Diversidad y clasificación del reino Animal

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1 Unidad 4 Diversidad y clasificación del reino Animal Objetivos: Al finalizar la unidad, el alumno: Identificará los criterios de clasificación de los organismos del reino Animal. Comprenderá las características más relevantes de los Phyla Porífera y Cnidaria. Comprenderá las características más relevantes de los Phyla Platyhelmintes, Aschelmintes y Annelida. Comprenderá las características más relevantes de los Phyla Mollusca y Arthropoda. Comprenderá las características más relevantes de los Phyla Echinodermata y Chordata. Conocerá la importancia y el significado particular que tiene el Phylum Chordata para el hombre.

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3 biología 2 Introducción H asta aquí hemos visto que la vida terrestre se presenta en un número asombroso de formas. Se han descrito científicamente por lo menos especies de organismos, y a medida que transcurre el tiempo esta lista aumenta. Además, el registro fósil de un gran número de organismos pareciera confirmar que en épocas pasadas vivieron muchos otros tipos de especies que ya han desaparecido. Recordemos que para dar estructura al estudio de la Biología ha sido necesario clasificar estos organismos en diferentes grupos y que se te están presentando según la clasificación de los seres vivos en cinco reinos: el reino Monera, el reino Protista, el reino Fungi, el reino Plantae y el reino Animal. Aun estableciendo esta fragmentación artificial sobre la biodiversidad del planeta, resulta sorprendente observar la extensión del reino Animal, el cual incluye alrededor de 24 phyla diferentes. El reino Animal reúne a todos aquellos organismos que: Qué tan grande puede ser el reino Animal? 1. Al no poseer clorofila se les define como heterótrofos, ya que obtienen sus nutrimentos a partir de otros seres vivos. 2. Son capaces de presentar locomoción o de ejecutar movimientos corporales por medio de células contráctiles. 3. Están constituidos por muchas células. No debemos sorprendernos si también aquí se incluyen ciertos organismos que no tienen locomoción pero que por otros aspectos muestran estrecha semejanza con aquellos que sí cumplen este aspecto. Observaremos también que la característica 3 nos permite excluir a los protozoarios, los cuales, para muchos biólogos, están incluidos dentro del reino Animal. Sin embargo, para nosotros, estas formas estarán ubicadas dentro del reino Protista. Por consiguiente, restringiremos el estudio del reino Animal a los llamados metazoa o animales multicelulares. El reino Animal comprende de unos 20 a 24 phyla diferentes (los zootaxónomos han encontrado dificultades para ponerse de acuerdo en este aspecto). De éstos, nueve son los phyla que incluyen organismos con los cuales todo estudiante de la asignatura de Biología debe familiarizarse. Por consiguiente, concentraremos nuestra atención en este grupo integrado por los siguiente phyla: porifera, cnidaria, platelmintes, nematoda o aschelmintes, annelida, mollusca, arthropoda, echinodermata y chordata. Los restantes muestran formas que raras veces tenemos oportunidad de observar; por ejemplo, el Phylum onicofora, cuyo representante es el peripatus, pequeño animal invertebrado cuyas características morfológicas son similares a las de los anélidos e insectos. 147

4 Unidad Phylum porífera Dentro del Phylum porífera se encuentran clasificadas las esponjas, animales de estructura simple que pasan sus vidas anclados a una roca o a cualquier otra superficie sólida debajo del agua. Aun cuando lo que ahora conocemos como "esponja" está formado de materia sintética, nuestros abuelos utilizaban, para bañarse, esponjas naturales, extraídas del fondo del mar. Por qué las esponjas son animales? En la actualidad se conocen unas especies. Aunque la mayoría habitan en el océano, algunas lo hacen en aguas dulces. El nombre del Phylum (porífera) se debe a las numerosas aberturas o poros que atraviesan el cuerpo de la esponja. Las esponjas se alimentan filtrando el agua y las partículas alimentarias disueltas que absorben a través de estos poros (figura 4.1). Espícula Mesoglea Porocito Coanocitos Células del mesénquima (amibocitos) Poros Figura 4.1. Estructura de una esponja simple. El cuerpo de la esponja está formado por dos capas de células y la mesoglea. Ésta se halla constituida por sustancias gelatinosas y se localiza entre las dos capas celulares. Las células de la capa interior tienen flagelos que, con sus rápidos movimientos, se encargan de crear una corriente de agua y de retener las partículas del alimento filtrado. La forma del cuerpo de las esponjas se mantiene a través de dos tipos de soportes: a) las esponjas de cuerpo rígido poseen un esqueleto formado por espículas fuertes y duras compuestas por sílice o carbonato de calcio, y b) en las esponjas de cuerpo flexible no existen espículas rígidas, sino una red de fibras elásticas resistentes. Tales esponjas viven en aguas tropicales de poca profundidad; por eso son fácilmente recolectadas por los buceadores y, después de ser procesadas, se venden como artículos para el aseo. 148

5 biología 2 Tal como vimos en la unidad anterior, los organismos desprovistos de locomoción, fijos en un punto, como las plantas, deben disponer de ciertos mecanismos para propagar a sus descendientes en nuevas áreas. Las esponjas lo logran mediante la reproducción sexual, que da por resultado pequeñas larvas que poseen la capacidad para desplazarse libremente; se apartan de la esponja madre, y después de encontrar una superficie adecuada, se adhieren a ella para establecerse y convertirse en adultos. Los restos fósiles indican que las esponjas fueron una de las más tempranas formas de vida animal que aparecieron sobre la Tierra. Sin embargo, no se dispone de pruebas que demuestren que otras formas animales hayan evolucionado a partir de las esponjas desde aquella época Phylum cnidaria Este phylum se denomina así porque todas las especies que lo constituyen tienen como medio de defensa y captura de sus presas que le sirven de alimento a un conjunto de células urticantes llamadas cnidoblastos. Cada una cuenta con un filamento retráctil, el nematocisto, que se enrolla dentro de la célula como si fuera un resorte y que, ante un determinado estímulo, como el roce o contacto con un cuerpo extraño, se extiende e inyecta la sustancia venenosa que contiene (figura 4.2g). Pólipo c) Medusa a) b) Pólipo g) Nematocisto retraído Nematocisto extendido d) e) f) Figura 4.2. Cnidarios representativos. La mayoría de ellos vive en aguas oceánicas. a) Hidra, b) Obelia, c) Physalia, d) Aurelia, e) Anémona, f) Coral, g) Cnidoblasto. 149

6 Unidad 4 El cuerpo de todas las especies de este phylum está formado, al igual que el de los poríferos, por dos capas de células, con una mesoglea gelatinosa en medio de ellas. La mesoglea contiene células dispersas, suspendidas en su interior. Sin embargo, algunos biólogos consideran a la mesoglea una tercera capa. El cuerpo es un cilindro hueco, con una sola abertura, que tiene en un extremo. Puesto que el alimento penetra a través de dicha abertura, ésta se conoce como boca; la cavidad interior se llama cavidad gastrovascular, denominada también celenterón, y por muchos años el nombre del phylum fue el de celentéreos (Coelenterata). Otro grupo de animales mejor conocidos como medusas peinadoras se incluían también en este grupo por tener un celenterón. Éstos, sin embargo, no poseen cnidoblastos, por lo cual se les ha descartado del phylum. Los cnidarios tienen apéndices o tentáculos que se disponen en círculo alrededor del cuerpo cilíndrico. A la distribución circular de los componentes alrededor del cuerpo se le llama simetría radial (figura 4.3). Esto significa que cualquier plano de sección de un cnidario (una hidra, por ejemplo) que pase por la línea media, divide al organismo en dos mitades iguales. Esta simetría radial es totalmente diferente a la simetría bilateral del cuerpo humano y de otros muchos organismos que consiste de un solo plano que pasa por la línea media del organismo y divide al cuerpo en dos mitades iguales, plano que va de la superficie dorsal de la espalda (dorso) a la superficie frontal (figura 4.3). Tal plano divide el cuerpo en dos mitades iguales, una derecha y otra izquierda. Los animales de simetría radial, como los cnidarios, no presentan ni superficie dorsal ni superficie ventral, y tampoco pueden determinarse los lados derecho e izquierdo. Simetría bilateral Simetría radial Figura 4.3. Simetrías bilateral y radial. 150

7 biología 2 Se conocen cerca de especies de cnidarios. La mayor parte de ellas radican en el océano, aunque unas pocas, por ejemplo la hidra (figura 4.2), vive en agua dulce. La facilidad con la cual se obtienen ejemplares de hidra determina que éste sea el cnidario más comúnmente estudiado en los laboratorios por los estudiantes de Biología. Sin embargo, aunque ostenta las características estructurales principales del phylum, no es una forma típica de su phylum o de la clase a la cual pertenece (Hydrozoa), por las siguientes razones: Qué ventaja presenta un organismo con simetría radial en comparación con uno de simetría bilateral? La primera es que, por vivir en agua dulce, difiere de la mayoría de las especies de este phylum. La segunda, porque vive de manera aislada. La mayoría de las especies del Phylum cnidaria forman colonias, es decir, varios seres adheridos unos a otros. En tercer lugar, la hidra únicamente presenta una de las dos formas de vida, el pólipo (figura 4.4). La mayoría de las especies de cnidaria presentan una segunda forma de vida, por ejemplo la medusa, la cual flota o nada libremente en el agua y contribuye así a la dispersión de la especie. A pesar de la diferencia aparente, básicamente la medusa no es otra cosa que un pólipo en posición invertida. En la figura 4.2 se muestran las dos formas que pueden presentarse en el cuerpo de un cnidario, como es el caso de la Obelia, género que podría denominarse típico de esta clase. La Physalia, cuyos nematocistos pueden ocasionar envenenamientos serios, incluso fatales en el hombre, también pertenece a esta clase. Su estructura consiste en un flotador lleno de gas desde el cual cuelgan largas cadenas de pólipos. Boca Tentáculo Cavidad gastrovascular Mesoglea PÓLIPO MEDUSA Figura 4.4. Las dos formas de vida de los cnidarios. La medusa ha sido volteada para compararla con el pólipo. 151

8 Unidad 4 La forma principal del cuerpo de las "aguasmalas" cnidarios de la clase Scyphozoa es la medusa. La sustancia gelatinosa que llena y le proporciona forma y volumen al cuerpo es una mesoglea aumentada considerablemente. Los tentáculos de la medusa llevan cnidoblastos, los cuales pueden ocasionar fuertes dolencias a nadadores. Las anémonas de mar y los corales los cuales pertenecen a la clase Anthozoa presentan únicamente la fase pólipo. Los corales secretan exoesqueletos calcáreos, que son los responsables de la formación de grandes escollos e islas madrepóricas en los mares tropicales. Ejercicio 1 1. Los seres vivos considerados dentro del reino Animal se diferencian de los integrantes de los otros reinos porque tienen tres características importantes. Marca con una V estas características y con una F las que no correspondan. a) Son seres autótrofos porque sintetizan sus propios alimentos. ( ) b) Están constituidos por muchas células (son seres pluricelulares). ( ) c) Cuentan con conductores de nutrimentos, como el floema y el xilema. ( ) d) Algunos de ellos son seres unicelulares. ( ) e) Presentan células contráctiles que les permiten realizar movimientos. ( ) f ) Son seres heterótrofos porque necesitan alimentarse de otros seres vivos. ( ) 2. El nombre del Phylum porífera se debe, principalmente, a que en estos animales: a) El cuerpo está constituido por dos capas de células y entre ellas existe una mesoglea. b) Las dos capas de células y la mesoglea están atravesadas por aberturas. c) La forma del cuerpo se mantiene gracias a la presencia de espículas dentro de la mesoglea. d) Son animales que carecen de movimientos locomotrices y se reproducen sexualmente. 3. Los poríferos que emplea el hombre como artículos de aseo se caracterizan porque: a) Carecen de espículas y la mesoglea alberga fibras fuertes y elásticas. b) Las células de la capa externa sintetizan y secretan una sustancia gelatinosa. c) Tienen abundantes espículas formadas por sílice o carbonato de calcio. d) Los poros o aberturas que atraviesan el cuerpo facilitan el intercambio de líquidos. 4. Cómo se propagan las esponjas?. 152

9 biología 2 5. Organismo del Phylum cnidaria que secreta un exoesqueleto calcáreo. a) Anémonas. b) Medusas. c) Corales. d) Hidras. 6. Completa la oración que se presenta a continuación: Los cnidarios son organismos que tienen simetría, presentan una forma de vida inmóvil denominada que tiene como ejemplo a, en cambio, la forma móvil es la y tiene como especie típica a la. 7. Cuál es la función de los cnidoblastos? Phylum platyhelminthes (platelmintos) El phylum platyhelminthes comprende unas especies de gusanos planos (figura 4.5). El nombre de estos organismos se debe a que muchos de ellos tienen la forma de una cinta. Los platelmintos presentan simetría bilateral, por lo que podemos distinguir en ellos un lado derecho y un izquierdo, una cara dorsal y una ventral, y un extremo anterior de otro posterior. Este tipo de simetría parece estar asociado con la capacidad de desplazarse de un lugar a otro. Los platelmintos de agua dulce, como las planarias, se mueven con rapidez tanto cuando flotan en el agua como cuando están sobre una superficie sólida. Cuando flotan se desplazan nadando mediante movimientos ondulatorios del cuerpo; en cambio, cuando se apoyan en una superficie sólida, secretan, bajo el agua y por debajo de ella, una capa de moco mucilaginoso, y luego se impulsan hacia adelante utilizando miles de cilios colocados en su cara ventral. La simetría bilateral está asociada con la locomoción? La capacidad eficiente de traslación de las planarias les facilita la búsqueda de sus alimentos, a diferencia de lo que ocurre con los cnidarios sedentarios de simetría radial, los que tienen que esperar pacientemente que el alimento llegue a ellos. 153

10 Unidad 4 Figura 4.5. Ejemplos representativos de los platelmintos a) planaria, b) duela y c) tenia (no cuenta con órganos digestivos). La simetría bilateral está relacionada con la concentración de los órganos de los sentidos en el extremo anterior (delantero) del cuerpo del animal. A esta condición se le denomina cefalización. En este extremo las planarias poseen sensores de tacto, de luz y de movimientos vibratorios, pues es esta porción la que en primer lugar entra en contacto con el ambiente. Las planarias se alimentan a través de la abertura oral que está colocada en la superficie ventral, la cual se comunica con una cavidad gastrovascular. Ésta, a pesar de que es de forma mucho más elaborada que la de la hidra, tiene también la forma de un saco (figura 4.5a). Los materiales que no puede digerir son eliminados a través de la boca, tal como ocurre en la hidra. Muchos de los gusanos planos de vida libre (clase Turbellaria) no presentan una organización tan compleja como la de las planarias comunes de agua dulce. En realidad, ciertas especies de esta clase tienen una organización tan simple que los biólogos se inclinan a considerarlas los animales de simetría bilateral más primitivos. Se cree también que quizá todos los phyla del reino animal se hayan originado, mediante procesos evolutivos, de representantes antiguos de este grupo. Actualmente este tipo de gusanos vive en el suelo húmedo, en el mar y en el agua dulce. Dentro de este phylum están incluidas dos clases de gusanos planos que son parásitos, es decir, organismos que para obtener sus alimentos necesitan vivir sobre el cuerpo o en el interior 154

11 biología 2 de otros animales. Una es la clase tremátoda. Algunas de las especies que la integran son las denominadas duelas. Estos parásitos se adhieren a sus huéspedes mediante ventosas situadas en la superficie ventral. Un ejemplo de ellas es la fasciola hepática, o "duela del hígado", que parasita frecuentemente este órgano de los ganados ovino y vacuno (figura 4.5b). Muchas de ellas producen larvas que son asimismo parásitas, pero que se alojan en hospedantes diferentes, especialmente en varias especies de caracoles. Las duelas de la sangre y las duelas de los pulmones, lo mismo que las duelas del hígado, son parásitos peligrosos en el hombre, especialmente para los habitantes de las regiones tropicales. Las tenias son parásitos que pertenecen a la clase céstoda. Están formados por una sucesión de segmentos independientes entre sí llamados proglótidos, que conforme el animal se desarrolla y crece se van añadiendo a los ya existentes, formando una especie de cinta que puede alcanzar varios metros de longitud. En uno de sus extremos existe un segmento con abundantes ganchos microscópicos con los cuales la colonia se fija al intestino del huésped y absorben, a través de la superficie externa, los alimentos (figura 4.5c). La mayoría de las tenias necesita dos o más hospedantes diferentes para completar su ciclo de vida. El hombre adquiere la tenia cuando come pescado, carne de res o de cerdo infectadas o mal cocidas. Las tenias carecen de órganos digestivos y de órganos de los sentidos. Éstos no les son necesarios y dejan de tener importancia en estos organismos. Tanto las tenias como las duelas probablemente evolucionaron a partir de gusanos planos de vida libre. En el proceso evolutivo perdieron aquellas estructuras no apropiadas para su modo de vida parasitario. La tenia que parasita el intestino del hombre es la Taenia solium, conocida también como "solitaria" Phylum aschelminthes (asquelmintos) Las especies más importantes del Phylum asquelmintos son aquellas que se denominan gusanos cilíndricos o nemátodos. Estos organismos tienen forma de cilindros alargados. A diferencia de los gusanos planos, en estos animales los sexos aparecen separados; cada ser posee órganos sexuales masculinos o femeninos. Los nemátodos tienen un tubo digestivo que funciona en una sola dirección: de la boca ubicada en la parte anterior hacia el ano, situado hacia el extremo posterior. Este tipo de sistema digestivo de una sola vía es ventajoso, pues evita la mezcla de los alimentos ingeridos con los desperdicios que egresan. Una vez que el alimento es captado por la boca, es digerido de manera secuencial a medida que avanza de una a otra sección del tubo digestivo. Finalmente, los restos no digeridos se eliminan por la abertura anal. Qué importancia tienen los nemátodos para el hombre? 155

12 Unidad 4 La mayoría de los nemátodos es muy pequeña. Sin embargo, unos pocos, por ejemplo los ascaris (Ascaris lumbricoides, parásito del intestino humano, figura 4.6a), pueden medir casi 30 cm de longitud, mientras que otro, un nemátodo gigante que parasita en las ballenas, suele alcanzar hasta 9 m de longitud. No obstante, la mayoría de los nemátodos tiene tamaños que oscilan entre algunos milímetros y 2 ó 3 cm, semejando pequeños trozos de hilo. Estos animales se identifican con facilidad por los movimientos batientes flageliformes que efectúan. Existen como animales de vida libre en suelos húmedos, ricos en materia orgánica. Se pueden observar a través de una lupa si se examina una pequeña porción de suelo. Los nemátodos viven prácticamente en todas partes. Se hallan en el suelo, en el agua dulce y en la salada. Varias especies parasitan el interior de las plantas y del cuerpo de organismos animales. Hasta ahora se han identificado unas especies de nemátodos, pero existe la certeza de que aún faltan por descubrir y describir muchísimas especies más. Se ha dicho que si desapareciera toda la materia de nuestro planeta, con excepción de los nemátodos, podríamos todavía reconocer a las criaturas que existían con anterioridad vivientes y no vivientes por todos los nemátodos que éstas contenían. Figura 4.6. Dos nemátodos parásitos: a) en el intestino humano y b) larvas de en el músculo. Una gran cantidad de nemátodos son de vida libre. Los de interés para la especie humana son parásitos. Entre las especies más conocidas están los ascaris y los anquilostomas. Estos organismos parasitan el intestino. Los anquilostomas se adhieren a la pared del intestino y allí succionan sangre y otros líquidos alimenticios. Si la infestación es masiva, se producen signos de gran debilidad y letargo. El contagio se produce generalmente al caminar con pies descalzos 156

13 biología 2 sobre el suelo contaminado de excrementos humanos. Hubo una época en la cual dos millones de habitantes del sureste de Estados Unidos de América estuvieron infectados de anquilostoma. La adopción de medidas sanitarias y el uso de calzado ha contribuido a reducir los casos de la infección. Se ha calculado que unos 4 millones de habitantes de todas las regiones de Norteamérica (Canadá, Estados Unidos y México) han sido afectados gravemente por el nemátodo Trichinella spiralis. La infección se contrae cuando se come carne de cerdo cruda o insuficientemente cocida, que contiene el parásito (figura 4.6b). Los gusanos se enquistan en los músculos humanos y finalmente mueren. Sin embargo, cuando la afección es grave, los parásitos ocasionan perturbaciones tan serias que provocan la muerte del hospedante por triquinosis. Es conveniente asumir que cualquier carne de cerdo en el país contiene Trichinella, ya que es poco probable ejercer un control que obligue a los criadores de cerdos a tomar las precauciones necesarias para evitar la contaminación de sus animales. El hombre, y particularmente los niños, se infectan frecuentemente con otras especies de nemátodos, por ejemplo ascaris. Todos viven en el interior del intestino y se adquieren por hábitos sanitarios insalubres. Estas infecciones en realidad no son peligrosas y pueden curarse fácilmente. Los intestinos de algunos animales domésticos, como el ganado vacuno, lanar y caprino, o de gatos y perros, están parasitados por una serie de especies de "gusanos", varios de ellos pertenecientes al género Ascaris. En las regiones tropicales del planeta existen unos nemátodos llamados filarias, que parasitan a los humanos ocasionándoles enormes deformaciones conocidas como elefantiasis. Estos parásitos se introducen a través de la piel y obstruyen los vasos linfáticos, especialmente de los miembros inferiores; al impedir el retorno de la linfa al torrente sanguíneo provocan grandes hinchazones en los pies, piernas y muslos. Existen nemátodos que parasitan a las plantas, produciendo en ellas grandes daños. Plantaciones de naranjos, el tabaco y el fresal suelen sufrir de infestaciones masivas de pequeños gusanos. La planta hospedante raras veces sucumbe bajo la acción del parásito, pero puede debilitarse de tal manera que, bajo la acción de otro parásito invasor, perece. Investigaciones recientes en el campo agrícola han permitido descubrir que la acción de ciertos nemátodos parásitos puede considerarse la causa principal de pérdidas importantes en las cosechas. El Phylum asquelmintos comprende otras clases. Una de éstas, los rotíferos, merece mencionarse aquí porque resulta raro que un estudiante de Biología no tenga la oportunidad de observar estos organismos cuando examina agua de un estanque bajo el microscopio (figura 4.7). Estos organismos diminutos presentan el mismo tamaño de muchos de los protistos unicelulares que viven en el agua dulce. Sin embargo, los rotíferos son multicelulares (en realidad se ha podido establecer que el número de células es constante para cada especie). Estos organismos se adhieren a los objetos bajo el agua con ayuda de sus "dedos" (espolones) y se alimentan de los microorganismos que se encuentran en ella, impulsándolos hacia la boca por medio de un anillo en forma de rueda configurado por cilios. 157

14 Unidad 4 Figura 4.7. F loscularia, un rotífero tubícola. Estructura interna del rotífero. Ejercicio 2 1. Organismo del Phylum platelminto que carece de órgano bucal y aparato digestivo: a) Planaria. b) Tenia. c) Duela del hígado. d) Turbullaria. 2. Característica que identifica a plenitud a los platelmintos: a) Todos ellos tienen una boca, una cavidad gástrica y un ano. b) Todas las especies de este phylum son parásitos. c) El cuerpo dispone sus estructuras en simetría radial. d) La disposición cefálica de los órganos de los sentidos. 3. Contesta con una V si el enunciado es verdadero y con una F si es falso. a) En los nemátodos la comida ingerida se mezcla con los desechos alimenticios. ( ) b) Los anquilostomas contagian al hombre cuando ingiere carne de cerdo mal cocida. ( ) c) La Trichinella spiralis es un nemátodo que parasita el tejido muscular humano. ( ) d) Los asquelmintos son especímenes que pueden ser de sexo masculino o femenino. ( ) e) Los ascaris son parásitos que viven exclusivamente en el torrente circulatorio de los niños. ( ) 158

15 biología 2 f) Si un ser humano está parasitado masivamente con anquilostoma, puede sufrir de anemia. ( ) 4. Es un organismo microscópico que pertenece al Phylum asquelminto: a) Ascaris. b) Filaria. c) Triquina. d) Rotífero. 5. En qué consiste la triquinosis? Phylum annelida (anélidos) El Phylum annelida está constituido por gusanos segmentados. El cuerpo de estos organismos está conformado por una serie de cadenas de unidades independientes; sin embargo, algunos órganos como el tubo digestivo, se extienden a lo largo del cuerpo del gusano; otros, como los órganos de excreción, son propios de cada segmento. Exteriormente, la segmentación se manifiesta a modo de una serie de anillos (figura 4.8.). Algunas de las características que los anélidos presentan son: Simetría bilateral. Un sistema circulatorio por medio del cual la sangre es impulsada mediante un sistema cerrado de vasos sanguíneos. Un sistema nervioso bastante complejo. Su eje nervioso principal está situado ventralmente. Figura 4.8. Anélidos representativos. Izquierda: lombriz de tierra. Centro: gusano pelágico. Derecha: sanguijuela. 159

16 Unidad 4 Actualmente se conocen unas especies de anélidos que viven en el agua dulce, en el mar, en las playas y en el suelo. El ejemplo clásico de un anélido lo constituye la lombriz de tierra (figura 4.8). Como su nombre lo indica, vive en el suelo, donde se alimenta de restos de vegetales y de animales. Fue el célebre biólogo del siglo XIX, Charles Darwin, el primero en destacar la importancia del papel que desempeñan las lombrices de tierra en la agricultura: Cuál es la importancia de las lombrices de tierra en la agricultura? Engullendo el suelo que horadan en su camino, estas lombrices forman surcos que hacen el suelo más poroso y más fácilmente cultivable. También contribuyen a mezclar el suelo con las hojas caídas, aumentando así el contenido de humus. Una vez que la tierra ha atravesado su tubo digestivo, la lombriz la deposita sobre la superficie a manera de "montoncitos", lo cual contribuye a un continuo proceso de mezcla del suelo. Aunque todo estudiante de Biología estudia la lombriz de tierra como el ejemplo típico de un anélido, su hábitat no es realmente característico del grupo. La mayoría de los anélidos son pelágidos, esto es, viven en surcos o debajo de las rocas a lo largo de las costas (figura 4.8). Los gusanos del género Nereis constituyen un ejemplo representativo. Otro grupo bastante familiar de anélidos lo forman las sanguijuelas: éstas cuentan con ventosas en cada extremo del cuerpo; la ventosa posterior le sirve para fijarse temporalmente a su hospedante, mientras que la ventosa anterior la utiliza para succionar la sangre. No hace más de cien años muchos médicos la utilizaban como un tratamiento para las fiebres y presión arterial alta, ya que creían que la sangría era una magnífica alternativa para muchas enfermedades. Con tal propósito millones de sanguijuelas se criaban y se utilizaban Phylum mollusca (moluscos) El Phylum mollusca comprende más de especies vivientes, lo cual hace de este phyllum de animales uno de los más importantes que actualmente habitan la Tierra. La gran mayoría de los moluscos vive en el mar, aunque también se encuentran en agua dulce, y algunos otros son terrestres. Todos ellos, con una excepción, son animales de cuerpo blando no segmentado, muchos de los cuales están protegidos por una o más conchas de caliza (carbonato de calcio). Estas conchas o valvas se generan por la secreción de un pliegue especial de la pared del cuerpo denominado manto. El phylum se divide en tres clases principales y varias menores. Las ostras, almejas, mejillones, veneras, etcétera, tienen el cuerpo blando, cubierto y protegido por dos valvas; por esta razón, se conocen por el nombre de bivalvos (figura 4.9). Los bivalvos presentan simetría bilateral pero esta condición no les proporciona una locomoción 160

17 biología 2 rápida. Algunas de las especies que pueden moverse lo hacen extendiendo un pie musculoso por entre las valvas. Para alimentarse, todas las especies de esta clase lo hacen filtrando las partículas de alimento que atraen por debajo del manto. Varias especies de bivalvos son utilizadas por el hombre como alimento. En algunas especies de ostras el manto secreta ciertas sustancias que originan las perlas. Existen otros bivalvos que ocasionan perjuicios, como las "tilluelas de los barcos", que atacan los muelles y los botes de madera. Este organismo es un bivalvo que utiliza sus dos valvas para perforar túneles en la madera sumergida en el agua salada. Otra clase de moluscos que agrupa numerosas especies es la de los gasterópodos. Dentro de ella se clasifican los caracoles y sus parientes desprovistos de concha, las babosas (figura 4.9). A los caracoles también se les denomina univalvos, por contar con una sola concha. Ésta aparece enrollada y, dentro de ella, los órganos interiores del animal se disponen concéntricamente. No existe plano de simetría alguno en los caracoles adultos, a pesar de que se desarrollan a partir de una larva de simetría bilateral. Los caracoles tienen una cabeza bien diferenciada y dos ojos, por lo general colocados sobre dos pedúnculos que extienden o guardan dentro de la concha. Se alimentan raspando el alimento con la radula, que es una espacie de lengua de superficie áspera. A pesar de que la mayoría de los caracoles vive en aguas marinas, algunos se hallan también en el agua dulce y aun en tierra firme (caracoles de jardín). Estos últimos respiran por medio de un acomodamiento del manto a manera de pulmón. Las babosas desprovistas de conchas se encuentran tanto en el mar como en la tierra. Las babosas terrestres ("babosa de jardín") son de color oscuro; sin embargo, las marinas presentan decoraciones de colores brillantes. Figura 4.9. Moluscos representativos. 161

18 Unidad 4 Los moluscos serán una opción alimenticia para el hombre? Algunas especies de caracol se consideran alimenticias; sin embargo, las pérdidas que causan los caracoles y babosas terrestres en las cosechas en ciertas regiones del mundo son considerables y mayores que el alimento que pudieran producir. Muchos caracoles marinos se alimentan de bivalvos de valor comercial, por ejemplo, de ostras. Algunos caracoles, como ya fue mencionado anteriormente, sirven también de hospedantes intermedios de duelas (platelmintos). Una serie de especies de bivalvos y caracoles marinos cuentan con conchas de formas y colores diversos que exhiben una gran belleza y son motivo de interés para coleccionistas. La otra clase es la de los cefalópodos, que incluye a diferentes especies de pulpos, calamares (figura 4.9) y el nautilus, cuya concha está integrada por muchas cámaras. Todos estos seres viven en el mar y se caracterizan por tener una cabeza grande, bien diferenciada, provista de ojos prominentes y de la cual se proyecta una serie de brazos o tentáculos (ocho en el pulpo y diez en el calamar) que facilitan la locomoción y la captura de las presas. Un aspecto notorio es que los ojos de los cefalópodos son semejantes a los de los vertebrados (como los nuestros) tanto en su apariencia como en su funcionamiento. Esta semejanza debe ser considerada a nivel de analogía y no a nivel homólogo. Se ha operado aquí un proceso de evolución convergente, responsable de la semejanza exterior y del funcionamiento. La concha en estos animales muestra diferencias notables. La del nautilus posee varias cámaras, la de los calamares se reduce a una placa delgada de aspecto cartilaginoso incrustada en el manto, mientras que los pulpos carecen de ella. Los calamares disponen de métodos llamativos de locomoción y defensa. Se pueden desplazar rápidamente emitiendo un chorro de agua por debajo del manto. Cuando se hallan en peligro, los calamares complementan su sistema de locomoción con su sistema de defensa, emitiendo en el agua un fluido negro que les permite confundir al enemigo. Tanto los pulpos como los calamares forman parte de la dieta humana en algunas regiones del mundo. Los cefalópodos representan el grupo de mayor complejidad dentro del phylum de los moluscos. Aquí se encuentran los invertebrados de mayor tamaño. Se han podido coleccionar ejemplares de pulpos de 8 m y calamares hasta de 15 m. Otro grupo interesante de moluscos lo constituyen las "conchas de diente", una clase pequeña de moluscos marinos que pasa la mayor parte de su vida adulta enterrada en la arena. Estos moluscos se alimentan filtrando pequeños organismos del agua atraída hacia los orificios en el extremo protuberante de su concha. Los quitones son otro ejemplo de moluscos cuyos movimientos son lentos, poco llamativos, y que habitan en las playas adheridos a las rocas (figura 4.9). La concha consiste de varias placas separadas e imbricadas (generalmente en número de ocho), lo que proporciona un aspecto de un organismo segmentado, aunque el cuerpo no posee esta segmentación. Antes del descubrimiento de la neopilina, en 1952, se pensaba que la clase a la cual ésta pertenece había desaparecido hacía varios millones de años. Además de contar con todas las 162

19 biología 2 características típicas de los moluscos, resalta su interés porque su cuerpo está segmentado internamente. En ello se parece a los anélidos, y por eso su hallazgo apoya la teoría de muchos biólogos, quienes aseguran que los moluscos y los anélidos están estrechamente relacionados. Ejercicio 3 1. La diferencia entre nemátodos y los anélidos es que estos últimos: a) Tienen una boca, un tubo digestivo y un ano. b) Presentan simetría bilateral. c) El cuerpo está constituido por segmentos anillados. d) Parasitan el aparato digestivo del hombre y de los animales. 2. Coloca en los paréntesis de la columna de la derecha los números I, II o III si las especies pertenecen a los phyla mencionados en la columna de la izquierda. a) Anquilostoma. ( ) I. Platelmintos. b) Lombriz de tierra. ( ) II. Asquelmintos. c) Planarias. ( ) III. Anélidos. d) Sanguijuelas. ( ) e) Ascaris. ( ) f ) Tenias. ( ) g) Filarias. ( ) 3. Es un molusco que carece de concha o valva. a) Almeja. b) Pulpo. c) Neopilina. d) Quitón. 4. El nautilus es una especie del Phylum mollusca que se caracteriza por poseer: a) Brazos o tentáculos y cabeza grande. b) El cuerpo protegido por dos valvas. c) Dos ojos colocados sobre pedúnculos. d) Una concha con cámara única. 5. Contesta con una V si el enunciado es verdadero y con una F si es falso. a) La neopilina es un molusco cuyo cuerpo está segmentado. ( ) b) El nautilus es un molusco que tiene una concha verdadera. ( ) c) Los caracoles y las babosas adultas poseen simetría bilateral. ( ) d) El cuerpo y la concha de los quitones cuentan con ocho segmentos. ( ) e) Las ostras, los mejillones y las almejas protegen su cuerpo con dos valvas. ( ) 163

20 Unidad 4 6. Se afirma que en los cefalópodos se ha producido una evolución convergente porque: a) Desarrollaron ocho o diez tentáculos o brazos. b) Carecen de una verdadera cubierta caliza. c) Cuentan con una extremidad cefálica prominente. d) Sus ojos son similares a los de los vertebrados Phylum arthropoda (artrópodos) De acuerdo con el criterio de número de especies, el Phylum arthropoda es considerado el más importante que actualmente habita la Tierra. Se han identificado más de especies diferentes de artrópodos, lo que representa un número superior al total del resto de especies vivientes juntas, es decir, plantas, animales y protistas. Cada año se descubren nuevas especies de artrópodos provenientes de los hábitats más variados que puedan concebirse. Se encuentran en el suelo, en el mar y en las aguas dulces; abundan en toda la superficie terrestre. Junto con otras pocas formas vivientes, Son los insectos la especie dominante en el reino Animal? son los únicos animales que también se encuentran en el interior del continente antártico, en la nieve y en las laderas rocosas de las montañas más altas. Todas las especies de este phylum tienen un cuerpo segmentado, envuelto en un exoesqueleto resistente, también segmentado, construido principalmente con la sustancia denominada quitina. Su simetría es bilateral, reforzada por la presencia de pares de extremidades que se encuentran en cada segmento, colocadas a ambos lados del eje medio ventral. En todos los artrópodos actuales los diversos tipos de apéndices presentan una considerable diversidad estructural y funcional. Estos apéndices les sirven para desplazarse, para conseguir alimentos, como órganos sensoriales y como armas de ataque y defensa. Los segmentos del cuerpo de los artrópodos presentan una serie de variaciones morfológicas que abarcan del segmento anterior al posterior. Generalmente tienen tres partes principales: cabeza, tórax y abdomen. El sistema circulatorio de los artrópodos es del tipo "abierto". La sangre no siempre circula dentro de los vasos, a diferencia de lo que ocurre en los anélidos. Sin embargo, se parecen a éstos porque la parte principal del sistema nervioso de los artrópodos se ubica en la cara ventral del organismo. Existen cinco clases principales de artrópodos: 1. Clase Quilópodos (Chilopoda). Son los conocidos como ciempiés (figura 4.10); son animales de apariencia larga y aplanada. Cada segmento, ubicado por detrás de la cabeza, lleva un par de patas, aunque el número de ellas no alcanza nunca el número cien, a pesar del nombre del grupo. 164

21 biología 2 Los ciempiés se alimentan de otros animales, que capturan con la ayuda de sus fuertes mandíbulas y el veneno que inyectan. 2. Clase Diplópodos (Diplopoda). Las especies de la clase de los milpiés (figura 4.10), a diferencia de los ciempiés, poseen dos pares de patas en cada segmento. También en este caso el número total es inferior a mil, a pesar del nombre. Los milpiés presentan formas más cilíndricas que los ciempiés y son herbívoros. Ciempiés Milpiés Figura Los milpiés tienen dos pares de patas en cada segmento; los ciempiés, únicamente un par por cada segmento. 3. Clase Crustáceos (Crustacea). Los crustáceos difieren de los demás artrópodos por tener dos pares de antenas sensoriales. Además, la cabeza y el tórax están unidos en un solo cefalotórax. Esta clase incluye al cabrajo (cangrejo de río), las langostas, lapas, cangrejos marinos, camarones y millares de pequeños organismos de apariencia semejante al camarón. Figura Crustáceos representativos. Esta clase se localiza en el mar. Con excepción de las "cochinillas" de humedad (Porcellio) que viven debajo de troncos y piedras, los crustáceos son acuáticos y se hallan tanto en agua dulce como en salada. Todas las especies de esta clase respiran por medio de branquias. Su tamaño va desde el que tiene formas microscópicas hasta el de las langostas y cangrejos que pesan varios kilos (figura 4.11). En ciertas regiones las langostas, cangrejos y camarones son elementos importantes en la dieta humana. Los crustáceos son, asimismo, la fuente principal de alimento para muchos peces 165

22 Unidad 4 y mamíferos, tanto de agua dulce como marinos. La enorme ballena azul, con 30 m de longitud, es el animal más grande que existe; se alimenta exclusivamente de pequeños crustáceos marinos. 4. Clase Arácnidos (Arachnida). Los arácnidos, como los crustáceos, tienen la cabeza y el tórax unidos formando un cefalotórax. Sin embargo, difieren de los crustáceos, pues casi todos los arácnidos son terrestres y respiran aire. La locomoción se cumple por medio de cuatro pares de patas. Carecen de antenas. Esta clase incluye a las arañas, los ácaros, las garrapatas, las típulas y los escorpiones, y también al Limulus (cangrejo real). No obstante su apariencia, el Limulus no es un cangrejo, sino un arácnido de aspecto poco común y poco evolucionado en relación con los primeros artrópodos conocidos; en realidad es más parecido a sus antepasados fósiles, por lo que, al igual que la Neopilina se le considera un "fósil viviente". Figura Arácnidos representativos. Los ácaros y las garrapatas son formas parasitarias que causan grandes incomodidades al hombre y a los animales. Existe un ácaro, el Sarcoptes scabiei, que produce la sarna, una enfermedad que ataca a la piel. Las garrapatas pican al hombre y le transmiten algunas enfermedades peligrosas. Los escorpiones y las arañas pueden producir picaduras y mordeduras dolorosas en el hombre; sin embargo, una araña denominada "viuda negra" y algunos escorpiones, especialmente ciertas especies que habitan en el territorio mexicano, suelen transmitir venenos que ocasionan graves lesiones a los tejidos y al sistema nervioso y, si la cantidad de veneno inoculado es considerable, puede causar la parálisis de los músculos respiratorios y del corazón, especialmente en niños o en adultos de bajo peso. 5. Clase Insectos (Insecta). Es la clase dominante de artrópodos en cualquier hábitat, con excepción del agua salada, donde predominan los crustáceos. Se han identificado más de especies de insectos, número que abarca la mitad del total de especies de seres vivos que habitan la Tierra. El cuerpo de los insectos se divide en tres partes: cabeza, tórax y abdomen. El tórax está formado por tres segmentos diferentes; en cada uno de ellos existe un par de patas. Por lo tanto, los insectos son animales de seis patas. En la cabeza lucen un par de antenas. La mayoría de ellos, cuando alcanzan el estado adulto, llevan uno o dos pares de alas en el tórax. El desarrollo de un ser, comprendido desde el huevo hasta el estado adulto, se realiza mediante una serie de etapas larvales. En muchos insectos estas etapas no presentan semejanza 166

23 biología 2 física alguna con el estado adulto. Quién podría imaginar que el gusano de jardín (una larva) es de la misma especie de una mariposa multicolor (el adulto)? La transformación de la larva en la mariposa requiere una profunda reconstrucción de todo el organismo. Tal proceso ocurre durante el periodo de vida latente conocida con el nombre de ninfa. El proceso de transformación en sí se denomina metamorfosis. Es fácil imaginar que con especies en esta sola clase de artrópodos se ha dado especial importancia al estudio de las categorías taxonómicas menores. Se han podido establecer cerca de dos docenas de órdenes sobre la base de diferencias en la metamorfosis, estructuras del ala y piezas bucales. En la figura 4.13 se ilustran algunos de los principales órdenes de insectos. Figura Ejemplos de los órdenes principales de insectos. Todos los insectos tienen seis patas. Nuestra propia existencia está profundamente afectada por los insectos. Algunas especies, como los piojos, chinches, pulgas, mosquitos y ciertas moscas, se alimentan directamente del hombre. Además de la molestia y la incomodidad que producen, nos pueden transmitir enfermedades peligrosas. Por ejemplo, la malaria, la fiebre amarilla, ciertos tipos de la 167

24 Unidad 4 enfermedad del sueño y las filarias, que causan elefantiasis; son enfermedades transmitidas por la picadura de un mosquito. La rikettsia, que provoca el tifo, también se transmite al hombre por la picadura del piojo. De la misma forma, la fiebre bubónica, conocida en la Edad Media como la "peste negra", se transmite al hombre por la picadura de las pulgas. Pero quizá, más decisivo que el papel como transmisores de enfermedades, es el de la competencia que los insectos ejercen sobre el hombre en la obtención de los alimentos. Cada planta que cultiva el ser humano para su propio uso alimenta también una multitud de insectos, lo cual logran succionando el jugo de las plantas, impidiendo su crecimiento y haciendo de ellas fácil presa de organismos patógenos. Otros insectos actúan masticando y devorando parte de las plantas. Un enjambre de saltamontes puede consumir, en un corto plazo, las hojas de un cultivo de maíz (figura 4.14). Asimismo, las larvas de muchas polillas, mariposas y escarabajos, destruyen los cultivos. En ciertas regiones del globo, donde la población humana no dispone de suficientes alimentos, la competencia entre los hombres y los insectos a menudo resulta una verdadera guerra de sobrevivencia, que desencadena en serias hambrunas, lo cual también ocurre en países que sí disponen de aquéllos. La lucha contra los insectos depende de los esfuerzos renovados de los científicos agrícolas y de los agricultores. Figura Maizal, antes y después de la invasión de los saltamontes. No obstante los problemas que causan los insectos, debemos tener presente que los nocivos sólo representan un porcentaje muy pequeño, inferior al 1% de todas las especies de insectos. La mayoría no ejerce influencia directa alguna sobre el hombre, y algunos son incluso benéficos. Por ejemplo, el gusano de seda produce la seda natural que, a pesar de la popularidad que han alcanzado las fibras sintéticas, 168

25 biología 2 continúa siendo un textil de gran importancia. La abeja, además de fabricar la cera y la miel, nos otorga beneficios mediante la polinización de las numerosas angiospermas de cuyas semillas y frutos depende nuestro alimento. Menos marcadas, pero igualmente importantes en beneficio del hombre, son las numerosas especies de insectos que, como la mariquita (coquito de San Antón o catarina), son depredadores de los insectos dañinos. Ejercicio 4 1. Los animales que pertenecen a la clase crustácea se diferencian de los otros del Phylum artropoda porque: a) La mayoría de las especies de esta clase es de vida terrestre. b) Presentan el cuerpo segmentado en cabeza, tórax y abdomen. c) Tienen en la cabeza dos antenas sensoriales. d) Los componentes del cuerpo se disponen en simetría bilateral. 2. La metamorfosis es un proceso de desarrollo y transformación corporal que se produce en los: a) Insectos. b) Crustáceos. c) Quilópodos. d) Arácnidos. 3. Completa la siguiente oración: Los artrópodos que pertenecen a las clases y poseen un cefalotórax. En cambio, los quilópodos tienen el cuerpo dividido en y cada uno de ellos cuenta con de patas. 4. En qué clase del Phylum arthropoda existe mayor cantidad de especies comestibles para el hombre? a) Quilópoda. b) Arácnida. c) Insecta. d) Crustácea. 5. Especies pertenecientes al Phylum mollusca cuyo manto desarrolla dos valvas o conchas. a) Pulpos. b) Caracoles. c) Almejas. d) Quitones. 6. Qué características presenta el Limulus que lo hacen interesante desde el punto de vista evolutivo?. 169

26 Unidad Phylum echinodermata (equinodermos) El phylum de los equinodermos comprende unas especies. Todas ellas viven en aguas saladas. Sus integrantes se caracterizan porque la piel se encuentra cubierta de espinas y el cuerpo presenta simetría radial. El rasgo más interesante es el mecanismo que les permite trasladarse de un lugar a otro. Para tal fin utilizan un sistema vascular hídrico (figura 4.15), en el cual el agua del mar pasa por un sistema de canales para luego ser utilizada en la dilatación de los numerosos pies tubulosos. Éstos poseen, en sus extremos, ventosas que le permiten adherirse a superficies sólidas. El phylum se subdivide en cinco clases cuyos nombres científicos son: crinoidea, asteroidea, ofiuroidea, echinoidea y holothuroidea (figura 4.15). Figura Equinodermos representativos. 170

27 biología 2 Como su nombre lo sugiere, los lirios de mar tienen la apariencia de plantas. Muchos de ellos son sésiles. 1 Quizá sea este modo de vida el que determine la simetría radial del cuerpo de estos animales y no su relación evolutiva con respecto a los animales de simetría radial, como los cnidarios (de acuerdo con lo visto anteriormente, la simetría bilateral está asociada con una rápida locomoción; en cambio, la simetría radial resulta más apropiada para un organismo sésil que debe establecer una relación más estrecha alrededor del medio que lo rodea). Sin embargo, todos los equinodermos producen una larva de vida libre y de simetría bilateral esto se ha interpretado en el sentido de considerar que los equinodermos evolucionaron a partir de antepasados de simetría bilateral. El cuerpo de la estrella de mar tiene forma de disco, de cuyo borde irradian cinco brazos (existen ciertas especies que tienen 20 ó más brazos), y posee una boca situada en la superficie ventral. Los equinodermos pueden desplazarse, aunque muy lentamente, por medio de sus pies tubulosos. Puede considerarse a las estrellas de mar como los únicos equinodermos de importancia para el hombre, especialmente en la industria de piscigranjas marinas que se encargan de criar bivalvos, almejas, mejillones y ostras, pues son animales carnívoros que se alimentan especialmente de las especies mencionadas. Los ofiuros, aunque semejantes a la estrella de mar, difieren de éstas por tener brazos largos y delgados, así como por poseer distinta forma del disco central, y además por ser capaces de desplazarse rápidamente (lo cual es inusual para un equinodermo). Los erizos de mar y los dólares de arena tienen un esqueleto calizo hueco, rígido, a modo de un estuche. En éste se adhieren las espinas, las cuales en ciertas especies de erizos de mar son bastante largas. Los pies tubulosos pueden extenderse hacia afuera a través de las hileras de orificios del esqueleto. Las espinas y los pies tubulosos, conjuntamente, permiten al erizo de mar desplazarse con lentitud. En ciertas regiones costeras los habitantes utilizan ciertas partes del cuerpo de los erizos (gónadas) como alimento. Podrá existir un equinodermo que se desplace rápidamente? Qué tipo de evolución podría ilustrar la presencia de simetría radial tanto en los cnidarios como en los equinodermos adultos? Los cohombros o pepinos de mar tienen forma cilíndrica alargada, su piel es coriácea (en vez de espinosa) y carecen de brazos y de esqueleto. Alrededor de la boca, localizada en un extremo, algunos pies tubulosos se transforman en tentáculos que sirven para captar sus alimentos, y otros pies, con ventosas, los emplean para desplazarse, muy despacio, de un lugar a otro. Se alimentan de sustancias orgánicas en descomposición y de pequeñas algas. Ejercicio 5 1. Clase del Phylum echinodermata cuyas especies poseen un cuerpo que carece de espinas o placas calcáreas. a) Echinoidea. b) Holothuroidea. 1 Es decir, que viven firmemente adheridos a algún objeto sumergido en el agua marina, por medio de un apéndice. 171