David Alercia
Licenciado en Biología

Fisiología

Para mantenerse vivos, los organismos deben llevar a cabo una multitud de funciones, desde nutrirse y respirar hasta reproducirse. Todas las formas de vida, desde los organismos unicelulares hasta los grandes animales y vegetales tienen mecanismos y sistemas adaptados para desempeñar estas funciones vitales, cuyo estudio le compete a la Fisiología, como rama de la biología, recurriendo a los conocimientos de la física y la química, y a los principios biológicos para explicar cómo funcionan.

Los procesos fisiológicos son las actividades que realizan las células, los tejidos, los órganos y los sistemas de órganos para mantener la vida y el equilibrio interno del organismo y varían según el tipo de organismo y su nivel de complejidad. Algunos son exclusivos de ciertos grupos de organismos, como la fotosíntesis, mientras que otros son universales como la respiración celular.

Los procesos fisiológicos básicos de los organismos vivos tienen que ver con la obtención de energía, la obtención de nutrientes, la capacidad de detección y reacción a los estímulos ambientales y la reproducción. En los organismos pluricelulares, otras funciones básicas son el trasporte de sustancias por todo el cuerpo y la comunicación y trasmisión de señales entre diferentes células, tejidos u órganos.

Fisiología de los Animales

Los animales son organismos eucariotas pluricelulares heterótrofos, lo que significa que se alimentan de otros seres vivos. Algunos de sus procesos fisiológicos son:

La digestión: es el proceso por el cual los animales obtienen nutrientes a partir de su alimentación. Los sistemas digestivos de los animales descomponen los alimentos en moléculas más pequeñas que pueden ser absorbidas y utilizadas por las células.

Los sistemas digestivos están compuestos por un tubo (el tubo digestivo), con dos salidas (boca y ano) por el que circula la comida. En su paso por el tubo digestivo, los alimentos son digeridos en nutrientes básicos que son absorbidos por las células de la pared del tuvo. La digestión implica la acción mecánica de los dientes y los músculos de la pared del tubo, y la acción química de las enzimas y los ácidos producidos por las glándulas, que también están en la pared del tubo. Está estructura básica se encuentra en todos los animales y, por supuesto, sufre cambios de acuerdo al tipo de animal.

La respiración: es el proceso por el cual los animales intercambian gases con el ambiente. La respiración implica la inhalación de oxígeno y la exhalación de dióxido de carbono.. La respiración puede ser cutánea (a través de la piel, como los anfibios), branquial (a través de las branquias: órganos especializados para extraer el oxígeno disuelto en el agua, como en los peces), traqueal (a través de una red de tubos ramificados, en algunos invertebrados terrestres) o pulmonar (a través de los pulmones, presente en todos los reptiles, aves y mamíferos).

Los animales con respiración cutánea, traqueal o pulmonar solo pueden respirar en el aire y los animales con branquias solo pueden respirar en el agua. Un pez se asfixia si se lo saca del agua, de la misma manera que un animal terrestre muere por asfixia bajo el agua.

El oxígeno es necesario para que las células puedan realizar la respiración celular, que es el proceso por el cual se obtiene energía a partir de los nutrientes. El dióxido de carbono es un producto de desecho que debe ser eliminado del organismo.

La circulación: es el proceso por el cual la sangre transporta oxígeno, nutrientes, hormonas y desechos por todo el cuerpo. La circulación implica el trabajo del corazón, que es un órgano muscular que bombea la sangre a través de una red de tubos llamados vasos sanguíneos. La sangre fluye por los vasos sanguíneos y llega a todas las células del organismo. Existen variaciones en este patrón típico de sistema circulatorio.

Señalización intercelular: los sistemas endócrinos son los encargados de generar las hormonas, que son sustancias químicas que sirven para llevar mensajes de un lugar del cuerpo a otro. Las hormonas son producidas por órganos especializados conocidos como glándulas y viajan a través de la circulación.

Percepción y respuesta estímulos: los sistemas nerviosos son los encargados de esta función. Están formados por células llamadas neuronas, las cuales forman una red nerviosa, que se extiende por todo el cuerpo. Los sistemas nerviosos tienen receptores, que son los encargados de detectar los estímulos externos (como los ojos, los oídos) y un centro de “procesamiento”, conocido como cerebro, donde se procesan esos estímulos y se elaboran las respuestas.

Procesos fisiológicos en las plantas

Las plantas son organismos pluricelulares autótrofos y entre sus procesos fisiológicos podemos destacar:

La absorción permite a las plantas obtener agua y sales minerales del suelo a través de sus raíces. Estas sustancias son necesarias para la fotosíntesis y para la elaboración de otras moléculas orgánicas importantes como proteínas, lípidos y hormonas que forman parte de los tejidos vivos.

Las plantas también absorben gases como el oxígeno y el dióxido de carbono del aire a través de unas aberturas en sus hojas conocidas como estomas. Estos gases son necesarios para la fotosíntesis (que utiliza dióxido de carbono y libera oxígeno y para la respiración, que consume oxígeno y libera dióxido de carbono). Las plantas también respiran, y el proceso de respiración celular es el mismo que en los animales. Este proceso se denomina intercambio gaseoso.

La circulación en las plantas transporta las sustancias por todo su cuerpo. Hay dos tipos de tejidos conductores, que forman tubos a lo largo de todo el cuerpo de la planta: el xilema y el floema. El xilema conduce la savia bruta, que es agua con sales minerales disueltas, desde las raíces hasta las hojas. El floema conduce la savia elaborada, que es agua con azúcares y otras sustancias orgánicas producidas por la fotosíntesis, desde las hojas hasta el resto de la planta.

La señalización intercelular en las plantas está a cargo de hormonas vegetales, que funcionan del mismo modo que las hormonas en los animales. No hay evidencias de que exista sistema nervioso en las plantas; aunque estas son capaces de responder a estímulos externos por otros mecanismos.

La respiración celular es el proceso por el cual las células de todos los organismos vivos obtienen energía a partir de la oxidación de los carbohidratos (provenientes de la digestión en los heterótrofos o formados durante la fotosíntesis en los autótrofos). La respiración consiste en una serie de reacciones químicas que liberan energía, dióxido de carbono y agua como productos finales. La respiración ocurre en todos los seres vivos y es fundamental para mantener la vida, por eso casi todos los seres vivos dependen del oxígeno y mueren sin él. En las plantas, la respiración se produce tanto de día como de noche.

La fotosíntesis es el proceso por el cual las plantas captan la energía luminosa del sol y la utilizan para transformar agua y dióxido de carbono en carbohidratos simples. La fotosíntesis ocurre solo de día y es esencial para el crecimiento y desarrollo de las plantas.

Por: David Alercia. Licenciado en Biología por la Universidad Nacional de Córdoba, especializado en gestión ambiental, y trabaja en turismo científico.

Art. actualizado: Abril 2023; sobre el original de octubre, 2009.

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