Definición de Excreción
La excreción es el proceso que utilizan los organismos biológicos para expulsar o eliminar los productos de desecho producidos por sus metabolismos. Para que las células sobrevivan, necesitan llevar a cabo ciertas reacciones bioquímicas, a medida que estas reacciones tienen lugar, se forman algunos subproductos que pueden ser tóxicos o letales para las células si se deja que se acumulen. El proceso de excreción recoge estos desechos y los elimina de la célula. En los organismos pluricelulares, estos desechos deben ser excretados del cuerpo.
La excreción es una parte importante de la osmorregulación, o los intentos de un organismo por controlar el entorno dentro de sus células. La osmorregulación es importante por varias razones, principalmente porque las reacciones bioquímicas necesarias para la vida requieren condiciones precisas. Sin la acidez y la concentración adecuadas de moléculas, ciertas reacciones como la síntesis de ADN y la producción de ATP no podrían producirse. Además, sustancias como el amoníaco (un subproducto de la descomposición de los aminoácidos), pueden ser tóxicas para las células.
La excreción puede compararse con la secreción, el proceso por el cual las feromonas, las hormonas y otras sustancias activas son secretadas por la célula. Con el proceso de excreción, el propósito de eliminar las sustancias de la célula es simplemente porque las sustancias son residuos, y a veces tóxicas. En el caso de la secreción, las propias sustancias tienen un propósito fuera de la célula, como coordinar el crecimiento de un organismo o atraer a una pareja.
Todos los organismos tienen algún método de excreción. La excreción opera a través de un número de métodos diferentes, dependiendo de la especie. Los organismos unicelulares suelen tener métodos de excreción muy sencillos, que consisten en arrojar los desechos al exterior de la célula. Los organismos pluricelulares tienen que lidiar con la excreción en varios frentes. Después de que las células individuales expulsen sus desechos, éstos se depositan simplemente en una cavidad corporal o en un vaso sanguíneo. Desde aquí, las sustancias excretadas deben salir del cuerpo. A continuación se presentan varios ejemplos de excreción en diferentes organismos.
Ejemplos de excreción
Excreción en organismos unicelulares
En los organismos unicelulares, la excreción es bastante sencilla. La mayoría de los organismos unicelulares se alimentan mediante el proceso de fagocitosis, durante el cual la membrana de la célula se pliega hacia dentro para crear una vesícula de alimento. Este paquete unido a la membrana es llevado al citoplasma de la célula, donde se introducen las enzimas digestivas. Una vez digerido el alimento, lo único que queda en la vesícula son los productos de desecho que quedan. La mayoría de las células utilizan entonces el proceso de exocitosis para eliminar estos residuos. La exocitosis es simplemente el reverso de la fagocitosis, en el sentido de que la vesícula alimentaria se fusiona con la membrana celular y el contenido se vierte en el exterior de la célula.
Muchos protistas de agua dulce también tienen una vacuola contráctil. Este orgánulo interno recoge el agua que entra en la célula y la expulsa apretando la vacuola. Los organismos de agua dulce, a diferencia de los marinos, son hipertónicos con respecto a su entorno. Aunque deben mantener un alto nivel de sustancias disueltas en comparación con el agua que les rodea, esto también hace que el agua fluya hacia sus células. La excreción de esta agua asegura que mantengan la homeostasis.
La excreción en los animales
Aunque la excreción no cambia a nivel celular necesariamente, la mayoría de los organismos multicelulares requieren medios adicionales de excreción. Algunos organismos multicelulares pequeños simplemente excretan sustancias a través de su piel, permitiendo que se difundan con el tiempo. Esto sólo funciona para los organismos más pequeños y delgados. La mayoría de los animales, sin embargo, tienen órganos y sistemas especializados diseñados enteramente para la excreción.
Todos los animales, a través del proceso de respiración celular, producen agua y dióxido de carbono como subproducto. Además, todos los animales utilizan aminoácidos para construir y mantener su ADN, así como para descomponer los aminoácidos en otros productos celulares. Aunque estas sustancias pueden ser fácilmente excretadas de las células, quedan atrapadas en el interior del cuerpo sin órganos que las excreten. El dióxido de carbono, que existe en forma de gas disuelto, puede ser excretado por los pulmones o las branquias, cuando un organismo respira.
El agua y los aminoácidos descompuestos deben ser excretados de otra manera. Para ello, la mayoría de los animales tienen un órgano u órganos con estructuras diminutas llamadas nefridios. Los nefridios son pequeños túbulos con células especializadas que los rodean. A medida que los fluidos corporales son arrastrados hacia los túbulos, viajan a través de diferentes áreas que están reguladas osmóticamente para extraer los productos de desecho de los fluidos. En la mayoría de los animales marinos, el principal producto de desecho creado por los aminoácidos es el amoníaco. Debido a que hay una amplia disponibilidad de agua, los peces y otros organismos marinos simplemente eliminan el amoníaco de sus sistemas utilizando amplias cantidades de agua.
Los organismos terrestres no tienen esta ventaja. Si estos organismos produjeran amoníaco, se deshidratarían tratando de eliminarlo. Por ello, los organismos terrestres suelen tener nefridios más avanzados, alojados en órganos más complejos. La mayoría de los organismos terrestres tienen un riñón, que alberga los nefridios, así como un hígado que también contribuye a filtrar los fluidos corporales. Los animales terrestres utilizan estos órganos más potentes para concentrar el amoníaco en urea (mamíferos) o en ácido úrico (aves y algunos reptiles). Estos métodos pueden almacenarse durante más tiempo, sin necesidad de tanta agua. El sistema de nefronas utilizado por los animales para la excreción puede verse en la siguiente imagen.
Aún así, otros animales han evolucionado de forma diferente sus métodos de excreción. Los insectos, por ejemplo, han desarrollado el sistema de túbulos de Malpighian, que funciona de forma similar a los nefridios, pero que surgió de forma independiente en la historia de la evolución. Esta serie de túbulos, que no están contenidos en un órgano receptor de sangre como el riñón, se extienden en el líquido corporal por todo el cuerpo. Se unen a los intestinos, donde depositan los excrementos. Este proceso de excreción es diferente al de los mamíferos y otros animales conocidos, pero cumple la misma función.
La excreción en las plantas
Las plantas también sufren el proceso de excreción. Las plantas simples y pequeñas excretan desechos sobre la superficie de sus células. Las plantas más grandes y vasculares han desarrollado métodos de excreción que implican a la hoja como órgano excretor. En las grandes plantas vasculares, las células internas de la planta no tienen acceso al entorno exterior. Al igual que las células de los animales, secretan sus desechos en los espacios intracelulares. Los desechos de las plantas se diferencian ligeramente de los de los animales en que el oxígeno es el principal producto de desecho gaseoso. Para deshacerse de este oxígeno e introducir dióxido de carbono fresco, las plantas cuentan con una serie de aberturas en las hojas, llamadas estomas. A continuación se muestra un estoma microscópico en posición abierta.
A través de estos estomas se pueden eliminar los productos de desecho. También son cruciales en este proceso el xilema y el floema, tejidos dentro de las plantas que permiten el transporte de agua, azúcar y minerales alrededor de la planta. Cuando los estomas están abiertos, se produce el intercambio de gases y la excreción. Las células de toda la planta vierten sus desechos en el agua que viaja hacia las hojas, que luego se expulsa a través del estoma.