Vertebrados. Biología y Geolgía. 1º de ESO. La simetría animal

Transcripción

1 Vertebrados Biología y Geolgía 1º de ESO Profesor: Francisco J. Barba Regidor Curs0: EL REINO ANIMAL Organismos pluricelulares (metazoos) heterótrofos. Poseen un crecimiento limitado. La mayoría se desplazan, pero hay algunos acuáticos que viven fijos al fondo (sésiles). Suelen presentar simetría bilateral; los hay con simetría radial (mamíferos, equinodermos y pólipos) e incluso asimétricos (poríferos). La simetría animal Imagen de Biología y Geología, 1 ESO, Oxford Educación, 2015 Gran capacidad de interacción con el medio: fuerte desarrollo de los sentidos. Altos niveles de complejidad organizativa: tejidos, órganos, sistemas. Reproducción sexual, en general; ocasionalmente, asexual. Fecundación externa o interna, desarrollo directo o indirecto. El ser humano como ejemplo de animal, un organismo de complejidad organizativa. Imagen de Biología y Geología, 1 ESO, Oxford Educación,

2 EL FILO DE LOS CORDADOS (1) A él pertenecen todos los animales vertebrados. Hay cuatro características comunes a todos ellos: 1. Una cuerda dorsal (notocorda), en algún momento de su desarrollo. 2. Un cordón nervioso dorsal. 3. Hendiduras faríngeas. 4. Cola postanal. Arriba: esquema anatómico de un cordado. Abajo, metamorfosis de un urocordado (Ascidia), mostrando la presencia de la notocorda sólo en la fase larvaria. EL FILO DE LOS CORDADOS (2) Urocordados. Con notocorda, cordón nervioso y cola en la fase larvaria, que es nadadora. De adultos, suelen ser sésiles. Con hendiduras branquiales (filtración). Cefalocordados. Con notocorda, cordón nervioso, hendiduras branquiales y cola toda su vida. Cefalización. Marinos. Vertebrados. La notocorda es sustituida por la columna vertebral. El cordón nervioso da lugar a la médula espinal. Y otros muchos cambios Los vertebrados menos evolucionados A la izquierda, mosaico que muestra diversos ejemplares de urocordados adultos. A la derecha, ejemplares de Amphioxus, pertenecientes al Subtipo de los cefalocordados. 2

3 EL FILO DE LOS CORDADOS (3) Columna vertebral Vista frontal La notocorda es sustituida en los adultos de los vertebrados superiores en la columna vertebral. En la figura, la columna vertebral humana de frente (izquierda) y de perfil (derecha). Vista lateral CLASIFICACIÓN Todos los animales que presentan esqueleto interno con columna vertebral son los VERTEBRADOS, que están divididos en cinco grupos menores: peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos. EVOLUCIÓN DE LOS VERTEBRADOS Surgieron hace 550 m.a. a partir de organismos marinos sésiles. Los primeros vertebrados conocidos son los peces ostracodermos. Los placodermos aparecen más tarde. Son peces cubiertos de placas (peces acorazados). Se supone que son los antepasados de los actuales tiburones. Hace 350 m.a., de unos peces con pulmones, pudieron originarse los primeros anfibios. Hace 300 m.a. surgen a partir de anfibios los primeros reptiles. Hace 240 m.a. surgen los primeros mamíferos, evolucionando a partir de un grupo de reptiles, los terápsidos, de posición cuadrúpeda. Hace 225 m.a. surgen, finalmente, las aves, que evolucionan a partir de dinosaurios terópodos. 3

4 Imagen de Biología y Geología, 1 ESO, Oxford Educación, 2015 Los primeros vertebrados conocidos Peces agnatos -sin mandíbulas-, de hasta 60 cm de largo, fundamentalmente de agua dulce; habitaron la Tierra aproximadamente entre los 500 y 350 millones de años. Estaban recubiertos de escamas y una pesada coraza o escudo óseo, motivo por el que se movían por los fondos alimentándose de los detritus que allí se iban depositando. Fósil de Bothriolepis, un placodermo béntico de agua dulce detritívoro, que vivió hace millones de años. Tenían placas óseas en la parte anterior de su cuerpo, además de un número par de extremidades y mandíbulas, que tenían su origen en el primer arco branquial modificado. El resto del cuerpo se encontraba recubierto de escamas, o incluso podía carecer de ellas. Las placas podían aparecer fusionadas, o bien estar articuladas. Ichthyostega. Primer vertebrado terrestre: anfibio primitivo, aparecido hace unos 416 millones de años, a partir de peces con pulmones funcionales y dos pares de aletas musculares con deposiciones óseas similares a los huesos (tetrápodos) que podían utilizar para mover su cuerpo y aguantar su propio peso sin depender de la flotabilidad del agua. Los primeros reptiles tiene un cráneo tipo anápsido de cabeza (sin ningún orificio en la caja craneal tras los ojos), como se puede ver en el género Captorhinus. 4

5 Dos antepasados primitivos de los mamíferos: Cynognathus (a la izquierda), un terápsido del Triásico a y Lystrosaurus (a la derecha), otro terápsido del Pérmico; ambos procedentes de Sudáfrica. Fósil de uno de los antepasados más primitivos de las aves actuales: Archaeopteryx lythographica, que vivió hace 150 millones de años en lo que hoy es el sur de Alemania. Características generales (1): VERTEBRADOS 1. Tienen esqueleto interno con columna vertebral. 2. El cuerpo de los vertebrados puede ser dividido en tres regiones: cabeza, tronco y cola. 3. Presentan simetría bilateral, que significa que sus cuerpos pueden dividirse en dos partes: izquierda y derecha. Pero en la naturaleza, y particularmente en biología, la simetría es aproximada. 4. Generalmente, tienen cuatro extremidades articuladas unidas al tronco. Características generales (2): 5. Su sistema nervioso es complejo y está muy bien desarrollado. Se distribuye en el encéfalo (en la parte anterior del cuerpo; A) y la médula espinal (dentro de la columna vertebral, B). Visión Olfato Habla Gusto Cerebro Oído Médula espinal Red de nervios Tacto A 6. Los órganos de los sentidos (B) están coordinados en la cabeza (el cerebro). B 5

6 Características generales (3): 7. La piel, de función sensorial y protectora, presenta diversas estructuras especializadas: pelo, escamas o plumas (figura inferior): Imagen de Biología y Geología, 1 ESO, Oxford Educación, Órganos especializados: digestivo, excretor, respiratorio, circulatorio cerrado; reproducción sexual con sexos separados (ovíparos, vivíparos u ovovivíparos; algunos, con metamorfosis). Qué hace ser vertebrado a un vertebrado? La respuesta es tan sencilla como podrías pensar: Un rasgo típico de los vertebrados es la columna vertebral, que rodea y protege la médula espinal. Vértebras de un fósil de hadrosaurio. El esqueleto en diferentes vertebrados: comparación gráfica. 6

7 Huesos de la cola Columna Vértebra LOCALIZA EN LA FIGURA: Cráneo Costillas Escápula Fémur Húmero Metatarso Carpo Falanges (...) Los animales con un esqueleto interno hecho de huesos se denominan vertebrados, que incluyen a los primates como los monos y los humanos-, los anfibios, los reptiles, las aves y los peces. Aunque los vertebrados representan sólo un pequeño porcentaje del conjunto de los animales, su tamaño y movilidad les permite a menudo dominar su entorno. 7

8 PECES Los peces son vertebrados que viven en ambientes acuáticos. Algunos, como la merluza viven en el mar y otros, como la trucha, viven en agua dulce. Los más antiguos se conocen como agnatos (sin mandíbulas, como la lamprea), que tienen una ventosa bucal y siete hendiduras branquiales. Más tarde surgieron los peces mandibulados. De ellos, los placodermos acabaron extinguiéndose; el resto han evolucionado hasta la actualidad. El 95 % de los peces tienen esqueleto óseo (osteíctios); el resto, cartilaginoso (condrictios). Los peces óseos tienen vejiga natatoria, un saco lleno de gas que pueden inflar o desinflar permitiéndoles flotar en el agua incluso cuando no nadan. Los peces con esqueleto cartilaginoso tienden a ser más pesados que el agua y por ello tienden a hundirse, por lo que deben nadar para mantenerse a flote. Estos peces incluyen la raya y los tiburones. LOS PRINCIPALES GRUPOS DE PECES SON... 1 Clase Agnatos, son los peces sin mandíbula; el esqueleto es cartilaginoso (1). Clase Condrictios, cuyo esqueleto es cartilaginoso (2). Clase Osteíctios, cuyo esqueleto es óseo (3) Respiran mediante branquias, que se encuentran tras la cabeza y están protegidas por un opérculo (tapa de las branquias). Tienen forma fusiforme y están cubiertos de escamas (placas óseas imbricadas) para protegerse. La mayor parte tienen aletas (extremidades que representan un repliegue de la piel con espinas internas) para nadar; están localizadas en el tórax, estómago, dorso y zona caudal. Su cuerpo presenta una línea lateral de adelante atrás. Los músculos de los peces son fuertes, que les ayudan a nadar. PECES 8

9 PECES La mayoría de los peces nadan utilizando la aleta caudal. Los músculos mueven la cola de lado a lado, forzando al agua hacia atrás e impulsando al pez hacia delante. Otras aletas ayudan al pez a cambiar de dirección y a parar. Las aletas pectorales le ayudan a moverse hacia arriba y hacia abajo. Las aletas dorsal y anal, en el lomo y en la zona ventral, le mantienen recto. Las aletas pélvicas, en la parte de abajo, le permiten dirigirse a izquierda y derecha. Tienen una línea lateral que consiste en un órgano de los sentidos que detecta vibraciones. Son carnívoros, omnívoros y herbívoros. El alimento que consumen es muy variado: algas, crustáceos, otros pequeños animales la carne de otros peces, etc. Se reproducen sexualmente. Son ovíparos y la fecundación es generalmente externa. Las hembras desovan en el agua y el embrión se desarrolla dentro del huevo, de donde salen los alevines. Alevín de dos días de vida PECES Las funciones de los peces. Respiración. Los peces tienen branquias para obtener oxígeno del agua. Las branquias están protegidas por un opérculo o cubierta. Sin embargo, los tiburones y las rayas carecen de él. Nutrición. La mayoría son carnívoros. Reproducción. Son ovíparos. La fertilización es externa. Sin embargo, los tiburones son ovovivíparos, y la fertilización es interna. Interacción. Son de sangre fría. Por ello, no pueden regular su temperatura. 9

10 ANFIBIOS Generalmente necesitan humedad para sobrevivir. Las ranas viven en charcas y las salamandras en bosques húmedos. Sólo los sapos adultos pueden sobrevivir en condiciones secas. Pero todos ellos son ectotérmicos. Todos los anfibios son carnívoros. Su principal fuente de alimento son los insectos. Todos tienen piel suave sin pelo o escamas. Todos ellos respiran a través de la piel, pero sólo cuando ésta está húmeda; los juveniles respiran mediante branquias y los adultos a través de los pulmones. Los anfibios son ovíparos; su fertilización es interna. Las hembras depositan los huevos en charcas y los renacuajos salen de los huevos. Éstos, antes de alcanzar la madurez sexual (estado adulto) cambian tremendamente (metamorfosis). ANFIBIOS La metamorfosis de los anfibios: el caso de la rana. Imagen de Biología y Geología, 1 ESO, Oxford Educación, Son especiales porque en los estadios iniciales de su vida son muy diferentes a los del estadio adulto. Presentan metamorfosis. Los anfibios jóvenes, renacuajos, tienen cola y carecen de patas. Los adultos presentan ya cuatro patas y sólo algunos de ellos pueden tener cola. Urodelos ANFIBIOS Anuros Triturus vulgaris Triturus vulgaris Bufo bufo Hyla arborea Salamandra salamandra 10

11 Diagrama de Venn para diferenciar Anuros y Urodelos Las funciones en los anfibios. Respiración. Los adultos utilizan sus pulmones y la piel para respirar. Las jóvenes ranas renacuajosson acuáticos y respiran mediante branquias. Nutrición. La mayor parte son carnívoros. Los renacuajos son herbívoros. Reproducción. La mayor parte son ovíparos; las salamandras son ovovivíparos. Fertilización es externa en algunos anfibios e interna en otros. Interacción. Los anfibios son de sangre fría. Como resultado de ello, no pueden vivir en regiones frías. LA EVOLUCIÓN DE LOS ANFIBIOS: DE LOS CELACANTOS A LOS ANFIBIOS ACTUALES 11

12 LOS PRIMEROS TETRÁPODOS (ANFIBIOS): ICTYOSTEGA (Devónico tardío de Groenlandia) REPTILES Los Reptiles están cubiertos de escamas córneas. Las tortugas poseen un caparazón protector. Salvo las serpientes, todos los reptiles poseen cuatro patas. Son terrestres, excepto las tortugas, que viven en mar abierto. Esquema de un huevo amniótico. Fuente: Enciclopedia Encarta, Microsoft Corporation. Algunos reptiles (lagartos y serpientes) mudan su piel. Todos los reptiles son carnívoros. Comen insectos o carne de otros animales. Respiran a través de pulmones. Son ovíparos y su fertilización es interna. Ponen huevos en nidos que excavan en el suelo. Al contrario que las aves, no incuban los huevos. Las crías recién salidas del cascarón tienen que cuidar de sí mismas. Anatomía interna de un reptil: el caso de una iguana. Imagen de Biología y Geología, 1 ESO, Oxford Educación, Los reptiles son ectotermos, lo cual les obliga a reducir su temperatura en las estaciones más frías, al igual que los anfibios. Hay cuatro órdenes de reptiles: Quelonios. Ofidios. Saurios. Crocodilianos. 12

13 Lagartos: 1, 3; Tortugas: 2; Serpientes: 4; Tuátaras: 5; Gekkoes: 6; Cocodrilos: 7. ORDEN QUELONIOS Incluye tortugas y galápagos. Presentan un caparazón óseo del que sobresalen la cabeza, las extremidades y la cola. Pueden ser herbívoros o carnívoros. Su boca carece de dientes, pero tiene forma de pico con bordes cortantes. ORDEN SAURIOS Son los lagartos y las lagartijas, entre otros. En cada pata hay cinco dedos con uñas. Tienen párpados móviles. Algunos (camaleones) pueden modificar el color de su piel. Para crecer necesitan mudar la piel. La mayoría son carnívoros. ORDEN OFIDIOS Incluye serpientes, culebras y víboras. Carecen de extremidades. Para crecer precisan mudar la piel. Son carnívoros. La boca se puede dilatar para tragar las presas. Algunos, para capturar las presas, tienen en la boca unos dientes huevos conectados a glándulas venenosas; otros las estrangulan. La captura de las presas depende de las estrategias alcanzadas por las diferentes especies. ORDEN CROCODILIANOS Incluye cocodrilos y caimanes. Cuerpo revestido por una gruesa capa de placas córneas. Son carnívoros, con mandíbulas muy potentes con dientes cónicos. Adaptados al medio acuático, su cola está comprimida lateralmente (natación). En los ojos, un tercer párpado transparente para proteger el ojo cuando están sumergidos. ORDEN QUELONIOS Tortuga gigante de las Galápagos. ORDEN SAURIOS Camaleón. ORDEN OFIDIOS Culebra de collar ibérica. ORDEN CROCODILIANOS Cocodrilo de agua salada filipino. 13

14 Las funciones en los reptiles. Respiración. Usan pulmones para respirar. Nutrición. La mayor parte son carnívoros. Tienen dientes para capturar sus presas. Algunos de ellos (tortugas) tienen pico. Muchas serpientes tienen colmillos conectados a glándulas que producen veneno. Reproducción. Son ovíparos: Los huevos desarrollan dentro de un saco relleno de líquido denominado amnios. Una cáscara dura protege los huevos y les previene de la deshidratación. Los reptiles no incuban los huevos, a diferencia de las aves. Algunas serpientes son ovovivíparas, esto es, el embrión se desarrolla dentro de la hembra hasta que la cría nace. Interacción. Son poiquilotermos o de sangre fría. Por ello, no pueden regular la temperatura de su cuerpo. AVES Las aves son animales terrestres aunque algunos de ellos viven en zonas costeras y bucean en el agua. Tienen alas, pico y cola; su cuerpo está cubierto de plumas. Picos de aves Tipos de alas de aves Esqueleto de ave Patas de aves Las aves tienen cuatro extremidades: las posteriores son patas, las delanteras, alas. Son carnívoros, omnívoros, herbívoros o granívoros- Su alimentación es muy variada: insectos, carne, frutos, semillas, etc. Las aves tienen una mandíbula córnea o pico, pero no dientes. Todas las aves respiran mediante pulmones, que tienen unas extensiones (sacos aéreos) para disminuir el peso y oxigenar la musculatura durante el vuelo. Los huesos de las aves son porosos para hacer su cuerpo más ligero. Las aves son endotérmicos (la temperatura interna de sus cuerpos es constante). Las aves son animales ovíparos y su fertilización es interna. 14

15 Anatomía interna de un ave: el caso de una paloma. Imagen de Biología y Geología, 1 ESO, Oxford Educación, Esqueleto típico de un ave 1) Cráneo 2) Vértebras cervicales 3) Húmero 4) Segundo dedo 5) Metacarpo 6) Cuarto dedo 7) Tercer dedo 8) Radio 9) Cúbito 10) Escápula 11) Sacro 12) Pigóstilo 13) Isquión 14) Íleon 15) Pubis 16) Cintura pelviana 17) Apófisis unciforme de las costillas 18) Fémur 19) Hallux 20) Dedos 21) Tarso-metatarso 22) Tibio-tarso 23) Esternón en forma de quilla 24) Coracoides 25) Fúrcula. Estructura de la pluma de un ave Diferentes tipos de plumas de ave 15

16 Las funciones en las aves Respiración. Usan pulmones para respirar. Nutrición. La forma del pico de las aves depende del alimento que comen. Reproducción. Son ovíparas: ponen huevos que son incubados hasta que el pollito sale del huevo. La fertilización es interna. Interacción. Las aves son homeotermas o de sangre caliente. Archaeoptheryx lithographica: un antepasado fósil y su reconstrucción (abajo) Confuciusornis sanctus Confuciusornis sanctus Aurornis xui Ancestros de las aves...? Imágenes procedentes de diferentes fuentes de internet. MAMÍFEROS Ocupan todos los ecosistemas, tanto terrestres como acuáticos. Sus cuerpos están cubiertos por pelo que le mantiene calientes. La mayoría de ellos tienen cuatro patas y cola. Los acuáticos tienen aletas y una piel suave sin pelo. Tienen dientes. La forma de los dientes depende de su alimentación. Pueden ser carnívoros, omnívoros o herbívoros. Su alimentación es variada. Todos respiran mediante pulmones. Son vivíparos y la fertilización es interna. Las crías se desarrollan dentro de la madre y cuando nacen quedan al cuidado de sus padres, alimentándose de leche materna. 16

17 La alimentación de los bebés mamíferos La primera característica que garantiza que un animal es un mamífero (si se trata de una hembra) es que puede producir leche para alimentar a sus crías. Esta leche es producida por glándulas sebáceas modificadas denominadas glándulas mamarias. A estas glándulas se debe el nombre de Mamíferos. Fuente de la figura: internet. Ningún otro animal tiene pelo de la misma forma que los mamíferos, y todos los mamíferos tienen algo de pelo al menos al comienzo de sus vidas las crías de las ballenas y de los delfines nacen con bigote-. Su mandíbula inferior es un hueso sencillo de ambos lados. En todos los demás vertebrados hay más de un hueso a cada lado de su mandíbula. El oído medio de los mamíferos, y solo el de éstos, contiene tres huesos: estribo, yunque y martillo. En otro tiempo, estos huesos formaron parte de la mandíbula inferior, pero durante los primeros momentos de la evolución de los mamíferos cambiaron su forma y su función, pasando a formar parte del sentido del oído. Clasificación de los Mamíferos. Imagen de Biología y Geología, 1 ESO, Oxford Educación,

18 La clasificación de los mamíferos: en qué se diferencian los tres grupos? Monotremas. Nacen de huevos. Tienen pico, pero no dientes. Ejemplo: ornitorrinco (Ornithorhynchus anatinus). Marsupiales. Acaban su desarrollo dentro de una bolsa materna: (marsupio). Ejemplo: canguro rojo (Macropus rufus). Placentarios. Las crías se desarrollan dentro del cuerpo materno, en el útero. Ejemplo: delfín (Delphinus capensis). (Imágenes de Wikipedia) Las funciones de los Mamíferos: una síntesis. Respiración. Respiran mediante pulmones. Nutrición. Son heterótrofos, tanto, herbívoros, carnívoros, granívoros u omnívoros. Reproducción. La fertilización es interna. El embrión se desarrolla dentro del cuerpo materno. Los Mamíferos son vivíparos: nacen como crías juveniles parecidas a sus progenitores que se alimentan con leche materna. Interacción. Los Mamíferos son homeotermos o de sangre caliente: pueden mantener constante su temperatura. Los mamíferos, grupo formado por unas especies, suele dividirse 3 subclases (Prototerios, Metaterios y Euterios) y 21 órdenes. Los Prototerios incluyen el orden Monotremas, en el que se agrupan los mamíferos ovíparos. Los Metaterios y Euterios paren crías vivas; los primeros engloban el orden Marsupiales, formado por mamíferos caracterizados por presentar una bolsa abdominal donde se desarrollan los recién nacidos. La subclase Euterios engloba 19 órdenes en los que se incluyen todos los mamíferos placentarios vivíparos. 18

19 HUMANOS Todos nosotros somos mamíferos. Pero nosotros tenemos algunas características que nos diferencian de los otros mamíferos HUMANOS 1. El cuerpo humano no tiene mucho pelo. 2. La postura normal es bípeda. 3. El tamaño del cerebro es mucho mayor que el de los otros primates. Hombre Mujer HUMANOS 4. El pulgar está más cerca de los otros dedos de la mano que en el resto de los primates. 5. La especie humana es la única que posee un lenguaje de sonidos complejos. 19

20 HUMANOS 6. La piel tiene numerosas glándulas sudoríparas: en los seres humanos la sudoración es, ante todo, un medio de regulación de la temperatura. 7. El cuerpo de la mujer desarrolla glándulas mamarias en el tórax. La complejidad del cuerpo humano. 20

21 Distribución ambiental de los vertebrados VERTEBRADOS TERRESTRES (1) Coanados terrestres del Devónico Acanthostega (abajo) e Ichthyostega (en la costa) Distribución ambiental de los vertebrados VERTEBRADOS TERRESTRES (2) 1. Corredores. 2. Saltadores. 3. Trepadores. Murciélago Distribución ambiental de los vertebrados VERTEBRADOS AÉREOS Águila calva Alas en murciélagos y aves 21

22 Se alimentan... Muchos de ellos, como las vacas y los caballos, se alimentan de plantas: son herbívoros. Dentro de este grupo, algunos comen hierba, pero otros prefieren hojas y ramas de árboles y otros frutos y semillas. Otros, como los leones, los meros y los tiburones, comen otros animales. Algunos de ellos cazan y se alimentan de carne fresca, mientras que otros comen carroña (animales muertos): es el grupo de los carnívoros. Muchos otros, finalmente, como los cerdos, los chimpancés o los osos, comen tanto animales como plantas: son los omnívoros. ESO ES TODO POR EL MOMENTO. TEMA 10. LOS VERTEBRADOS 22