Cómo los Organismos Vivos Tratan con los Gases

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Los elementos y los gases forman parte de todos los organismos vivos de la Tierra. La vida en la tierra comenzó con elementos y gases. Las plantas y los animales se formaron a partir de células que utilizaban esos materiales cuando se estaba formando la tierra. Usted puede sobrevivir sin comida o agua por mucho más tiempo del que puede sobrevivir sin oxígeno.

La forma en que los organismos vivos tratan con los gases depende del organismo. En primer lugar, ¿cómo es el medio ambiente del organismo? ¿Vive el organismo en la tierra (y tiene oxígeno disponible en el aire), o vive en el agua? El tamaño y la forma del organismo también importan, así como su tasa metabólica (qué tan rápido respira) y si tiene una forma de transportar gases dentro de sí mismo.

Oxígeno en el aire versus oxígeno en el agua

El aire tiene más de tres veces el oxígeno que el agua, y es mucho menos denso. No hay bolsas de aire que carezcan de oxígeno -excepto tal vez en las profundidades de una cueva- pero puede haber bolsas de agua que tengan poco o nada de oxígeno en ellas. Como resultado, es más fácil obtener oxígeno del aire que del agua, si está diseñado para la tarea.

Un pez gasta el 25 por ciento de su energía total moviendo el agua sobre sus branquias. Debido a que el agua es más densa y a que es necesario que pase más agua por encima de las branquias para que salga una buena cantidad de oxígeno, se necesita más energía. Sin embargo, los seres humanos gastan sólo entre el 1 y el 2 por ciento de su respiración energética total, lo que deja que la energía de los seres humanos se gaste en otras cosas, como trabajos y estudios científicos.

Los gases se intercambian en cada célula de su cuerpo, no sólo en su sistema respiratorio. Si se quitara la piel, su cuerpo estaría extremadamente húmedo. Sin embargo, no permanecerá así por mucho tiempo, porque el agua se evapora del cuerpo muy rápidamente sobre superficies húmedas. Su piel, y la piel de otros animales, es una barrera protectora. La piel evita que el intercambio de gases ocurra demasiado rápido.

Por qué es importante el tamaño y la forma del cuerpo

El oxígeno entra en la solución con el agua, pero una vez en el agua, se difunde muy lentamente. Por lo tanto, el oxígeno debe ser movido a través de la mayoría de los organismos. Sólo los organismos más planos y pequeños no tienen mecanismos de transporte de oxígeno. Los gusanos planos son un ejemplo. Estos gusanos son tan pequeños y planos (de ahí su nombre) que todas sus células están cerca de una superficie de intercambio de gases. El oxígeno puede entrar, y el dióxido de carbono puede salir a su antojo. Este método de intercambio también limita el tamaño del organismo.

La mayoría de los animales más grandes y redondos que viven aquí en la Tierra tienen sistemas circulatorios que transportan oxígeno alrededor de los cuerpos. En los seres humanos, el oxígeno es transportado por los glóbulos rojos a través de los vasos sanguíneos, y luego se difunde en células regulares a través del intercambio capilar.

¿Qué tiene que ver la tasa metabólica con esto?

Si sumaras los resultados de todo lo que tomaste en tu cuerpo -toda la comida, todo el oxígeno, toda el agua- y resumieras todas las reacciones que ocurrieron en tu cuerpo, obtendrías tu ritmo metabólico.

Debido a que la mayoría de las reacciones que ocurren en el cuerpo son aeróbicas (requieren oxígeno), una manera de determinar la tasa metabólica es medir cuánto oxígeno es absorbido por el organismo en una unidad de tiempo (por ejemplo, 1 litro de oxígeno por hora).

La tasa metabólica suele medirse cuando el organismo está en su estado normal (descansando pero no durmiendo), simplemente pasando por los procesos metabólicos normales que sostienen la vida; se le llama el metabolismo estándar.

Para determinar la tasa metabólica de un organismo se tienen en cuenta varios factores:

  • El tamaño y el peso del organismo tienen un efecto, al igual que las especies del organismo y el entorno en el que vive.
  • La temperatura juega un papel en el metabolismo de los animales heterotérmicos. Los animales heterotérmicos, como los peces y los insectos, experimentan cambios en su temperatura corporal cuando la temperatura del ambiente cambia. Las tasas metabólicas estándar aumentan cuando la temperatura aumenta y disminuyen cuando hace frío. Tienen muy poco aislamiento en sus cuerpos. Cuando su tasa metabólica es muy baja – cuando las temperaturas son muy bajas – son extremadamente inactivos.
  • Los animales homeotérmicos, como las aves y los mamíferos, mantienen una temperatura corporal estable, aunque sea alta. Los mamíferos homeotérmicos tienen tasas metabólicas más altas porque las reacciones metabólicas están ocurriendo más rápidamente, y sus cuerpos producen más energía. Los animales homeotérmicos como usted también tienen dos formas de protegerse contra la pérdida de demasiado calor. Estos animales tienen aislamiento en forma de plumas o pelo y grasa corporal para mantenerlos calientes. La segunda medida de protección es la homeostasis.

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