Interacción de los Seres Vivos con su Entorno: Estímulos, Receptores y Respuestas

Seres Vivos y su Relación con el Entorno

Propiedades Fundamentales de los Sistemas Vivos

Propiedades Emergentes: Son aquellas cualidades o funciones que adquiere un determinado nivel de organización biológica como resultado de las interacciones entre las partes que lo componen, y que no están presentes en las partes de forma aislada.

Propiedades Trascendentes: Son características comunes a todos los sistemas vivos que permiten explicar su funcionamiento global, como por ejemplo, la función de relación y control, el metabolismo o la reproducción.

Tipos de Sistemas Según su Intercambio con el Entorno

• Sistema Aislado: Teóricamente, no existe ningún intercambio de energía ni materia con el exterior. (En biología, los organismos son sistemas abiertos).
• Sistema Cerrado: Intercambia energía (por ejemplo, calor) pero no materia con el exterior.
• Sistema Abierto: Intercambia tanto energía como materia con el exterior. Los seres vivos son ejemplos de sistemas abiertos.

La Función de Relación: Estímulos y Respuestas

Estímulo: Proviene del latín stimulus, que significa 'aguijón' o 'incentivo'. En biología, un estímulo es cualquier cambio o forma de energía (química, mecánica, electromagnética, térmica, etc.) proveniente del medio interno o externo, capaz de ser detectado por un organismo y desencadenar una reacción o respuesta específica.

Función de Relación: Es el conjunto de procesos mediante los cuales los seres vivos interactúan con el medio que los rodea y con otros organismos. Para ello, captan información (estímulos) y elaboran respuestas adecuadas que les permiten sobrevivir, adaptarse y mantener su homeostasis.

Efectores: Son las células, tejidos u órganos encargados de ejecutar la respuesta elaborada por el organismo ante un estímulo. Frecuentemente, los efectores son músculos (que producen movimiento) o glándulas (que producen secreciones).

Respuestas en los Animales

Los animales presentan diversas formas de respuesta a los estímulos:

• Respuestas Motoras: Son aquellas que involucran movimiento, ya sea de todo el organismo (locomoción) o de alguna de sus partes. En estos casos, los músculos son los principales efectores encargados de ejecutar la respuesta.
• Respuestas Secretoras: Implican la acción de glándulas, que son órganos con la capacidad de producir y liberar sustancias. Estas secreciones pueden ser hormonas (producidas por glándulas endocrinas y liberadas al torrente sanguíneo) u otras sustancias como enzimas, mucus, sudor o feromonas (producidas por glándulas exocrinas y liberadas al exterior del cuerpo o a cavidades internas).
• Respuesta Inmunológica: Es la reacción del organismo ante el ingreso de un agente extraño o patógeno (como bacterias, virus u otras moléculas reconocidas como no propias). Esta respuesta de defensa es coordinada y ejecutada por el sistema inmunitario, siendo los glóbulos blancos (leucocitos) células clave en este proceso.

Receptores Sensoriales: Detectando el Mundo

Los receptores sensoriales son estructuras especializadas en captar los estímulos. Según su naturaleza celular, pueden ser:

• Neuronas Modificadas (Células Sensoriales Primarias): La propia neurona actúa como receptor y transductor, generando directamente el potencial de acción ante el estímulo.
• Células Especializadas No Nerviosas (Células Sensoriales Secundarias): Estas células detectan el estímulo y luego establecen una comunicación química (sinapsis) con una neurona sensorial aferente, la cual será la encargada de transmitir el impulso nervioso hacia el sistema nervioso central. Estas células receptoras a menudo se agrupan formando estructuras más complejas denominadas órganos sensoriales (ej. ojos, oídos).

Características de los Receptores Sensoriales

• Especificidad: Es la capacidad de un receptor para responder de manera más eficiente a un solo tipo de estímulo (estímulo adecuado) y con un umbral de excitación bajo para ese estímulo. Al alcanzar dicho umbral, se genera un potencial de acción que es enviado al centro elaborador de la respuesta nerviosa.
• Adaptación Sensorial: Fenómeno por el cual, si se aplica un estímulo de manera sostenida y constante a un receptor, la frecuencia de descarga de impulsos nerviosos en la fibra nerviosa asociada disminuye con el tiempo, o incluso cesa, a pesar de que el estímulo persista.
• Excitabilidad: Es la capacidad de las células nerviosas y musculares (y de los receptores sensoriales) para responder a un estímulo de intensidad suficiente (umbral) generando un cambio eléctrico, como un potencial de receptor o un potencial de acción.

Clasificación de Receptores según la Procedencia del Estímulo

Según el origen del estímulo que detectan, los receptores se clasifican en:

• Exteroceptores: Captan estímulos que provienen del ambiente externo al organismo (por ejemplo, luz, sonido, olores, sabores, temperatura ambiental, presión táctil).
• Interoceptores (o Visceroceptores): Reciben estímulos generados en el medio interno del organismo. Se localizan en las vísceras (órganos internos) y los vasos sanguíneos, informando sobre condiciones internas como la presión arterial, la temperatura corporal, la concentración de gases (O₂, CO₂), el pH, o la distensión de órganos. (Esta categoría corresponde a la descripción que en el texto original se atribuía erróneamente a "EXTEROCEPTORES").
• Propioceptores: Captan estímulos también del interior del cuerpo, pero específicamente relacionados con la posición corporal, la orientación espacial, el movimiento, la tensión muscular y el equilibrio. Se localizan en los músculos, tendones, ligamentos y articulaciones.

Clasificación de Receptores según la Naturaleza del Estímulo

Según el tipo de energía o modalidad del estímulo que detectan, los receptores se clasifican en:

• Mecanorreceptores: Responden a estímulos mecánicos como la presión, el tacto, la vibración, el estiramiento, la audición (ondas sonoras) y el equilibrio.
• Fotorreceptores: Son sensibles a los estímulos lumínicos (luz), permitiendo la visión.
• Quimiorreceptores: Detectan estímulos químicos, como las sustancias disueltas en el aire (olfato) o en líquidos (gusto), así como variaciones en la concentración de gases respiratorios (O₂, CO₂), el pH o la concentración de glucosa en sangre.
• Termorreceptores: Responden a estímulos térmicos, es decir, a las variaciones de temperatura (calor y frío).

Respuestas en las Plantas

Las plantas, aunque carecen de sistema nervioso y muscular como los animales, también presentan respuestas a los estímulos del medio:

• Movimientos: En algunos casos, estos movimientos constituyen cambios en la dirección del crecimiento de la planta y son permanentes (conocidos como tropismos, ej. fototropismo, geotropismo). En otros casos, son movimientos de partes de la planta que no implican crecimiento, no tienen una orientación definida respecto al estímulo y son temporales (conocidos como nastias, ej. el cierre de hojas de una planta sensitiva al tacto).
• Respuestas Secretoras: Si bien en las plantas no existen órganos glandulares complejos como en los animales, sí presentan células individuales o grupos de células (estructuras secretoras) especializadas que producen y liberan diversas sustancias. Estas secreciones pueden tener funciones de defensa (resinas, látex), atracción de polinizadores (néctar, aromas), protección, etc.