La respuesta al medio

Los seres vivos intercambian materia y energía con el ambiente. Esto lo hacen según diferentes estrategias. Entre ellas, cuentan con algunas que les permiten conocer las características del ambiente, es decir, obtener información de él. Por ejemplo los chanchitos de tierra o bichos bolita suelen encontrarse en lugares oscuros y húmedos como debajo de madera podrida o en rendijas y grietas debido a que necesitan estar en contacto con una superficie húmeda para poder respirar (realizar el intercambio gaseoso por medio de unas laminillas ventrales al final de su cuerpo). Son crustáceos y por lo tanto necesitan la elevada humedad que se mantiene en esos lugares. Si los dejamos al descubierto exponiéndolos al sol, veremos que rapidamente se desplazan buscando la oscuridad. Esta conducta se debe a que la exposición al sol disminuye la humedad de su espacio. Por algún mecanismo, los bichos bolita captan el cambio en el ambiente y también de alguna manera, reaccionan ante él.

Otro ejemplo, pero en relación con las plantas, lo podremos observar en un jardín donde el jardinero ha ubicado cada planta en un lugar particular de acuerdo con su mayor o menor requerimiento de luz. Sin embargo, podríamos hacer la prueba de ubicar una planta que necesita luz directa en un lugar donde no la reciba. Con el tiempo, se notará que la planta crece hacia la luz. Existen mecanismos por los cuales las plantas captan la orientación e intensidad de la luz y crecen de modo tal que se orientan hacia ella. Podemos decir entonces que ante un cambio ambiental, como en la intensidad de luz, la planta también capta esa información y responde.

También se dan interacciones con el ambiente en otros seres vivos, como los microorganismos. Con respecto a la luz, algunos se alejan de ella y otros se acercan. De manera similar, pueden reaccionar acercándose o alejándose ante otras condiciones ambientales, como la temperatura o la concentración de oxígeno.

En conclusión, los seres vivos reciben información del medio donde se encuentran, lo que constituye un estímulo, y realizan acciones que son una respuesta a esa información. Los mecanismos con los que cuentan para hacerlo son tan variados como la diversidad de especies existentes en la naturaleza, y en conjunto permiten que lleven a cabo la función de relación. La información puede ser captada gracias a que cuentan con estructuras especializadas denominadas receptores, y las respuestas son llevadas a cabo por los efectores.

Algo más: Una célula es sensible a un cambio en su medio ambiente («estímulo») y reacciona de forma apropiada («respuesta»). Así, un protozoo nadará hacia una gota de una solución de azúcar depositada en el agua a su alrededor, o se alejará de una gota de ácido. Ahora bien, este tipo directo y automático de respuesta es adecuado para una sola célula, pero significaría el caos para una agrupación de células. Cualquier organismo constituido por un cierto número de células debe tener un sistema que coordine sus respuestas. Sin tal sistema, sería semejante a una ciudad con personas recíprocamente incomunicadas y que actuaran en virtud de objetivos contrapuestos. Así, ya los celentéridos, los animales multicelulares más primitivos, tienen los rudimentos de un sistema nervioso. Podemos ver en ellos las primeras células nerviosas («neuronas»), células especiales con fibras que se extienden desde el cuerpo celular y que emiten ramas extraordinariamente finas. 

El modelo de estímulo – procesamiento – respuesta

Entre los objetivos de los científicos al realizar sus trabajos de investigación encontramos el de identificar las regularidades de los fenómenos que estudian. De esta forma encontrarán las explicaciones a muchos de estos fenómenos. Por ejemplo, los mosquitos perciben a sus presas por el calor que irradian los seres vivos, que para nosotros es invisible, y que es percibido por ellos como un mapa de colores. Por lo tanto recién pueden localizarnos visualmente cuando se acercan a unos 10 metros, y desde allí pueden detectar nuestro calor corporal con su visión infrarroja, gracias a ella, los mosquitos nos encuentran en la oscuridad de la noche.

Esto guarda similitud con como vemos nosotros, porque si bien el resultado es diferente, existe un mecanismo básico que explica ambos fenómenos.

Cuando los científicos identifican entonces regularidades elaboran un modelo.
Un modelo es una representación de la realidad que permite explicarla.

En el caso de las funciones de relación y control en los seres vivos, si bien existen diferentes maneras de captar estímulos y distintas respuestas posibles, podemos representar cualquier ejemplo con el denominado modelo estímulo – procesamiento – respuesta. La mayor parte de los animales, incluidos los seres humanos, poseemos además centros de procesamiento de la información: el cerebro o los ganglios nerviosos. Es allí donde la información procedente del ambiente externo o interno se interpreta, y donde se elabora otra información. Luego se produce una comunicación entre los centros de procesamiento y los efectores, que responden al estímulo.
Las plantas no cuentan con sistema nervioso y no realizan el mismo tipo de procesamiento de la información que los animales, pero poseen receptores que captan estímulos y efectores que llevan a cabo las respuestas. Lo que sucede en el interior de estos organismos es que los estímulos del ambiente producen cambios fisiológicos que se traducen luego en señales para los órganos efectores. Por lo tanto, el modelo propuesto permite explicar cualquier ejemplo de relación entre los seres vivos y el ambiente.

Estímulo: cualquier cambio, tanto del exterior como del interior del cuerpo, capaz de provocar una respuesta del organismo

Respuesta: realizan acciones en respuesta a esa información

Receptores: la estructura capaz de percibir los estímulos y transmitirlos a los centros nerviosos

Efectores: llevan a cabo las respuestas

Clasificación de los receptores conforme a los estímulos a los que reaccionan

Tipo de receptor	Ejemplos	Estímulos efectivos
Mecanorreceptores	Receptores táctiles: Corpúsculos de Pacini Corpúsculos de Meissner ____________________ Propioceptores Husos musculares Órganos tendinosos de Golgi Receptores articulares ____________________ Órganos de la línea lateral en peces ____________________ Estatocistos en invertebrados ____________________ Laberinto del oído de los vertebrados Sáculo y utrículo Conductos semicirculares Células pilosas en la cóclea	Contacto, presión _____________________ Movimiento, posición corporal Contracción muscular Estiramiento de un tendón Movimiento en ligamentos _____________________ Olas, corrientes en el agua _____________________ Gravedad _____________________ Gravedad, aceleración lineal Aceleración angular Ondas de presión (sonido)
Quimiorreceptores	Papilas gustativas, epitelio olfatorio	Compuestos químicos específicos
Termorreceptores	Receptores de temperatura en insectos en insectos chupadores de sangre y garrapatas; órganos de las fosetas en algunas serpientes; terminaciones y receptores nerviosos en piel y lengua de muchos animales	Calor
Electrorreceptores	Órganos en la piel de algunos peces	Corrientes eléctricas en el agua
Fotorreceptores	Manchas oculares, omatidios de los artrópodos; conos y bastoncillos en la retina de los vertebrados