7. Evolución de los animales

Importancia médica También los hongos juegan un papel importante en la medicina, particularmente aquellos de los que se obtienen los antibióticos que se emplean para combatir las infecciones de origen bacteriano. El primer antibiótico que fue descubierto fue la penicilina, el cual se obtuvo de un moho del género Penicillium (fig. 3.36). Un deuteromiceto (también se llama imperfecto porque generalmente se desconoce su reproducción sexual) sintetiza la ciclosporina, una sustancia que inhibe las reacciones inmunes que suelen presentarse por el rechazo de los trasplantes de órganos, lo que posibilita el éxito en este tipo de intervenciones.

Cuando nos referimos a un animal, inmediatamente pensamos en alguno de los que más se conocen como el perro, el gato, la paloma, la gallina, la serpiente, la rana, la salamandra, el tiburón o la mojarra (fig. 3.37) . En fin, sin proponérnoslo sólo centramos nuestra atención en los vertebrados, que apenas representan 5% del reino animal, el 95% restante corresponde a los invertebrados (sin columna vertebral), y son los animales que menos se conocen: por ejemplo, las esponjas, medusas, platelmintos (gusanos planos), nematodos (gusanos cilíndricos), moluscos (pulpos y calamares), anélidos (gusanos de cuerpo segmentado como la lombriz de tierra), artrópodos como los crustáceos (langostas, camarones), arácnidos (arañas, escorpiones, garrapatas), insectos (saltamontes, moscas, escarabajos; figura 3.38) y equinodermos (erizos, estrella de mar).

Árbol filogenético de los principales grupos de animales Porífera. A este phylum pertenecen las esponjas (fig. 3.39), animales marinos generalmente. Son de muchas especies y diferente tamaño, su cuerpo se forma por una capa externa y otra interna de células. La capa externa está cubierta de células epiteliales, contiene muchos poros (de donde se deriva el nombre de porífera, que significa poseedor de poros). La capa interna se forma por células flageladas que son los coanocitos o células de collar —lo que hace suponer que pudieron haber evolucionado a partir de un protista colonial semejante a los coanoflagelados, que son protozoarios flagelados—. Entre ambas capas se localiza una sustancia gelatinosa con células amebocitos (se parecen a las amibas), las cuales desempeñan varias funciones, entre las que sobresale el transporte de alimento de los coanocitos a las células epiteliales. Por tanto, ambas

Figura 3.38 Fig igura 3 38 La araña y el escarabajo son ejemplos de animales invertebrados.

Figura 3.39 Un ejemplo de esponja.

Figura 3.36 Penicilina.

Figura 3.37 Los vertebrados han desempeñado un papel importante en la conservación de la biodiversidad.

Figura 3.40 Árbol filogenético que propuso Libby Hyman en 1940. En él se describe la evolución de los metazoarios a partir de protozoarios coloniales, que dieron origen a organismos planuloides (semejante a las larvas plánulas de los Cnidarios). De los ancestros planuloides evolucionaron los Cnidarios, los ancestros acelomados (platelmintos acelos) y los seudocelomados (como los rotíferos y nematodos). Más tarde aparecen los celomados ancestrales de donde divergieron por un lado los artrópodos, pasando por los moluscos y los anélidos y por otro los cordados, pasando por los equinodermos y los hermicordados. La esponja, según este árbol, se sitúa entre los flagelados coloniales y el ancestro planuloide.

Figura 3.41 La hidra como ejemplo cnidario.

Figura 3.42 Taenia solium, se aprecia la escólex (10x). capas celulares son diferentes al ectodermo y el endodermo de otros animales. Las esponjas son asimétricas unas y otras son de simetría radial, aunque en ellas se presenta cierta diferenciación celular, carecen de sistema nervioso y de órganos definidos. No disponen de una cavidad digestiva. Los coanocitos además de mantener en circulación el agua por el movimiento de sus flagelos, atrapan y digieren las partículas de alimento. Las esponjas están adaptadas a vivir fijas al sustrato del fondo marino. Algunas en forma solitaria y otras agrupadas como colonias, pero al parecer, sin ninguna especialización de funciones entre los individuos del grupo. Las esponjas son los animales de menor grado de complejidad y su desarrollo con características únicas, sugiere que evolucionaron en forma independiente de los demás animales, por eso a veces se les ubica en un subreino aparte, el de los Parazoos, que significa al lado de los animales (fig. 3.40). Cnidarios. Phylum que incluye las hidras (fig. 3.41), anémonas de mar, corales y medusas. Son animales en su mayoría marinos, de simetría radial, su cuerpo tiene forma de saco, con una cavidad digestiva que se llama cavidad gastrovascular, que dispone de una sola abertura o boca, rodeada por tentáculos. Estos organismos son dipoblásticos, es decir, se forman por dos capas de células: el ectodermo y el endodermo, separadas por una mesoglea gelatinosa. Todos tienen sobre sus tentáculos células urticantes llamados cnidocitos (quiere decir, células de aguijón), que les sirven para defenderse y para capturar a la presa. Los cnidarios, también llamados celenterados, ya disponen de una red nerviosa sencilla; la diferenciación de sus capas celulares es más avanzada que las de la esponja, por lo que, sus funciones se realizan por tejidos especializados; se cree que evolucionaron a partir de un animal marino parecido a una plánula. Platelmintos. Este phylum incluye la clase turbellaria que se integra por animales acuáticos, y cuyo ejemplo es la planaria (fig. 3.42); la clase tremátoda que son parásitos, por ejemplo la fasciola hepática; y la clase céstoda que son platelmintos endoparásitos como la Taenia solium, parásito del intestino humano. Con estos organismos, los metazoarios adquieren un nuevo

nivel de organización superior al reemplazar la mesoglea gelatinosa de los cnidarios por el tejido mesénquima que forma el mesodermo, el cual se ubica entre el ectodermo y el endodermo, por tanto, son animales triplobláticos, de simetría bilateral (con extremos anterior y posterior bien definidos). Su cuerpo es aplanado, debido a ello reciben el nombre de gusanos planos. Son acelomados porque carecen de cavidad corporal entre el tubo digestivo y la pared del cuerpo, además no disponen de sistema circulatorio, su cavidad digestiva que se ramifica a lo largo del cuerpo es de una sola abertura, su sistema nervioso se forma por agrupaciones de células nerviosas en la cabeza llamados ganglios y dos cadenas nerviosas longitudinales en posición ventral. Se encuentran en el medio marino, en agua dulce, y otros son parásitos. Nematodos. Al phylum nematoda pertenecen los gusanos cilíndricos no segmentados (también se llama gusanos redondos o nemetelmintos); viven en aguas marina y dulce y en el medio terrestre, donde desempeñan una importante función como consumidores de materia orgánica. Otros son parásitos de planta, de animales y del hombre. Los nematodos son seudocelomados. El seudoceloma es una cavidad corporal llena de fluido entre el mesodermo y el endodermo que transmite las fuerzas de las contracciones del animal, carece del revestimiento epitelial que caracteriza al celoma. Se reproduce sexualmente y son de sexos separados (el macho es de menor tamaño que la hembra); son triploblásticos, de simetría bilateral, disponen de tubo digestivo completo que inicia en la boca y termina en el ano. Entre los parásitos de los humanos se encuentran la lombriz intestinal, los oxiuros, las filarias y las triquinas. La lombriz intestinal (Ascaris lumbricoides) es ejemplo de parásito intestinal del ser humano. Este gusano mide alrededor de 25 cm de largo se mantiene absorbiendo alimento digerido, se reproduce sexualmente dentro del hospedero y los miles de huevecillos que cada hembra produce al día se expulsan con el excremento. Se transmite al manipular los alimentos sin lavarse las manos después de defecar o a través del agua de riego de los cultivos de las legumbres; los huevecillos suelen infectar a las personas que consumen estos productos y las larvas pueden perforar la pared intestinal e ingresar al torrente sanguíneo dañando otros órganos internos. Los oxiuros (Enterobius vermicularis) son parásitos del intestino grueso, sus huevecillos suelen contaminar los alimentos cuando se manipulan sin lavarse las manos previamente. Las filarias son parásitos de algunos vertebrados entre ellos los humanos, especialmente de las regiones tropicales, en su ciclo requiere de un artrópodo como hospedero intermediario, su ejemplo es Wuchereria bancrofti un nematodo que produce la elefantiasis (fig. 3.43). La triquina causa la triquinosis, enfermedad que se contrae por ingerir carne infectada mal cocida. Moluscos. Las almejas, calamares, caracoles, abulones, ostras, babosas, mejillones y pulpos pertenecen al Phylum mollusca (fig. 3.44). Son de cuerpo blando cubierto por un epitelio llamado manto, el cual contiene glándulas que por secreción producen una concha calcárea (conocida como valva). Presentan simetría bilateral. Su cuerpo consta de cabeza, masa visceral y pie en posición ventral. Generalmente son unisexuales (de sexo separado), aunque también los hay hermafroditas. Son animales triploblásticos, celomados, con aparato digestivo completo. Todas las clases de moluscos, con excepción de los bivalvos, poseen rábula, una cinta con dientes, que se parece a una lengua que el molusco tiene en su cavidad bucal, la proyecta fuera de la boca para raspar el material que le sirve de alimento y para introducir el alimento al tracto digestivo la retrae. Dispone de un sistema circulatorio abierto (la sangre no circula del todo en vasos), baña los tejidos en forma directa y tiene sistema nervioso ganglionar. Las clases que más se conocen de este phylum son:

Evaluación formativa

En equipo investiga cuáles son los platelmintos y los nematodos que más daño causan a la salud vegetal, animal y humana, la manera en que se infectan y de ser posible, el ciclo biológico de los parásitos. Con la participación de cada integrante del equipo, elaboren un reporte de la investigación para exponerlo ante el grupo, destacando la importancia que tiene saber sobre estos grupos de animales en la vida cotidiana.

Figura 3.43 Elefantiasis, enfermedad a causa del nematodo Wuchereria bancrofti.

Figura 3.44 Figura 3 44 Los moluscos están constituidos por una gran diversidad de especies.

Figura 3.45 Figura 3 45 La mucosidad del caracol le permite regular su tempratura y reducir el riesgo ante las agresiones externas, como el ataque de las hormigas.

Figura 3.46 Fig i ura 3 46 El calamar es un ejemplo de cafalópodo.

Evaluación formativa

Investiga cuáles son los moluscos, anélidos y artrópodos que reportan cierto beneficio al ambiente o a la sociedad humana, así como también los que causan daño, especificando su hábitat y su temporada de desarrollo. Elabora tu reporte y comenta la importancia de los resultados que obtuviste con tus compañeros de equipo y del grupo. La clase gastrópoda (univalvas) incluye caracoles y babosas (fig. 3.45). La mayoría de este grupo se adapta a vivir en aguas marinas, otros en agua dulce o en la tierra. Los gastrópodos o gasterópodos son los animales más numerosos de los moluscos, ocupan el segundo lugar en cantidad de animales después de los insectos. Por lo general los caracoles de jardín reemplazan las branquias por su manto muy vascularizado que hace las veces de un pulmón en su respiración. La clase Bivalvia, también llamada lamelli branchia o Pelecypoda (pie en hacha), se caracteriza por tener dos valvas similares entre sí (ovaladas y convexas). Incluye las ostras, las almejas y los mejillones. Este “pie en hacha” (muy desarrollado en los bivalvos) se utiliza por el animal para su desplazamiento; sin embargo, hay bivalvos que son sésiles, es decir, que se fijan al sustrato. Los bivalvos son animales que viven en agua marina y agua dulce y se alimentan de las algas microscópicas de su medio. La clase cephalopoda (“cabeza pies”) incluye a los pulpos y los calamares. Aunque casi siempre el cuerpo es relativamente pequeño, disponen de cabeza y ojos grandes, éstos semejantes a los ojos de los vertebrados. Los cefalópodos son depredadores, su boca se encuentra rodeada de tentáculos, diez en el calamar (fig. 3.46) y ocho en el pulpo, los cuales se encuentran cubiertos de ventosas que sirven para capturar a la presa; se sabe que alcanzan un grado alto de complejidad y se consideran como los invertebrados de mayor avance evolutivo. La concha de este grupo se encuentra reducida o ausente, lo que facilita mayor flexibilidad del manto, como se demuestra cuando utilizan una forma de propulsión a chorro con la que suelen moverse con rapidez. El cefalópodo tiene una cavidad en su manto, el agua que se incorpora en ella circula por las branquias al expulsarse lentamente por una parte modificada de la cavidad que tiene forma de embudo o sifón; pero cuando el animal se enfrente ante un peligro puede contraer la cavidad del manto y expulsar el agua por el sifón, lo que hará que se desplace rápidamente en sentido opuesto, también puede orientar la dirección del embudo para cambiar la dirección de su movimiento. Otro mecanismo que le sirve para ponerse a salvo de sus depredadores es mediante la expulsión de la tinta de sus sacos; se trata de un líquido negro que al liberarse forma una densa nube oscura que confunde y desorienta al depredador, lo que aprovecha el cefalópodo para escapar. Anélidos. Cuando al cavar el suelo húmedo del jardín encontramos algunas lombrices de tierra, asumimos diversas actitudes como las siguientes: matar al pobre animal, separarlo del lugar donde lo encontramos (porque tal vez algunos crean que se trata de un contaminante del suelo) o simplemente sentir asco por la lombriz que se desplaza en ese suelo húmedo. En cambio, habrá quienes estén informados que estos animales desempeñan una labor importante en la formación y fertilización del suelo; mediante sus excavaciones remueven las partículas de tierra y mejoran su ventilación y drenaje, al mismo tiempo que abonan los suelos con sus excrementos. Las lombrices de tierra pertenece al Phylum annelida, que significa “anillado”, por el aspecto que presenta el cuerpo dividido en segmento o metameros. Debido a que cada segmento tiene sus propios músculos, esta característica le reporta al animal cierta ventaja al desplazarse, ya que puede prolongar una parte de su cuerpo al tiempo de acortar otra. La metamerización consiste en la división del cuerpo en partes similares y representa un mayor grado de complejidad en la evolución de los animales. Los anélidos son de simetría bilateral; hay especies que viven en el mar, otras son de agua dulce y algunas de vida terrestre. Los oligoquetos como las lombrices de tierra son hermafroditas. Los anélidos son triplobláticos y celomados, con aparato digestivo completo que se inicia en la boca y termina en el ano. Su sistema nervioso se forma

por un par de ganglios que funciona como cerebro, con un cordón nervioso central que recorre a lo largo de la superficie ventral del animal. Presenta un sistema circulatorio cerrado, a través de vasos sanguíneos. Los anélidos se clasifican en tres clases: Oligochaeta (gusanos de agua dulce o tierra húmeda), Polichaeta (gusanos marinos) e Hirudinea (sanguijuelas) (fig. 3.47. Artrópodos. Los animales que forman el Phylum arthropoda tienen como principal característica la de poseer apéndices articulados pares (su nombre deriva de los vocablos griegos artros = articulación y podos = patas o pies, “con pies articulados”); son los animales más numerosos y exitosos que habitan el planeta, se adaptan a la mayor diversidad de hábitat. Su exoesqueleto articulado que cubre todo su cuerpo se encuentra formado de quitina y le sirve no sólo para cubrirse y protegerse contra sus depredadores, sino también como medio de soporte y punto de fijación de los músculos. Sin embargo, tiene la desventaja de no crecer una vez formado, por eso a medida que el animal crece se desprende en forma periódica del exoesqueleto para luego volver a formarlo, proceso que se denomina muda o ecdisis; la muda le resulta peligrosa al animal, porque lo deja vulnerable por cierto tiempo a los depredadores. El cuerpo segmentado de los artrópodos (por lo general con un par de apéndices en cada segmento), se encuentra dividido en tres regiones: cabeza, tórax y abdomen. Su sistema circulatorio es abierto (fundamentalmente la sangre fluye a través de espacios libres), su celoma es pequeño, su tubo digestivo es completo con boca y ano, los de vida acuática intercambian gases respiratorios por branquias y los de vida terrestre lo hacen por traqueas, que son pequeños tubos ramificados. Su sistema nervioso está formado por una doble cadena de ganglios (un par de ganglios por cada segmento) que se extiende a lo largo de la superficie ventral, los cuales se encuentran intercomunicados por dos cordones de fibras nerviosas. En el extremo anterior de la doble cadena, un par de nervios conectivos rodean al esófago y se unen dorsalmente formando tres pares que se fusionan de ganglios dorsales que es el cerebro. También tienen órganos de los sentidos bien desarrollados y son de sexo separado.

Las tres subphyla en que se dividen los artrópodos actuales Los artrópodos que viven actualmente se dividen en tres subphyla: chelicerata (quelicerata), crustácea y uniramia. En el subphylum quelicerata se encuentran las cacerolas de mar y los arácnidos (arañas, escorpiones y ácaros, figura 3.48); de los artrópodos son los únicos que no tienen antena ni mandíbulas, en cambio poseen un par de apéndices que parecen colmillos, llamado quelíceros, que usan para morder a la presa; estos animales son carnívoros. Al subphylum crustácea pertenecen los camarones, langostas, langostinos, cangrejos y percebes; disponen de mandíbulas y dos pares de antenas. En el subphylum uniramia se incluyen los insectos, los ciempies y los milpies, también tienen mandíbula y solamente un par de antenas (fig. 3.49). Equinodermos. ¿Sorprende que los equinodermos —como la estrella de mar— se ubiquen junto a los cordados, phylum al que pertenece el hombre? La razón es porque ambos comparten rasgos característicos en su desarrollo embrionario distintos de cualquier otro animal. Por ejemplo, a partir de la primera abertura del embrión se desarrolla el ano y después una segunda abertura forma la boca, por eso se clasifican en la rama denominada deuterostomas (deuterostomados o deuteróstomos), que significa

Figura 3.47 Fig igura 3 47 Sanguijuela.

Figura 3.48 Fig i ura 3 48 La mariposa, el alacrán y el ácaro, constituyen diversas clases de artrópodos.

Figura 3.49 Figura 3 49 El cuerpo del saltamontes consta de cabeza, tórax y abdomen, dispone de tres pares de patas y un par de antenas; puede tener uno o dos pares de alas; su boca está adaptada para masticar o succionar los alimentos.

Figura 3.50 Estructura inerna de la estrella de mar. “boca secundaria”. En cambio, otros invertebrados como moluscos, anélidos y artrópodos en la primera abertura se forma la boca, y por eso se clasifican en la rama de los protostomas “boca primaria”. Otras características que comparten los deuterostomas son: • Las primeras divisiones celulares del embrión llamada segmentación o fragmentación es radial y no espiral como los protostomas. • El mesodermo en los deuterostomas se desarrolla por evaginación del intestino embrionario y de las evaginaciones del mesodermo se forman las cavidades que se convierten en celoma (fig. 3.51b). En cambio, en los protostomas el mesodermo se desarrollo entre el ectodermo y el endodermo y el celoma de la cavidad que forma el mesodermo (fig. 3.51a).

• La semejanza que existe entre los equinodermos y los cordados más que con otros animales en la etapa inicial del desarrollo embrionario hace suponer que descienden de un antepasado común. El Phylum echinodermata (del griego ekhinos = espina y derma = piel, piel espinosa) incluye a las estrellas, erizos y galletas de mar (fig. 3.50); son animales solamente del medio marino, viven especialmente en aguas profundas. Las principales clases de equinodermos son: la clase Crinoidea que agrupa a los lirios de mar y estrellas pluma; la clase Asteroidea, a la cual pertenecen las estrellas de mar; la clase Ophiuroidea, que incluye a las canastas de mar o estrellas canastas y estrellas serpenteantes; la cla- se Echinoidea, que incluye los erizos y galletas de mar (dólar de arena) y la clase Holothyroidea de los pepinos de mar. Por lo general los equinodermos en su edad adulta son de simetría radial; sin embargo, en su etapa larvaria son de simetría bilateral.

Figura 3.51 Principales características del desarrollo embrionario de los celomados.

Características de la estrella de mar

El cuerpo de la estrella de mar tiene la forma de un disco central, del cual salen los brazos, generalmente cinco (aunque hay algunas que tienen más). De manera similar que los demás equinodermos disponen de un esqueleto interno que se forma por pequeñas placas calcáreas con espinas que se proyectan hacia afuera. En la superficie inferior del centro del disco se encuentra la boca y arriba de ésta se localiza el estómago. El sistema hidrovascular o ambulacrales es una característica de los equinodermos que consiste en una red de tubos por donde circula el agua, cuyas ramificaciones conducen este líquido a los cente-

nares de pies ambulacrales localizados debajo de cada brazo y que el animal emplea en su locomoción y para abrir los moluscos bivalvos que logra capturar. Su sistema nervioso es sencillo, se forma de un anillo nervioso que rodea la boca, de donde salen los nervios que se extienden hacia cada brazo. Este invertebrado no tiene cabeza ni cerebro. Por lo general, son de sexo separado, de reproducción sexual y fecundación externa, aunque también algunas especies producen nuevos individuos asexualmente por regeneración de los brazos que se llegan a desprender. Phylum Chordata. Los cordados presentan, por lo menos en una fase de su vida, las siguientes características:

• La notocorda, que es una barra que se extiende a lo largo del dorso del animal, es firme y flexible, la cual funciona como soporte corporal. • Por encima de la notocorda en la superficie dorsal recorre un tubo nervioso llamado cordón nervioso dorsal, que es hueco. • Otra característica es la faringe con hendiduras branquiales, que son una serie de arcos y surcos branquiales (en los peces se encuentran muy desarrollados y se utilizan en la respiración). Aunque los vertebrados terrestres tienen respiración pulmonar, durante su desarrollo embrionario presentan brevemente las hendiduras branquiales —el embrión humano desarrolla sacos branquiales pares en la región del cuello—, lo que hace suponer que en los primeros cordados estas estructuras servían para filtrar el agua que hacían pasar por la boca y al circular por las hendiduras branquiales el moco secretado por las células de la faringe atrapaban las partículas de alimento que eran transportadas al intestino del animal. • No hay testimonios fósiles de los ancestros de los cordados, seguramente fueron animales pequeños de cuerpo blando; sin embargo, entre los fósiles de la fauna de Burgess Shale de las montañas rocosas de Columbia Británica, Canadá, se encontró el fósil de un pequeño animal nadador en forma de lanceta llamado Pikaia, el cual corresponde al periodo Cámbrico Medio con más de 500 millones de años y al que se le puede apreciar la notocorda. • El phylum de los cordados se divide en tres subphylum:  Urochordata. También llamados tunicados. Son animales marinos sésiles con forma de barril. En la edad adulta se cubren con una gruesa túnica. Son animales que al filtrar el agua que pasa por su faringe aprovechan el placton que contiene.  Cefalochordata. En este subphylum se incluyen los anfioxos, pequeño animal traslúcido y de apariencia de pez, aunque puede nadar, normalmente se le localiza bajo la arena, cerca de la playa, también filtra del agua partículas de alimento.  Vertebrata. Los vertebrados poseen columna vertebral que forma el eje esquelético de su cuerpo, la cual se desarrolla alrededor de la notocorda para reforzarla o reemplazarla. Las vértebras —que son los segmentos que forman la columna vertebral— rodean el cordón nervioso, en tanto que el encéfalo se encuentra protegido por el cráneo. El corazón es el

Aves

Reptiles

Anfibios

Peces óseos

Peces cartilaginosos

Placodermos (peces con mandíbulas) Mamíferos

Ostracodermos (agnetos: peces sin mandíbulas) Cefalocordados Urocordados

Cordados ancestrales Placentarios

Marsupiales

Monotremas

Figura 3.52

órgano que impulsa la sangre y como medios de locomoción dispone de dos pares de extremidades en forma de patas, aletas o alas. En el subphylum de los vertebrados se incluyen las siguientes clases: Agnata (peces sin mandíbula) (fig. 3.52). De acuerdo con el registro fósil, los primeros vertebrados que aparecieron fueron los ostracodermos, peces sin mandíbula (agnatos), en el periodo Ordovícico de la era Paleozoica (hace más o menos 450 a 500 millones de años), aunque abundaron más y se diversificaron en el Silúrico. Los ostracodermos se extinguieron a finales del Devónico, los descendientes que sobreviven de los agnatos o ciclostomas (“de boca redonda”) como también se les llama, se representan por los mixines y las lampreas, animales en forma de anguila que llegan a medir hasta un metro de longitud. A diferencia Clase agnata. Lamprea de mar. de los extintos ostracodermos que tenían esqueleto óseo y el cuerpo cubierto por una armadura de placas óseas, los actuales ciclostomas tienen su cuerpo sostenido por un esqueleto cartilaginoso y su piel carece de escama. Las lampreas tienen alrededor de la boca un disco en forma de ventosa, donde están contenidos los dientes (de allí el nombre de ciclostomas), que los adultos de algunas especies emplean para fijarse a otros peces y así perforarle la piel y extraerle los tejidos de su cuerpo. Placodermos (peces con mandíbulas). A principios del Devónico aparecieron los peces con mandíbulas, aletas pares y con armadura ósea llamados placodermos. El desarrollo de las mandíbulas a partir de una parte de los arcos branquiales y la formación de las aletas representó un importante avance en la evolución de los peces, ya que propiciaron el cambio en su nutrición de filtradores de partículas orgánicas a depredadores. La mayor parte de estos primeros peces Figura 3.53 Fig ig ra ura 3 53 mandibulados se extinguió. Sin embargo, de algunas de sus espeEl tiburón es un ejemplo de condrictios. cies descienden las dos clases de peces modernos: los cartilaginosos (Chondrichtyes) y los óseos (Osteichthyes). Chondrichtyes (peces que tienen esqueleto cartilaginoso, dos mandíbulas y dos pares de aletas). Aparecieron en el periodo Devónico. La mayor parte son animales marinos y depredadores de otros peces y de algunos invertebrados marinos como crustáceos y moluscos. Son ejemplo de condrictios los tiburones y las rayas (fig. 3.53). Osteichthyes (peces óseos). Al igual que los cartilaginosos, también aparecieron en el Devónico, aunque hay indicios de una mayor parte de su evolución en agua dulce, la gran diversidad de sus descendientes hoy habita en los medios de agua dulce como en el ambiente marino. Durante su evolución, los peces óseos en agua dulce desarrollaron bolsas externas en la faringe, que a manera de rudimentarios pulmones, tal vez empleaban como estructura suplementaria de la respiración además de las branquias, especialmente cuando en su hábitat escaseaba el agua y descendía su concentración de oxígeno. De esos ancestros de los peces óseos descendieron dos líneas: una que dio origen a los peces de aletas con radio, de los cuales evolucionaron los peces actuales y cuyo pulmón se transformó en vejiga natatoria, que es un órgano hidrostático que los peces emplean para nadar a diferentes profundidades, además de almacenar oxígeno. La otra línea dio origen a los peces de aletas lobuladas carnosas, que conservaron su pulmón, el cual les reportaba la ventaja de sobrevivir en periodos de sequía; de esta línea derivaron los Crosopterigios, los cuales se consideran los ancestros de los vertebrados terrestres.

Las extremidades óseas que les permitió sostener su peso y desplazarse en tierra, aunada con la adaptación para la respiración aérea, propició que estos animales pisciformes fueran los primeros vertebrados terrestres. Amphibia (anfibios). Los Laberintodontos, animales semejantes a las actuales salamandras que aparecieron en el Devónico, fueron los primeros vertebrados terrestres, ancestros de la clase Amphibia; los cuales aún conservaban rasgos de los peces de aletas lobuladas que fueron sus ancestros. Las extremidades óseas que desarrollaron para sostener el peso de su cuerpo en la tierra ya tenían los cinco dedos, característica presente en los vertebrados. Las larvas de las ranas y los sapos son los renacuajos (fig. 3.54), los cuales presentan branquias y cola, en su transición a la etapa adulta por metamorfosis, pierden sus branquias y su cola y desarrollan los pulmones. Los anfibios intercambian gases en la respiración no sólo en los pulmones, sino también a través de su piel húmeda muy vascularizada y carente de escamas. Los actuales anfibios se clasifican en tres órdenes: • Urodela, con cola larga, por ejemplo la salamandra (fig. 3.55), el ajolote y los tritones. • Anura, sin cola, como las ranas y los sapos. • Ápoda, incluye a las cecilias, anfibios sin piernas parecidos a gusanos. Reptilia (reptiles). Los reptiles aparecieron en el periodo Carbonífero de la era Paleozoica, hace unos 300 millones de años, aunque el incremento en su variedad se inicia a finales del Pérmico de la misma era. En la siguiente era, la Mesozoica, los reptiles se convirtieron en vertebrados terrestres dominantes, al grado que a dicha era también se conoce como la Edad de los Reptiles. Los reptiles que evolucionaron a partir de anfibios ancestrales, fueron realmente los primeros vertebrados terrestres, la clave del éxito de su adaptación definitiva a la vida en la tierra fue la evolución del huevo amniótico (fig. 3.56). El amnios es una de las membranas extraembrionarias de los vertebrados terrestres; el saco que forma contiene un líquido que mantiene húmedo y protege al embrión durante su desarrollo dentro del huevo, por lo que evita que dependa de un medio externo acuático como los anfibios. Además, el amnios amortigua los impactos que pudiera sufrir el huevo. Entre la serie de adaptaciones que desarrollaron los reptiles y que les facilitó una vida terrestre se encuentran: la fecundación interna, por el cual el macho libera los espermatozoides dentro del aparato reproductor de la hembra, y que implicó la formación de otras adaptaciones —como órganos copulares y aparatos reproductores, además del huevo amniótico protegido por cáscara donde se desarrolla el embrión. Las principales características de los reptiles son: • El cuerpo cubierto de escamas córneas o placas. • Las especies con extremidades, éstas tienen dedos con garras córneas. • La mayoría de los reptiles tienen un corazón de tres cámaras, dos aurículas y un ventrículo como los anfibios, pero más eficiente que en éstos. • Pulmones muy desarrollados. • Son ectotermos, es decir, su temperatura corporal depende de la temperatura de su entorno.

Figura 3.54 Fig igura 3 54 Los renacuajos viven permanentemente en el agua hasta obtener su madurez.

Figura 3.55 Fig igura 3 55 La rana y la salamandra son ejemplos de anfibios.

Figura 3.56 Fig igura 3 56 En los reptiles el huevo amniótico está rodeado de una membrana que protege al embrión.

Los reptiles, así como los artrópodos terrestres y las aves, desarrollaron la adaptación de eliminar los desechos nitrogenados en forma de ácido úrico, en vez de amoniaco, como lo hacen los animales acuáticos. Esto les representa una ventaja como animal terrestre, ya que el ácido úrico resulta menos tóxico, se puede eliminar como cristales con escasa cantidad de agua; en cambio, el amoniaco es más tóxico y para su eliminación requiere mayor cantidad de ese líquido, situación que no es problemática para los animales acuáticos.

Figura 3.57 Fig i ra ura 3 57 El Archaeopteryx es el ave fósil más antigua.

Evaluación formativa

1. En equipo realicen el trabajo de investigación siguiente: a) Características de los cordados. b) Los Subphylum en qué se dividen y sus características fundamentales. c) Las clases del Subphylum vertebrata y sus principales características; recalcar su importancia evolutiva. d) Elabora un álbum con las imágenes de los grupos de vertebrados que aparecieron y se diversificaron en las distintas etapas geológicas. 2. Una vez concluido el trabajo de investigación, ilustrarlo con dibujos, recortes de periódicos o revistas y en secciones. Elaboren con el material un periódico mural y organicen un medio de difusión (plenaria, pláticas informativas, boletines, tríptico, etc.) para exponerlo a la comunidad estudiantil de tu escuela.

Figura 3.58 Fi 358 Una madre humana que amamanta a su recién nacido. Los grupos modernos de reptiles son: las tortugas, los lagartos, las serpientes, las iguanas, los cocodrilos y los caimanes. Los dinosaurios, que fueron los reptiles que dominaron la Tierra cerca de 200 millones de años, se extinguieron hace 65 millones de años; las causas de su desaparición aún son una incógnita, aunque hay distintas hipótesis que tratan de explicar el caso; la más divulgada es la que explica que pudo haber sido por cambios ambientales a causa del impacto de un meteorito entre finales del Cretácico de la era Mesozoica y principios del Terciario de la era Cenozoica, en una localidad llamada Chicxulub del estado de Yucatán en México.

Aves. Las aves se asemejan mucho a los reptiles, probablemente evolucionaron de los dinosaurios. Aparecieron durante el periodo Jurásico de la era Mesozoica, cuando precisamente dominaban estos grandes reptiles. El Archaeopteryx (fig. 3.57) es el ave fósil más antigua, vivió hace aproximadamente 150 millones de años, era del tamaño de una paloma, tenía plumas como las aves, pero dientes y cola larga como los reptiles. Las aves están adaptadas al vuelo, su cuerpo está cubierto de pluma (posiblemente sean escamas modificadas), tienen huesos ligeros y porosos, los miembros anteriores se encuentran especializados en alas, que muchas de ellas emplean para volar. Tienen un sistema respiratorio muy eficiente que les sirve para cubrir la demanda energética que requieren para el vuelo. Las aves así como los mamíferos tienen el corazón dividido en cuatro cámaras y son endodermos; es decir, tienen la capacidad de mantener una temperatura corporal constante que obtiene de su energía metabólica. Mammalia (mamíferos). Son características de los mamíferos: • El cuerpo cubierto de pelo. • Poseen glándulas mamarias que las hembras utilizan para alimentar con leche a sus crías.

• Tienen dientes diferenciados en incisivos, caninos, premolares y molares. • Disponen de un diafragma que hace más eficiente la respiración pulmonar. • Tienen el corazón dividido en cuatro cámaras.

• Son endotermos como las aves.

De acuerdo con el registro fósil, los mamíferos aparecieron en el periodo Triásico de la era Mesozoica, hace aproximadamente 225 millones de años, evolucionaron a partir de los Terápsidos, un grupo de reptiles que dominó la Tierra cerca

de 50 millones de años y que más tarde fueron desplazados por los dinosaurios. Los terápsidos tenían aspecto de mamífero, un cráneo donde cabía un cerebro más grande que de otros reptiles; fueron carnívoros con dientes diferenciados en incisivos, caninos y molares como los mamíferos. Los primeros mamíferos eran muy pequeños, se parecían a las actuales musarañas y zarigüeyas; vivían alimentándose especialmente de insectos se cree que tenían una vida nocturna para evitar a los dinosaurios, pues era la plena etapa del dominio de estos reptiles. Después de la desaparición de los dinosaurios, hace 65 millones de años, los mamíferos se diversificaron más, y se adaptaron a los hábitats dejado por los reptiles. Las tres subclases de mamíferos modernos son: monotremas, marsupiales y placentarios. De los monotremas sólo se conocen el ornitorrinco (Ornithorhynchus anatinus) y el equidna. Habitan en la región australiana. La hembra después de poner sus huevos los incuba y cuando la cría eclosiona, la madre la alimenta con la leche de sus glándulas mamarias. Los marsupiales como el canguro y el koala (Phoscolsrctod cinereus) (fig. 3.59) viven en la región de Australia principalmente; y la zarigüeya está ampliamente distribuida en México, se le conoce como tlacuache (Didelphys Virginiana) y es el único marsupial en el país. En este caso, el embrión inicia su desarrollo dentro del útero de la madre, pero nace en una etapa muy inmadura; por lo que el desarrollo finaliza en el marsupio, que es una bolsa protectora que la hembra tiene en el abdomen, donde la cría permanece nutrida por la secreción láctea de la madre hasta alcanzar la etapa que le permite valerse por sí misma. Los placentarios son los mamíferos más conocidos. En esta subclase, la hembra desarrolla una placenta a través de la cual el embrión recibe nutrientes y oxígeno y elimina desechos durante su desarrollo, a diferencia de la placenta de los marsupiales que no crece lo suficiente para un desarrollo completo del embrión. La placenta es una estructura que se forma de las membranas extraembrionarias y la pared uterina, la cual permite el intercambio de sustancias entre el embrión y la madre.

Figura 3.59 Fig igura 3 59 El fino olfato del koala le permite distinguir entre las hojas comestibles y las venenosas.

Cuadro 3.3 Principales órdenes de mamíferos placentarios.

Orden Principales características

Insectívoros Probablemente sean los placentarios más primitivos

Quirópteros Adaptados al vuelo. Sus alas están formadas por membranas dérmicas que unen los dedos muy alargados con el cuerpo y los miembros posteriores. La orientación por eco la realizan al emitir ondas sonoras de alta frecuencia que rebota de los obstáculos, lo que les permite volar en la oscuridad y ubicar a sus presas, particularmente insectos.

Carnívoros Tienen muy desarrollado el sentido del olfato, sus extremidades adaptadas para correr y provistas de garras, sus caninos muy grandes. La mayoría se alimenta con la carne de sus presas.

Desdentados Son mamíferos que no tienen los dientes incisivos, los caninos y en algunos casos toda la dentición. En las especies con piezas dentarias, éstas resultan rudimentarias y carentes de esmalte. Se alimentan de insectos y de otros invertebrados. Disponen de extremidades con garras.

Roedores Tienen incisivos fuertes y largos y debido a su desgaste su crecimiento es continuo.

Ejemplos

Musarañas, topos

Murciélagos

Gatos, perros, osos, leones marinos Perezosos, osos hormigueros y armadillos Ratas, ardillas, castores y puerco espines