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Phylum Cordados: Características diagnósticas, anatomía comparada y clasificación sistemática




  1. Subphylum urocordados
  2. Subphylum cefalocordados
  3. Subphylum vertebrados
  4. Anatomía comparada de los vertebrados y sus implicancias evolutivas

Los cordados son animales que se caracterizan por:

  • Tener notocorda. La notocorda es una estructura que sirve para dar firmeza y flexibilidad al cuerpo. En algunos animales está toda la vida, mientras que en los vertebrados es reemplazada por la columna vertebral.

  • Un sistema nervioso hueco que recorre la columna vertebral desde la cabeza hasta la cola. Se encuentra por encima de la notocorda.

  • Hendiduras branquiales en la parte anterior del tubo digestivo y que en los animales más primitivos se usa para la respiración y en los más evolucionados no cumplen ninguna función.

Los cordados están divididos en tres subphyla que son:

Subphylum urocordados

Entre ellos están las ascidias, salpas y apendicularias. Son animales marinos que tienen notocorda en la cola (de allí su nombre). También se los llama tunicados porque los adultos tienen una túnica o saco de colores vivos y muchas veces fosforescentes.

Las ascidias tienen una canastilla branquial que le sirve para respirar y atrapar el alimento por filtración.

Son hermafroditas (tienen los dos sexos). Las larvas tienen forma de renacuajo.

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Subphylum cefalocordados

Están representados por el anfioxo. Presentan el aspecto de un vertebrado, pero carecen de columna vertebral. El anfioxo usa las hendiduras branquiales las para alimentarse filtrando el alimento desde el agua. En los peces dichas hendiduras sirven para respirar. No presentan cráneo como los vertebrados. Son animales de sexos separados.

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Subphylum vertebrados

Es el grupo en el que se encuentra la mayor cantidad de especies incluida el hombre. Se caracterizan por tener:

  • Columna vertebral formada por vértebras que envuelven a la médula espinal.

  • Cráneo que protege al cerebro.

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Los vertebrados se clasifican a su vez en dos grandes superclases:

Superclase Agnatos: sin mandíbulas. Entre ellos están las lampreas que tienen el aspecto de anguilas. Tienen dientes pequeños y filosos con los que cortan la piel de sus presas. Respiran por hendiduras branquiales.

Durante la época de reproducción dejan el mar y remontan los ríos para aparearse. La fecundación es externa es decir que la hembra pone los huevos en el agua y luego el macho los fecunda con el esperma depositado cerca de ellos.

Superclase gnatostomados: son el resto de vertebrados que tienen mandíbulas. Entre ellos están:

  • CLASE PECES:

  • Tienen forma hidrodinámica.

  • Cuerpo formado por cabeza, tronco y cola.

  • Cuerpo cubierto con escamas.

  • Miembros en forma de aletas

  • Respiración branquial.

En ellos están los tiburones, rayas, dorados, peces espadas, etc.

  • CLASE ANFIBIOS:

  • Piel sin anexos (plumas, pelos o escamas)

  • Respiran por la piel en los adultos o branquial en las larvas.

  • Embriones sufren metamorfosis.

  • Reproducción en el agua.

Incluye a los sapos, ranas, salamandras, cecilias.

  • CLASE REPTILES:

  • Presentan huevos con cáscara.

  • Cuerpo recubierto con escamas, placas o caparazones.

  • Poiquilotermos.

  • Fecundación interna.

  • Ovíparos y ovovivíparos.

Entre ellos podemos mencionar a los cocodrilos, tortugas, víboras, iguanas, camaleones, etc.

  • CLASE AVES:

  • Forma aerodinámica.

  • Miembros superiores transformados en alas.

  • Cuerpo cubierto de plumas.

  • Pico córneo.

  • Ovíparos.

  • Homeotermos.

Agrupa a los pájaros, pingüinos, ñandú, perdiz, etc.

  • CLASE MAMÍFEROS:

  • Mamas desarrolladas.

  • Cuerpo separado de la cabeza por un cuello.

  • Cavidad torácica separada de la abdominal por el diafragma.

  • Cuerpo cubierto con pelos.

  • Homeotermos.

Abarca al hombre, los delfines, ballenas, focas, sirenas, perros, gatos, pumas, caballos, etc.

De acuerdo a la capacidad que tienen los vertebrados de controlar la temperatura de su cuerpo podemos dividirlos en dos grandes grupos:

  • POIQUILOTERMOS: son los que tienen la temperatura de su cuerpo aproximadamente igual a la del ambiente. También se los conoce como animales de "sangre fría", aunque esto no es realmente cierto, como se explicará más adelante. Estos animales deben vivir en ambientes en donde la temperatura cambie poco como lo es el agua. En el caso de los que viven en la tierra (en donde la temperatura sufre grandes variaciones diarias) deben calentarse exponiéndose al sol hasta alcanzar la temperatura adecuada y luego ir hacia la sombra para evitar el recalentamiento (a veces pueden tener temperaturas altas).

Si la temperatura del ambiente es baja estos animales no pueden moverse con facilidad y ellos pueden ser una presa fácil. La ventaja de ser poiquilotermo es que desde el punto de vista energético son bastante económicos, por lo cual no necesitan comer varias veces al día. Estos animales no tienen ni plumas ni pelos aunque poseen escamas estas no sirven para aislarlos térmicamente. Si envolviésemos un cocodrilo en una manta en una habitación fría tanto el animal como la manta estarían a la misma temperatura del cuarto.

Entre estos animales están todos los invertebrados, los peces, anfibios y reptiles

  • HOMEOTERMOS: son animales que poseen la capacidad de mantener la temperatura interna de su cuerpo relativamente constante independientemente de la temperatura que haya en el ambiente. Es decir que si la temperatura ambiente es de 10º C o de 50º C ellos siempre mantendrán su temperatura entre los 36º C a 40º C dependiendo del grupo.

La ventaja de ser homeotermo es que estos animales pueden entrar en actividad en cualquier momento y no necesitan que la temperatura del ambiente se eleve para poder moverse. El inconveniente de ser homeotermo es que cuesta mucha energía mantener el cuerpo caliente, por lo cual el animal debe alimentarse varias veces al día.

Generalmente los homeotermos tiene anexos tegumentarios como pelos, plumas o grasa debajo de la piel que actúan como aislantes evitando la pérdida o ganancia de calor. El calor siempre va desde el lugar de más temperatura al de menos temperatura. Los humanos al no tener pelos en abundancia usamos ropas que forman capas de aire que tienen distintas temperaturas, más calientes cerca de la piel y más frías cerca del ambiente. Cuanto menor es la diferencia de temperatura entre estas capas, menor es la pérdida de calor. Son homeotermos las aves y los mamíferos.

Los animales muy pequeños pierden mucho más calor que uno muy grande, es decir que se enfrían más rápido tal como sucedería con una taza y una olla de agua caliente. La taza se enfriará más rápido que la olla. Es por ello que en aquellos lugares donde los inviernos son muy severos y no hay suficiente comida durante el invierno, los animales invernan. Para ello dejan caer la temperatura hasta que alcanzan una similar a la del ambiente y bajan el ritmo respiratorio, cardíaco y el metabolismo viviendo de la energía acumulada en las grasas. De esta manera pueden pasar la estación de carestía sin tener que gastar mucha energía para mantener el cuerpo caliente. Entre estos animales están algunos, ardillas, roedores, etc. Los osos no hibernan, sino que entran en un sueño profundo. Muchos se despiertan para parir o en los días más cálidos para comer algo.

Otros animales que no pueden invernar son capaces de migrar hacia zonas más cálidas donde hay mayor cantidad de alimentos. Algunos animales son capaces de migrar miles de kilómetros para llegar al lugar de destino.

Anatomía comparada de los vertebrados y sus implicancias evolutivas

Muchos seres vivos pluricelulares constan de aparatos y sistemas que se encargan de cumplir funciones determinadas. Un sistema se diferencia de un aparato en que el primero es capaz de encontrarse distribuido en todo el cuerpo, mientras que los aparatos solo están en una parte del cuerpo. Ejemplo los vasos sanguíneos del sistema circulatorio están en todo el cuerpo, mientras que el aparato respiratorio generalmente está solo en una zona del cuerpo.

A continuación se analizarán los aparatos y sistemas más importantes de los vertebrados y su evolución.

SISTEMA CIRCULATORIO: este sistema consta de un corazón y de vasos sanguíneos. Los últimos son las arterias que son los vasos que sacan sangre del corazón y las venas son todos vasos que la llevan al corazón.

Las funciones del sistema circulatorio son:

  • Transporte de sustancias alimenticias y oxígeno a todo el cuerpo y de recoger los desechos y dióxido de carbono y llevarlos al aparato excretor y pulmones respectivamente para ser eliminados del cuerpo.

  • Regulación de la temperatura del cuerpo: en los homeotermos la sangre se calienta en el hígado y el cerebro y distribuye este calor entre las células del cuerpo para que estas puedan trabajar bien. Si hace mucho calor los vasos sanguíneos de la piel se abren para eliminar calor. Si hace mucho frío se cierran para evitar que se pierda mucho calor por la piel.

  • Defensa del organismo: los glóbulos blancos son capaces de devorar o neutralizar a la mayoría de los agentes extraños que entran en el cuerpo.

El corazón presenta cavidades que se llaman aurículas y ventrículos. Las aurículas reciben la sangre que viene desde el resto del cuerpo y los ventrículos impulsan la sangre fuera del corazón.

El siguiente cuadro representa la evolución en el número de aurículas y ventrículos en los distintos vertebrados:

Cavidades

Peces

Anfibios

Reptiles

Aves

Mamíferos

Aurículas

1

2

2

2

2

Ventrículos

1

1

1 (dos en el cocodrilo)

2

2

La ventaja de tener dos aurículas y dos ventrículos es que las sangre carboxigenada (con dióxido de carbono) no se mezcla con la oxigenada haciendo más efectiva la oxigenación de los tejidos. En el caso de los anfibios y reptiles la sangre carboxigenada se mezcla con la oxigenada en el único ventrículo.

APARATO RESPIRATORIO: Son varias las estructuras que pueden usar los vertebrados para respirar. El siguiente cuadro indica las que utiliza cada clase:

Peces

Anfibios

Reptiles

Aves

Mamíferos

Branquias: son lá-minas que tienen muchos capilares (vasos sanguíneos muy finos) que evolucionaron de los arcos branquia-les. La sangre to-ma el oxígeno di-rectamente del a-gua cuando el pez introduce agua por la boca y abre el opérculo para que esta salga. Un grupo c/ pulmones

En estado larval tienen branquias externas que du-rante la metamor-fosis se pierden. En los adultos respiran por pul-mones aunque la mayor parte de la oxigenación se da mediante la piel y la cavidad bucal. Al no tener cavi-dad torácica deben tragar el aire.

Respiran por pul-mones. Las víbo-ras tienen un solo pulmón alargado, el derecho y tienen una tráquea que puede ser proyec-tada para respirar cuando traga.

Los reptiles care-cen de diafragma en el tórax por lo cual sus pulmones se llenan mediante el movimiento de las costillas.

Respiran por pul-mones. Además presentan sacos a-éreos que son bol-sas que se comuni-can con los pul mones alojándose en los huesos hue-cos y entre las vís-ceras sirviendo para controlar la temperatura del cuerpo y para que el aire inhalado pase dos veces por los pulmones.

Tienen pulmones. Los delfines y ba-llenas tienen pul-mones. Ellos pue-den resistir mucho tiempo bajo el a-gua debido a que pueden mandar poca sangre a o-tros órganos y en-viarla al corazón y cerebro. Además la sangre puede transportar más oxígeno que otros animales.

APARATO EXCRETOR: su función es eliminar los desechos que la sangre saca de los órganos del cuerpo. Está constituido por los riñones, las vías urinarias (uréteres, y uretra) y en algunos la vejiga que es la que almacena la orina antes de ser eliminada. En algunos grupos como los anfibios, reptiles y monotremas (mamíferos que ponen huevos) tienen cloaca que es una cavidad en la que desembocan los aparatos genitales, digestivo y excretor. El aparato excretor de cada clase de vertebrado se caracteriza por:

Peces

Anfibios

Reptiles

Aves

Mamíferos

Orina muy diluida. Eliminan amoní-aco que necesita de mucha agua para ser expulsa-do.

Muy diluida. La vejiga de los anfi-bios puede absor-ber gran cantidad de agua cuando está en ambiente secos.

La cloaca reabsor-be gran cantidad de agua por lo que la orina es muy concentrada y se-misólida.

La orina es similar a la de los reptiles. Se elimina junto con la materia fe-cal (parte blanca).

Es diluida. Su ori-na permite delimi-tar el territorio que les pertenece.

APARATO REPRODUCTOR: está integrado en los machos por los testículos que producen espermatozoides, glándulas que producen sustancias que sirven nutrir a los espermatozoides y para que estos puedan ser eliminados por medio de conductos. En la hembras los ovarios, los oviductos y en algunas clases el útero, la vagina y la vulva.

La fecundación externa consiste en la unión de los óvulos con los espermatozoides fuera del cuerpo de la hembra. En la fecundación interna esta unión de las gametas en el interior de la hembra. Esta última tiene la ventaja de que la cópula asegura la fertilización de los huevos.

Los animales que ponen huevos se llaman ovíparos, las crías se desarrollan fuera del cuerpo de la madre. Otros animales no ponen huevos y se llaman vivíparos ya que sus crías se desarrollan dentro del cuerpo de la madre. En los ovovivíparos los huevos se mantienen dentro del cuerpo de la madre, las crías rompen el huevo dentro de ella y nacen como si estuvieran siendo paridos. La ventaja de ser ovovivíparo es que los huevos no quedan tan expuestos a los depredadores y asegura una temperatura más constante que la del medio. La ventaja de ser vivíparos es que la madre le suministra el alimento a su cría a través de la placenta y no está limitado por una cáscara además tiene la ventaja de los ovovivíparos.

Con los reptiles surgió el huevo con cáscara que fue un adelanto evolutivo importante ya que al evitar la deshidratación del embrión permitió que los animales se independizaran del agua para su reproducción.

Los vertebrados son de sexos separados y existe dimorfismo sexual, es decir diferencias fisonómicas entre machos y hembras dados por el color, tamaños y distintas estructuras.

El siguiente cuadro resume las características del aparato reproductor de los vertebrados:

Peces

Anfibios

Reptiles

Aves

Mamíferos

Fecundación ex terna. General-mente ovíparos, pero también hay ovovivípa-ros y vivíparos. Huevos sin cás-cara.

Fecundación ex terna. Se repro-ducen en el agua. Huevos sin cáscara.

Fecundación in-terna. Huevos con cáscara. Oví-paros y ovovi-víparos.

Fecundación interna. Huevos con cáscara. O-víparos. Un so-lo ovario.

Fecundación interna. El embrión se alimenta a través de la placenta. Solo los monotremas como el ornitorrinco ponen huevos. En los marsupiales (canguros, comadrejas) los hijos nacen muy inmaduros y terminan de desarrollarse dentro de la bolsa prendidos a un pezón.

SISTEMA OSTEO-ARTRO-MUSCULAR: está integrado por el esqueleto, los músculos y las articulaciones.

Los huesos sirven para dar forma al cuerpo, formar células sanguíneas y participan en la movilidad.

Los músculos intervienen en:

  • El movimiento del animal.

  • Regular el diámetro de los vasos sanguíneos lo que permiten distribuir la sangre donde más se la necesita.

  • Contracción de los músculos de los bronquios y alvéolos causando en las vías respiratorias asma o disminución de la capacidad respiratoria.

  • En aparato digestivo permite triturar y transportar los alimentos a lo largo del mismo.

  • Erección de los pelos de la piel.

Las articulaciones sirven para unir los huesos o para que estos puedan moverse unos respecto de otros.

Cada clase de vertebrado tiene una particularidad en el sistema osteo-artro-muscular que se resume en el siguiente cuadro:

Peces

Anfibios

Reptiles

Aves

Mamíferos

Pueden tener un esquele-to cartilaginoso como en los tiburones y rayas u óseo como en el resto. Su esqueleto es débil ya que el agua soporta la mayor cantidad del peso del animal. Poseen costillas que nacen de la columna que nosotros conocemos como espinas. Los mús-culos se organizan en fascículos llamados mió-tomos. Los miembros están representados por aletas que le sirven para propulsión y estabilidad. Poseen una vejiga nata-toria que les sirve para flotar.

El esqueleto está dividido en cabe-za, tronco y extremidades. No tienen cuello. Las patas tienen membranas que le permiten na-dar. Las patas traseras son lar-gas para poder saltar. Su esque-leto tiene cartíla-go, pero también tiene huesos que son capaces de soportar el peso del animal sobre la tierra.

Las patas son cortas si es que existen lo que hace que el animal se vea obligado a rep-tar. Los coco-drilos tienen membranas en-tre los dedos para poder na-dar mejor.

En las que vuelan los hue-sos son huecos para disminuir el peso del es-queleto y tie-nen sacos aé-reos en su inte-rior. Los huesos del miembro su-perior están convertidos en alas. El ester-nón tiene mu-cha superficie para que los músculos del vuelo se inser-ten en él.

En los herbívoros las patas son delgadas y se a-poyan sobre los dedos lo que per-mite que puedan correr rápido. O-tros como los conejos están a-daptados al salto con patas poste-riores largas y fuertes. Los mur-ciélagos tienen una membrana en-tre los dedos de sus miembros su-periores para vo-lar.

APARATO DIGESTIVO: la función de este aparato es la de simplificar los alimentos haciéndolos pequeños para que puedan penetrar en las células. Para ello cuentan con un aparato integrado por los siguientes órganos: boca (con dientes y lengua generalmente) faringe, esófago, estómago, intestino delgado y grueso y ano.

El siguiente cuadro resume algunas adaptaciones de los vertebrados para este aparato:

Peces

Anfibios

Reptiles

Aves

Mamíferos

Los que se alimentan de plancton son filtradores por lo que en su boca hay una especie de filtro que captura a los pequeños ani-males que vi-ven en el agua. La ma-yoría son car-nívoros aun-que también los hay herbí-voros.

En sapos y ranas la lengua es pe-gajosa, elástica y se encuentra uni-da en la parte anterior de la bo-ca lo que per-mite que esta se extienda fuera de la cavidad. Este aparato desembo-ca en la cloaca.

Generalmente no mas-tican mucho sus presas por lo que el estómago tiene fuertes músculos para desmenuzar el alimento. Las plumas, pelos y escamas se eli-minan sin digerir. Las serpientes tragan ani-males más grandes que su boca por que pue-den cambiar de posi-ción los huesos de sus mandíbulas. Las glán-dulas venenosas son glándulas salivales mo-dificadas. También tienen cloaca.

Tienen picos que tienen dis-tintas formas de acuerdo al tipo de ali-mentación. Su esófago se di-lata formando el buche. El estómago es musculoso pa-ra triturar los alimentos que fueron traga-dos sin masti-car. Tienen cloaca.

Algunas ballenas pueden tener un aparato filtrador de plancton. Los carní-voros poseen dientes fi-losos y puntiagudo mientras que los herbí-voros son planos. Los omnívoros tienen ambos tipos. Los rumiantes tie-nen el estómago divido en varias cámaras y regurgitan el alimento para volverlo a masticar. El intestino es más largo en los herbívoros porque tarda más tiempo en digerirse los alimentos. Solo un grupo tiene cloaca.

PIEL Y ANEXOS TEGUMENTARIOS: los anexos tegumentarios son todos aquellas estructuras que nacen y se encuentran en la superficie de la piel. A continuación se enumeran las características de la piel y los anexos típicos de cada clase de vertebrado:

PECES: La mayoría de los peces están protegidos por escamas, placas duras que cubren ciertas partes, o todo el cuerpo. Hay cuatro tipos de escamas: placoideas, cicloideas, ctenoideas y ganoideas. Las escamas ctenoideas tienen pequeñas espinas en su superficie y son ásperas al tacto. Éstas y las escamas cicloideas, lisas y redondeadas, son las más comunes en los peces modernos. Algunos peces primitivos poseen duras escamas ganoideas, mientras que los tiburones y muchas rayas tienen escamas placoideas o dentículos dérmicos, que son afiladas y con una estructura semejante a la de los dientes.

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La parte superior de las escamas presenta una capa de piel muy delgada que produce mucus. Éste sumado a la forma hidrodinámica de su cuerpo facilita el desplazamiento en el agua al disminuir el roce con el agua. Es por ello que los peces son resbaladizos al tacto. Mediante el conteo de los anillos de las escamas podemos conocer la edad de los peces. El color de las escamas se debe a la presencia de pigmentos contenidos en células de las escamas. El color plateado de los peces se debe a un pigmento llamado guanina que el hombre lo extrae para fabricar perlas artificiales.

ANFIBIOS: generalmente la superficie de la piel es desnuda, no tiene anexos. Solo un grupo, las cecilias, tienen placas en la superficie del cuerpo.

La piel es muy irrigada y presenta muchas glándulas que pueden ser venenosas o mucosas. Las primeras son para la defensa. Algunas ranas tienen venenos tan potentes que los indios en el amazonas untan las puntas de flecha para envenenar a sus presas. Muchos tienen colores vivos para advertir a los predadores de su peligrosidad. Las glándulas mucosas sirven para mantener la superficie de la piel húmeda para que los anfibios puedan respirar.

REPTILES: la piel de estos animales es seca, no tiene glándulas y está cubierta con escamas que la protegen y evitan la pérdida de agua. Las tortugas presentan un caparazón que le sirve de protección. Los cocodrilos tienen placas dérmicas.

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AVES: carece de glándulas excepto la glándula uropigia, en la rabadilla, que sirve para impermeabilizar las plumas que recubren el cuerpo con un aceite producido por ella.

Las plumas son escamas modificadas y están formadas por una proteína llamada queratina. Las plumas son livianas, flexibles y resistentes. No solo sirven para darle forma aerodinámica al cuerpo y así facilitar el vuelo sino también para regular la temperatura del cuerpo.

Existen tres tipos de plumas: El plumón, (izquierda), cubre el cuerpo en una capa suelta e irregular que retiene el aire para mantener caliente al ave. Las plumas remeras, (centro), engarzadas por barbas ganchudas forman las superficies planas de las alas y la cola. Las filoplumas o cobertoras, (derecha), crecen entre las plumas remeras.

MAMÍFEROS: su principal anexo son los pelos. Estos tienen las siguientes funciones:

  • Aislamiento del cuerpo para evitar la pérdida o ganancia de calor.

  • Defensa: los pelos pueden convertirse en púas como en el caso del puerco espín.

  • Camuflaje: que permite a los animales pasar desapercibidos en su medio natural.

También existen otros anexos como los cascos y pezuñas que permiten correr. Las garras para cazar. Las astas y cuerno para defenderse o cortejar. Hay mamíferos como el pangolín o el quirquincho que presentan placas recubriendo su cuerpo. Las ratas tienen escamas en su cola.

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Entre los mamíferos hay un grupo muy especial llamado monotremas. Dentro de estos están los ornitorrincos que son animales que tienen pico con la forma de pico de pato, ponen huevos y sus dedos tienen membranas interdigitales que le permiten nadar y poseen unos espolones en las patas traseras que son venenosos. Los equidnas (imagen derecha) también pertenecen a este grupo. Solo viven en Australia.

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La piel de los mamíferos tiene glándulas sudoríparas (en algunos) y sebáceas. Las primeras tienen la función de refrigerar al animal cuando se evapora el agua de la piel y también para eliminar sustancias tóxicas. Las sebáceas sirven para lubricar el pelo.

Existen otras glándulas que eliminan olores fuertes que pueden servir para delimitar lugares, atraer para el apareamiento y para la defensa como el caso del zorrino.

 

 

Autor:

Lic. José Manuel Gómez


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