Excreción en animales
¿CÓMO REALIZAN LA EXCRECIÓN LOS ANIMALES?
La excreción en los invertebrados
Los animales invertebrados viven en una gran variedad de ecosistema, algunos terrestres y otro acuático. 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 transporte activo y pasivo.
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 uretra. El amonio, diferencia de la urea, tiene un peso molecular más bajo y una 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.
LOS METANEFRIDIOS Y OTRAS ESTRUCTURAS DE EXCRECION
Son las estructuras de excreción de loa 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 estructura general de estos órganos es básicamente la misma; su diferencia radica en sitio donde se vierten los desechos.
Las glándulas coxales, por ejemplo, desembocan en la primera porción de las patas delanteras de las arañas, mientras que los tubos de Malpighi desembocan en el intestino. Los equinodermos, como las estrellas de mar, cuentan con pápulas branquiales y pies ambulacrales que se comunican con el hemoceloma y conducen los desechos, principalmente el amoniaco, hacia el exterior.
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.
Según el medio donde habiten, estos mecanismos incluyen diferentes órganos en los animales vertebrados.
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 tiene 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 en estos organismos 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 hiperosmoticos: 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 logran mediante tres mecanismos: la producción de orina diluida con poco contenido de sales, el ingreso de iones atreves 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 atreves 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 hipsométricos y osmorreguladores debido a que habitan en un medio más salino que son 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 atreves 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.
El equilibrio hídrico del tiburón: un caso especial Peces cartilaginosos como el tiburón 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 y en el sudor; 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 atreves 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 atreves 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 comporta mentales para conseguir su equilibrio hídrico.
Ejemplos de lo anterior son el desarrollo de estructuras extremas 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 contactos permanentes con medios húmedos para mantener su equilibrio, y en estados inmaduros usan branquias, ya que se desarrollan en el agua.
¿Cuáles pudieron ser los primeros animales en colonizar el medio terrestre? ¿En qué organismo resulta más sencillo lograr el equilibrio hídrico? Sustenta tu respuesta.