizamos un esfuerzo físico los músculos necesitan mas glucosa y más oxigeno, por eso el corazón debe bombear mas sangre y tiene que acelerarse la respiración. El cerebro es el que ordena esta aumento respiratorio y de bombeo de sangre ya que el cerebro es el que detecta los niveles de dióxido de carbono. Este es un caso de coordinación nerviosa.

Los músculos además necesitan una cantidad extra de glucosa y la ceben extraer de la sangre. Como consecuencia disminuye la concentración de glucosa en la sangre. Unas células especiales del páncreas son estimuladas y liberan insulina a la sangre, cuando esta llega al hígado este es informado de que debe descomponer el glicógeno en glucosa y liberarla en la sangre. Este tipo de coordinación por medio de substancias químicas es llevado a cabo por el sistema endocrino. Es decir coordinación endocrina.

 Coordinación nerviosa.

Los elementos que permiten la coordinación nerviosa son los receptores, los centros nerviosos y los efectores.

El encéfalo y la medula espinal son centros nerviosos y forman el sistema nervioso central. Los nervios llevan los impulsos nerviosos desde el sistema nervioso central a todas las partes del cuerpo y hacen que los músculos se contraigan o que las glándulas produzcan enzimas o hormonas. Tanto los músculos como las glándulas son órganos efectores.

Estés impulsos se llaman sensitivos y viajan por los nervios hasta los órganos elaboradores de respuestas a los centros nerviosos, el encéfalo y la medula espinal son los que elaboran la respuesta correcta.

Esta respuesta puede exigir un movimiento para que hubiera que contraer los músculos correspondientes. Ya que después la orden de contracción por medio de los nervios, ahora llamados, motores hasta los músculos. En otros casos deberá reaccionar una glándula secretora de hormonas o otras substancias: músculos y glándulas se llaman efectores, porque ejecutan las órdenes de los centros nerviosos.

Los nervios que conectan las distintas partes del cuerpo con el sistema nervioso central forman el llamado sistema nervioso periférico.

 Las neuronas: Las células especializadas en la coordinación nerviosa son las neuronas. Una neurona consta de un cuerpo celular o soma con un núcleo muy voluminoso rodeado de citoplasma. Del cuerpo celular salen unas prolongaciones generalmente cortas y numerosas, llamadas dendritas, que conectan el cuerpo celular con otras neuronas. Además de las dendritas suele haber una prolongación mucho más larga y única que se llama axón. Un axón cubierto de una varita constituye una fibra nerviosa. A través del axón es por donde se propaga el impulso nervioso o se transmite, bien a otra neurona o bien al órgano efector correspondiente. Por eso el final del axón suele estar muy ramificado y a esas ramificaciones les llamamos pies o botones terminales. En los botones terminales se encuentran unas vesículas que contienen sustancias químicas llamadas neurotransmisores Pj (adrenalina, dopamina, aciltelcolina). La liberación de estas moléculas es fundamental en la transmisión del impulso nervioso. Los cuerpos neuronales están localizados principalmente en el encéfalo y en la medula espinal y son las fibras nerviosas las que forman los nervios. Un nervio contiene muchas fibras nerviosas microscópicas recubiertas por una serie de envolturas. Hay varios tipos de nervios según el tipo de fibras nerviosas que contengan: los hay sensitivos y motores pero la mayoría pueden tener una mezcla de fibras sensitivas y motoras y se llaman nervios mixtos. Algunos nervios pueden llegar a ser muy largos Pj los que unen el cerebro con las extremidades de las ballenas o de las jirafas.

 La sinapsis: La sinapsis es el espacio que existe entre dos neuronas, donde los impulsos pueden pasar de una o otra manera. En una sinapsis se llama zona presináptica a la membrana de un botón terminal de la fibra nerviosa que establece contacto, pero dejando siempre un espacio con el cuerpo células o con la dendrita de otra neurona o con la membrana de un músculo o de una glándula. Este espacio recibe el nombre de espacio sináptico. La membrana llamada pos sináptica seria de aquella la de la célula con la que se establece la sinapsis (que puede ser otra neurona, un músculo o una glándula). Cuando el impulso nervioso llega a la sinapsis las vesículas sinápticas se aproximan a la membrana del botón terminal y liberan el neurotransmisor o espacio sináptico. Cuando este líquido alcanza la membrana postsináptica se propaga un impulso a otra neurona. A veces tienen que llegar impulsos nerviosos a la membrana presinaptica para que se libere suficiente neurotransmisor para producir una excitación en la neurona próxima.

 El impulso nervioso: El impulso nervioso consiste en una entrada y salida de iones a través de la membrana de una neurona. El mecanismo es idéntico, cualquiera que sea el estimulo: el dolor, la luz… el estimulo de dolor es recogido por los receptores del dolor situados en la piel y llegan a un área determinada del cerebro, el área del dolor, que aun próximas a las otras (térmicas, visual…), todas están situadas en la codia. Cuando ese impulso nervioso llega a un área precisa del centro nervioso esta se distingue como dolor, luz o calor.