Universidad de Mayores ZOOLOGÍA I (2º cuatrimestre) El mundo de los ARTRÓPODOS

Transcripción

1 Emilio J López Caballero emilioj.lopez@uah.es Universidad de Mayores ZOOLOGÍA I (2º cuatrimestre) El mundo de los ARTRÓPODOS Esta presentación ha sido elaborada adquiriendo muchas de sus imágenes de la Web y se utiliza con fines puramente didácticos. Tema 9.- ARTRÓPODOS: Proceso de Artropodización y caracteres generales del grupo I. Tema 10.- ARTRÓPODOS: Caracteres generales del grupo II Tema 11.- ARTRÓPODOS: Diversidad del grupo. Breve sinopsis de los grupos de Artrópodos y aspectos generales de su biología: Onicóforos, Tardígrados, Trilobites, Quelicerados, Miriápodos, Crustáceos e Insectos. Tema 12.- ENTOMOFAGIA. Los insectos y otros artrópodos en la alimentación.. INSECTOS Y DESARROLLO SOCIAL Y/O RURAL: Proyectos de desarrollo en los que se utilizan los insectos para que familias de países en desarrollo o poblaciones rurales puedan aumentar sus beneficios económicos: Sericicultura, Colorantes y Lacas. Tema 13. APICULTURA: Historia de la apicultura. La colonia de abeja melífera. Manejo apícola. Productos apícolas. Polinización dirigida Tema 14.- ENTOMOLOGÍA MÉDICA Y FORENSE: Nociones básicas sobre Epidemiología de las enfermedades transmitidas por los Artrópodos. Artrópodos causantes de patologías. Artrópodos transmisores de enfermedades. Utilidad de los insectos en las investigaciones policiales para la estimación del intervalo postmortem. 1

2 Emilio J López Caballero emilioj.lopez@uah.es Temas 9 y 10 Proceso de Artropodización Caracteres Generales Esta presentación ha sido elaborada adquiriendo muchas de sus imágenes de la Web y se utiliza con fines puramente didácticos. ARTRÓPODOS Crecimiento mediante mudas El blastoporo forma la boca del adulto con simetría bilateral con verdaderos tejidos: TRIBLÁSTICOS 2

3 Arthrom: unión o articulación y Podos: pie Arthrom: unión o articulación y Podos: pie 75% de las especies animales alto porcentaje de la biomasa total en los ecosistemas filo animal más ampliamente distribuido tamaño pequeño desarrollo y diversidad de órganos sensoriales especialización de los apéndices generaciones muy cortas metamorfosis Artropodos Molluscos Cordados Platelmintos Nematodos Anelidos Poriferos Equinodermos Otros Sarcomastigoforos Protozoos Apicompleja Cilioforos 3

4 Un grupo que despierta gran interés : En el funcionamiento de los ecosistemas naturales: Reciclan nutrientes Polinizan Eslabón fundamental en las cadenas tróficas Desde un punto de vista antropocéntrico Elaboran productos Fuente de alimento Trasmiten enfermedades Constituyen plagas Cómo y cuándo surgen los artrópodos? Cuándo? Explosión de vida del cámbrico ( m.a) Yacimiento de Burgess Shales (cámbrico medio) Artrópodos perfectamente constituidos ANTECESOR???: Precámbrico 600 ma 4

5 ARTROPODIZACIÓN 26/01/2015 Cómo surgieron? Proceso de Artropodización Cómo pudo ser el ANTECESOR? Bilateral metamería homómera un par de apéndices / metámero escasa cefalización tegumento blando celoma desarrollado: esqueleto hidrostático? Qué desencadenó el proceso? Esclerotización de la cutícula Qué problemas surgieron y cómo se solucionaron? La Movilidad queda reducida articulación mediante zonas membranosas La Musculatura en capas no es operativa musculatura estriada, en haces La Musculatura en haces necesita un anclaje apodemas De esta manera se consiguen movimientos más rápidos y precisos Requiere una mayor Coordinación: coalescencia ganglionar: Cerebro y cadena nerviosa ventral 5

6 Necesita prospectar el medio: Recepción de estímulos: Unidades de recepción con cutícula: sensillas Aumenta la tasa metabólica: Demanda de energía corazón musculoso que impulsa la Hemolinfa Diversidad de medios y hábitas: Respiración y excreción: modificación de la cutícula: distintos sistemas según el medio La cutícula rígida impide el crecimiento continuo: eliminación de la cutícula antigua y formación de una nueva más grande: mudas Qué GRUPOS surgen tras el proceso de Artropodización? A T R Ó P O D O S Hexápodos Crustáceos Paurópodos Diplópodos Qulópodos Sínfilos Arácnidos Merostomados Picnogónidos Miriápodos Quelicerados Grupos FÓSILES sin representantes actuales 6

7 Qué GRUPOS surgen tras el proceso de Artropodización? Hace 550 m.a. Más de 100 modelos corporales Qué CARACTERES GENERALES se adquieren tras la Artropodización? 1) Poseen Cutícula quitinosa formando un EXOESQUELETO ARTICULADO, compuesto por placas rígidas articuladas entre sí mediante zonas membranosas. 7

8 CUTÍCULA 26/01/2015 TEGUMENTO Cutícula muy gruesa (varias capas) endurecida: ESCLEROTIZADA: Epicutícula: Exocutícula: dureza Impermeabiliza (ceras) protege (cemento) Endocutícula: flexibilidad NO continua SÍ articulada 8

9 impermeabiliza exoesqueleto/endoesqueleto (Placas Articuladas / Mb. articulares) Mudan para crecer: Control hormonal escleritos Membranas articulación membranosa Zona de cutícula sin esclerotizar Articulaciones condilar Cóndilos 9

10 2) MUSCULATURA ESTRIADA: dispuesta en haces en metámeros y apéndices. 3) ENDOESQUELETO formado por APODEMAS Musculatura estriada Musculatura dispuesta en haces Musculatura estriada Corporal Musculatura estriada apendicular 10

11 Apodemas: puntos de inserción cutícula apodemas FUNCIONES TEGUMENTARIAS Protectora: capa de cemento Aislante hídrico: capa de cera Exoesqueleto: exocutícula esclerotizada Endoesqueleto: anclaje de la musculatura Sensorial: sensilas Glandular: glándulas de tegumento Coloración 11

12 OCULTAMIENTO: CRIPSIS (Homocromía) Biston betularia 12

13 MIMESIS 13

14 PALO HOJA verde 14

15 HOJA seca lugar adecuado?? 15

16 OCULTAMIENTO: MIMESIS (INSECTOS ramita ) LÍQUEN 16

17 EXCREMENTOS DE AVES FLORES 17

18 Hormigas? 18

19 OCULTAMIENTO: CRIPSIS (Coloración disruptiva) 19

20 ENGAÑAR AL DEPREDADOR 20

21 Mi favorito... 21

22 Atención en partes no vitales ASUSTAR AL DEPREDADOR 22

23 ASUSTAR AL DEPREDADOR 23

24 ASUSTAR AL DEPREDADOR ADVERTENCIA: Coloración aposemática los colores aposemáticos advierten: soy peligroso Rojos, amarillo, negros y cualquier coloración llamativa 24

25 Negro - amarillo Negro - rojo Cualquier coloración llamativa 4) APÉNDICES ARTICULADOS: dan nombre al grupo (artro podo) En principio un par por metámero, pero el número y la función que realizan queda profundamente modificado. 25

26 APÉNDICES ARTICULADOS: ventajas mejorar la locomoción manteniendo la estabilidad: inestable estable APÉNDICES ARTICULADOS: ventajas Ahorro energético 26

27 APÉNDICES ARTICULADOS: ventajas Autotomía y regeneración 5) METAMÉRICOS: La metamería es HETERÓMERA y profundamente modificada por el proceso de TAGMATIZACIÓN 27

28 TAGMATIZACIÓN TAGMATIZACIÓN Fusión de metámeros para formar una región especializada en realizar una función TAGMATIZACIÓN especializada en realizar una función: ESPECIALIZACIÓN DE LOS APÉNDICES CEFALICO TORÁCICO ABDOMINAL sensorial y alimentación locomotor visceral y reproductor 28

29 TAGMATIZACIÓN especializada en realizar una función: ESPECIALIZACIÓN DE LOS APÉNDICES CEFALICO sensorial y alimentación apéndices sensoriales antenas Palpos bucales Los que no tienen antenas usan las primeras patas como estructuras sensoriales 29

30 apéndices bucales pica mastica lame corta liba TAGMATIZACIÓN especializada en realizar una función: ESPECIALIZACIÓN DE LOS APÉNDICES TORÁCICO locomotor 30

31 Patas Saltadoras recolectoras Raptoras Nadadoras fosoras TAGMATIZACIÓN especializada en realizar una función: ESPECIALIZACIÓN DE LOS APÉNDICES ABDOMINAL visceral y reproductor 31

32 Branquias Otros apéndices Peines Hileras de la seda de las arañas TAGMOSIS en los distintos grupos de Artrópodos El número de Tagmas y el nombre varía de unos grupos a otros, pero lo importante es que todos tienen región cefálica, torácica y abdominal Cefalon Tórax Pigidio Cefalon Pereion Pleon Prosoma Opistosoma Cabeza tronco Cabeza Tórax abdomen 32

33 5) CELOMA MUY REDUCIDO: las cavidades celomáticas quedan relegadas únicamente en el Sist. Reproductor y Excretor En los anélidos el celoma era amplio y actuaba de esqueleto hidrostático En Artrópodos es imposible porque tienen el tegumento endurecido 6) SIST. CIRCULATORIO ABIERTO: la cavidad general del cuerpo es un HEMOCELE y los órganos quedan bañados por el líquido circulatorio o HEMOLINFA. Poseen un CORAZON DORSAL musculoso, con aberturas denominadas. OSTIOLOS Lagunas hemocélicas Red de capilares abierto cerrado 33

34 CIRCULATORIO corazón Hemolinfa Senos o lagunas hemocélicas El líquido circulatorio sale de los vasos y Baña directamente los tejidos. No se llama sangre. Recibe el nombre de Hemolinfa Funciones del CIRCULATORIO Transporte: gases, nutrientes, hormonas, etc Defensa: fagocitosis de cuerpos extraño, antígenos Almacenamiento: de agua, de sustancias de reserva Mecánicas: eversión de apéndices, ecdisis, esqueleto hidrostático en artrópodos de tegumento blando 34

35 COORDINACIÓN NERVIOSA Sist. Sensorial ESTÍMULO RECEPTOR EFECTOR RESPUESTA Sist. Muscular... VÍA SENSITIVA vía de entrada Vía de salida VÍA MOTORA Sist. Nerv. Periférico CENTRO DE COORDINACIÓN Sist. Nerv. Central SISTEMA NERVIOSO CENTRAL El S.N.C. está formado por: - CEREBRO: una agrupación de ganglios en la cabeza (poseen conductas más avanzadas que la mayoría de los invertebrados) - CADENA NERVIOSA VENTRAL con un par de ganglios en cada metámero, aunque se fusionan). 35

36 SNC: Cerebro y Cadena nerviosa ventral Coalescencia ganglionar SISTEMA NERVIOSO PERIFÉRICO: Nervios cerebrales y de la Cadena nerviosa ventral n. tegumentarios n. viscerales n. apendiculares 36

37 8. SISTEMA SENSORIAL: formado por estructuras denominadas SENSILAS, que normalmente son modificaciones del tegumento La sensilas pueden funcionar de manera asilada o unirse formando órganos sensoriales Quimiorreceptores Mecanorreceptores Fotorreceptores Componente cuticular: zonas modificadas de cutícula Componente auxiliar Componente sensorial: neuronas No funcionan por sí solas: se unen a otros componentes QUIMIORRECEPTORES: 2 tipos de sensilas quimiorreceptoras GUSTATIVAS = por contacto Un único poro sensila Patas, piezas bucales neuronas 37

38 Olfativas = a distancia Múltiples poros En antenas En antenas FEROMONAS sustancias químicas emitidas al ambiente por un individuo y que afectan al comportamiento y fisiología de otro individuo de su misma especie Feromonas sexuales Feromonas de agregación Feromonas de reconocimiento Feromonas de dispersión/ marcaje del territorio Feromonas de alarma Se pueden transmitir a grandes distancias Se pueden transmitir en oscuridad NO llama la atención de depredadores y parásitos NO suponen gasto energético 38

39 PROPIO receptor Movimiento de unas partes del cuerpo respecto a otras ESTATO receptores INVERTEBRADOS: ESTATOCISTO Posición del cuerpo respecto a la gravedad estatolito cilios axones Limaduras de hierro 39

40 ESTATO receptores Posición del cuerpo respecto a la gravedad Alas posteriores modificadas: halterios SENSILA ejerce presión continuamente nunca ejerce presión REO receptores Detectan vibraciones del aire, sustrato, etc 40

41 REO-receptores en las patas: Permiten detectar las vibraciones creadas por una presa en los hilos de la telaraña FONO- receptores: permiten detectar las vibraciones de las ondas sonoras Localizaciones muy diversas dependiendo de las especies Siempre en posición simétrica: Localización de la fuente de sonido 41

42 Comunicación auditiva: son específicas de cada especie Especie 1 Especie 2 Señales territoriales Señales sexuales Señales de agregación etc Se pueden transmitir a grandes distancias Se pueden transmitir en oscuridad Llama la atención de depredadores y parásitos Suponen gasto energético cornea FOTORRECEPTORES: cristalino Células pigmentarias OJOS SIMPLES (1 cornea) Ojos simples de larvas Ojos simples de adultos (ocelos) Células retinianas OJOS COMPUESTOS (varias corneas) Nervio óptico 42

43 OJOS SIMPLES córnea córnea larvas adultos OJOS COMPUESTOS facetas Córnea Cono Cristalino Lentes Axones Fotorreceptor: Célula Retiniana OMATIDIO 43

44 Visión de la forma 28 facetas aprox facetas aprox. la mayor o menor resolución de la imagen dependerá del número de omatidios 44

45 Visión de movimiento: muy buena Recuperación rápida de las células fotosensibles a los estímulos 300 parpadeos/seg (humano:50 parpadeos/seg) Visión del color: en el ultravioleta 45

46 Sensibilidad a la luz polarizada 9) El INTERCAMBIO GASEOSO se lleva a cabo en estructuras distintas según el medio donde vive el animal, bien a través del tegumento, por branquias, por tráqueas, pulmones en libro, etc. 46

47 SIN ESTRUCTURAS ESPECIALES DE INTERCAMBIO GASEOSO Respiración cutánea: TEGUMENTARIA CON ESTRUCTURAS ESPECIALIZADAS ambientes acuáticos Evaginaciones BRANQUIAS ambientes terrestres Invaginaciones TRAQUEAS/PULMONES SIN ESTRUCTURAS ESPECIALES DE INTERCAMBIO GASEOSO TEGUMENTARIA Superficie = elevada volumen Tegumento blando 47

48 CON ESTRUCTURAS ESPECIALIZADAS EN EL INTERCAMBIO GASEOSO BRANQUIAL: Branquias de Crustáceos Laminillas branquiales Cámara branquial (protección) TRAQUEAL Sacos aéreos (reservorio y ventilación) Tráqueas Espiráculo Tráqueas células Traqueolas lleva el O2 a todas las células Sacos aéreos 48

49 PULMONAR: Pulmones en libro (Arañas y Escorpiones) Pulmón en libro hemolinfa INTERIOR aire EXTERIOR 10) Las estructuras EXCRETORAS ya NO SON NEFRIDIOS y han aparecido, secundariamente, otras estructuras excretoras que varían en función del medio 49

50 EXCRETOR Y OSMORREGULADOR Mecanismos de acumulación: riñones de acumulación Mecanismos de Eliminación: AMBIENTE TERRESTRE Túbulos de Malpigi Excretan ácido úrico Filtrado de hemolinfa Túbulos eliminación Reabsorción de productos útiles AMBIENTE ACUÁTICO: GLÁNDULAS ANTENALES (Gl. Verde) Excretan NH 3 Gl. antenal Típicas de Crustáceos ALMACENAMIENTO orina REABSORCIÓN SECRECIÓN ELIMINACIÓN FILTRADO 50

51 DIGESTIVO ANTERIOR MEDIO POSTERIOR Captura, Ingestión y almacenamiento del alimento. digestión química Digestión física previa o triturado absorción de nutrientes del alimento. reabsorción de agua formación de heces PIEZAS BUCALES Todas son apéndices modificados masticadoras, chupadoras, picadoras, lamedoreas... Masticador as Picadoras 51

52 Glándulas salivares VENENOSAS: paralizan las presas e incluso la digieren (arañas) ANTICOAGULANTES: hematófagos ANALGÉSICAS: hematófagos ALMACÉN DEL ALIMENTO: BUCHE Esófago transporte Esófago (Buche) almacenamiento Faringe musculosa 52

53 Funciones del DIGESTIVO Captura del alimento y digestión distensión del cuerpo durante la ecdisis excreción de productos nitrogenados osmoregulación absorción de agua almacenaje de sustancia de reserva 11) REPRODUCTOR: casi todos son DIOICOS 12) Su CRECIMIENTO es discontinuo, mediante MUDAS. Su ciclo de desarrollo puede ser directo, indirecto o mixto, frecuentemente con METAMORFOSIS 53

54 DIOICOS = unisexuales Los distintos gametos se producen en individuos distintos Individuo que produce gametos grandes e inmóviles (óvulos): HEMBRA Individuo que produce gametos pequeños y móviles (esperma): MACHO ovarios testículos espermateca Gl. Accesorias (cáscara huevos, vitelo, etc) Gl. Accesorias (espermatóforo) GENERALIDADES y EXCEPCIONES Mayoría son DIOICOS(machos y hembras) Hermafroditas: percebes Mayoría se reproducen con FECUNDACIÓN: intervienen los dos sexos Partenogénesis: abejas, etc Mayoría son OVÍPAROS ovoviviparos y vivíparos: escorpiones Mayoría FECUNDACIÓN INTERNA fecundación externa: xifosuros, picnogónidos Desarrollo directo: arañas, escorpiones, miriápodos, algunos hexápodos Desarollo indirecto: METAMORFOSIS (crustáceos y algunos insectos) 54

55 Desarrollo DESARROLLO DIRECTO huevo juveniles adulto METAMORFOSIS en INSECTOS Metamorfosis gradual Hábitos y hábitats idénticos 55

56 Metamorfosis completa Pupa y capullo larvas huevos adulto Hábitos y hábitats muy distintos HIPERMETAMORFOSIS en CRUSTACEOS 56

57 COMPORTAMIENTO SEXUAL EN INSECTOS BUSQUEDA DE PAREJA CORTEJO TRANFERENCIA DE ESPERMA COMPORTAMIENTO POST-CÓPULA SELECCIÓN SEXUAL EL CONFLICTO SEXUAL La reproducción implica un conflicto de intereses entre ambos sexos Las hembras invierten más: óvulos más caros y escasos. Periodos de gestación/incubación largos (producción periódica) Suelen realizar cuidados parentales pierden mucho si no eligen bien: buscan apareamientos de calidad: Las hembras eligen pareja Los machos invierten menos: espermatozoides más baratos y numerosos Producción continua Si no realizan cuidados parentales: buscan aumentar el número de apareamientos: Los machos compiten por acceder a las hembras 57

58 ENCUENTRO DE PAREJA: machos buscan activamente a las hembras Lugares de emergencia Lugares de ovoposición Lugares de forrajeo Feromonas: No llama la atención de depredadores y parásitos hembras emiten y machos buscan Macho Hembra Dimorfismo sexual en antenas 58

59 Emisión de señales acústicas llama la atención de depredadores y parásitos Machos emiten y hembras buscan Emisión de señales visuales: llama la atención de depredadores y parásitos machos emiten y hembras buscan Hembra de especie 1 depredando a macho de especie 2 59

60 CORTEJO: machos ofrecen beneficios y las hembras eligen Eligen a los machos que ofrecen mejores cuidados parentales Eligen a los machos que ofrecen alimento regalos nupciales 60

61 Los regalos nupciales pueden ser el propio cuerpo : El cuerpo del macho: Apareamientos suicidas Eligen a los machos que ofrecen buenos genes hembra macho 61

62 CORTEJO: machos compiten Combates ritualizados Luchas directas: Macho Hembra Dimorfismo sexual del ciervo volante Escarabajo rinoceronte Escarabajo Hércules Mosca alce Mosca ciervo 62

63 TRANSFERENCIA DEL ESPERMA Directa: cópula Indirecta: espermatóforo POSTCOPULA: competencia espermática 1. Eliminar esperma anterior o Desplazar esperma anterior Cuerno del pene 63

64 2. Rociar a la hembra con sustancias repelentes 3. Tapones vaginales 4. Cópulas prolongadas 5. Puestas custodiadas 64