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Biología Compendio V: La diversidad de la vida (página 2)



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Las plantas vasculares con semilla tienen otras dos características adaptativas importantes que contribuyen a su éxito: el polen y las semillas. El polen protege y transporta el gameto masculino, con lo que se elimina la necesidad de que el espermatozoide nade hasta la oosfera. La semilla, una estructura protectora latente que contiene un esporofito embrionario (embrión) y un suministro de alimento, rodeado de una capa protectora (episdermo). Las plantas con semilla se clasifican en dos categorías: gimnospermas y angiospermas.

Las gimnospermas fueron las primeras plantas terrestres producto de la evolución. Su éxito en tierra seca se debe en parte a la transformación evolutiva del gametofito masculino en el grano de polen. Comprenden cuatro divisiones:

  • Las coníferas (pinos, abeto, secuoya, etc.) son plantas leñosas que tienen hojas en forma de agujas (acículas, usualmente perennes) y producen semillas en estróbilos (conos o piñas). La mayor parte son monoicas (tienen estructuras reproductivas masculinas y femeninas en flores separadas de la misma planta).

  • Las cicadáceas tienen aspecto de palmas o helechos. Son dioicas (tienen estructuras reproductivas masculinas y femeninas en flores de plantas separadas), pero su reproducción es similar a la de los pinos.

  • Las ginkgoáceas comprenden una sola especie viva, el Ginkgo biloba; es un árbol caducifolio dioico. Los individuos del sexo femenino producen semillas carnosas directamente en las ramas.

  • Las gnetófitas comparten varios rasgos con las angiospermas, como la presencia de eficientes células conductoras de agua en su xilema. Pueden ser enredaderas, arbustos o árboles. Incluyen tres géneros: Gnetum, Ephedra y Welwitschia.

21.5 Plantas vasculares con semillas y flores

Las angiospermas, o las plantas con flores, son el grupo vegetal más diverso y con más éxito. Poseen en su xilema eficientes células conductoras de agua (elementos de vaso), y células conductoras de carbohidratos en su floema (miembros de tubo criboso). Además del polen y las semillas, las angiospermas producen flores y frutos. La flor, que contiene sépalos, pétalos, estambres y carpelos, permite a las angiospermas utilizar animales como polinizadores, los cuales transportan el polen más lejos, con mayor precisión y menos desperdicio que el viento. Los frutos atraen a consumidores animales, que dispersan las semillas en sus heces. A diferencia de los óvulos de las gimnospermas, los de las plantas con flores están contenidos en un ovario. Luego de la fecundación, los óvulos se transforman en semillas, y el óvulo pasa a ser un fruto.

Hay dos clases de plantas con flores: (1) las monocotiledóneas tienen partes florales en múltiplos de tres, y sus semillas contienen cada una un cotiledón; el tejido nutritivo de sus semillas maduras es el endospermo; sus hojas tienen venación paralela. (2) las dicotiledóneas suelen tener partes florales en múltiplos de cuatro o cinco, y sus semillas presentan dos cotiledones; los órganos nutritivos de sus semillas maduras suelen ser los cotiledones, que han absorbido los nutrimentos del endospermo; las hojas tienen venación reticular.

El reino animal

22.1 Características anatómicas y evolutivas de los animales

Los miembros del reino Animalia son organismos eucarióticos multicelulares y heterótrofos que se reproducen sexualmente. Perciben los estímulos ambientales y reaccionan a ellos con rapidez y tienen motilidad en alguna etapa de su vida. Sus células poseen membrana plasmática y carecen de pared celular.

  • En la reproducción sexual, el espermatozoide y el óvulo se unen para formar un cigoto que experimenta segmentación.

  • Múltiples divisiones celulares dan por resultado el desarrollo de una esfera hueca de células, o blástula, que experimenta la gastrulación, en la que se forman tejidos embrionarios.

  • La mayor parte de las estructuras se desarrollan a partir de capas germinales: ectodermo, externo, da origen a la cubierta corporal y el sistema nervioso; endodermo, interno, reviste el intestino y otros órganos digestivos; mesodermo, intermedio, que origina casi todas las demás estructuras

Los primeros animales carecían de tejidos (característica que conservan las esponjas); los animales modernos presentan tejidos, y se dividen en dos grupos: con simetría radial y con simetría bilateral.

  • Durante el desarrollo embrionario los animales radialmente simétricos tienen dos capas germinales, en tanto que los bilateralmente simétricos tienen tres.

  • Los animales con simetría bilateral tienden a concentrar sus órganos sensoriales y agrupamientos de neuronas en la cabeza (cefalización).

  • Algunos fila de animales bilateralmente simétricos son acelomados (carecen de cavidades corporales), pero la mayoría, tienen pseudocelomas (cavidad no totalmente cubierta de mesodermo) o celomas verdaderos (cavidad del todo recubierta de mesodermo).

  • Los animales celomados se dividen en dos grupos: protostoma (moluscos, anélidos, artrópodos) y deuterostoma (equinodermos, hemicordados y cordados).

22.2 Mesozoos, radiados y acelomados

El filo Porifera incluye las esponjas. Son animales sésiles (no poseen capacidad de trasladarse y siempre permanecen adheridos a un sustrato), caracterizados por tener células de collar (coanocitos) flageladas, que no están organizadas en tejidos. El cuerpo de las esponjas consiste en un saco con diminutas aberturas a través de las cuales entra agua, una cavidad central (espongocele) y un extremo abierto (ósculo) a través del cual sale agua. Se reproducen por gemación, fragmentación y gémulas (yemas internas). Carecen de los músculos y nervios necesarios para el movimiento coordinado. La digestión se lleva a cabo en el interior de las células individuales.

Los animales radiados, que comprenden el filo Cnidaria (hidras, anémonas, medusas y corales) y el filo Ctenophora (frágiles depredadores marinos luminiscentes), poseen tejidos. En los cnidarios, una sencilla red de células nerviosas permite ejecutar movimientos coordinados con poca precisión. La digestión es extracelular y se lleva a cabo en una cavidad gastrovascular central que tiene una sola abertura. Los cnidarios pueden tener vida de flotación libre como la medusa, o existencia de pólipo sésil como el coral. Los cnidarios incluyen tres clases: Hydrozoa, que incluye hidras e hidroides; Scyphozoa, que abarca las medusas; Anthozoa, constituida por anémonas y corales, que secretan un exoesqueleto calcáreo.

El filo Platyhelminthes, o gusanos planos, está constituido por animales acelomados con simetría bilateral. Presentan cefalización (cabeza definida, con un cerebro simple constituido por dos ganglios conectados a dos cordones nerviosos que se extienden a lo largo del cuerpo), tres capas tisulares (hísticas) definidas, y órganos desarrollados. Un sistema de conductos que forma una red a través del cuerpo facilita la excreción de desechos metabólicos mediante protonefridios. Los gusanos planos son hermafroditas, un solo animal produce tantos espermatozoides como óvulos. Incluyen cuatro clases: Turbellaria, constituida por gusanos planos de vida libre, como las planarias; Trematoda y Monogenea comprenden las duelas, parásitas; Cestoda consta de las tenias, parásitas.

22.3 Eumetazoos pseudocelomados

El filo Nemertea (gusanos con proboscis) tiene un plan corporal de tubo dentro de un tubo, tracto digestivo completo con boca y ano, y sistema circulatorio separado. La proboscis es un tubo muscular empleado para capturar alimento y para defensa.

Los gusanos redondos pseudocelomados (filo Nematoda) también poseen boca y ano separados. Este filo incluye especies de gran importancia ecológica y especies parasitarias de plantas o animales. Los nematodos se caracterizan por su simetría bilateral, tres capas tisulares y tubo digestivo completo. El cuerpo está cubierto por una cutícula resistente que ayuda a prevenir la desecación. Muchos nematodos son dioicos (sexos separados), con cuatro estados juveniles, cada uno separado por la muda de la cutícula. Algunos nematodos parásitos del ser humano son Ascaris, uncinarias, triquinas y oxiuros.

Los miembros del filo Rotifera se caracterizan por tener una corona de cilios. Son animales pseudocelomados microscópicos acuáticos con "número celular constante" (todos los individuos de una especie tiene el mismo número de células).

22.4 Protóstomos celomados

El filo Annelida, o gusanos segmentados, incluye gusanos acuáticos, lombrices de tierra y sanguijuelas. Los anélidos son los más complejos entre todos los gusanos, con un sistema circulatorio cerrado bien desarrollado y órganos excretores que se asemejan a la unidad básica del riñón de los vertebrados. Tienen un sistema digestivo compartimentado, como el de los vertebrados, que procesa el alimento con arreglo a una secuencia. Poseen celoma verdadero, que es un espacio lleno de líquido entre la pared corporal y los órganos internos. Su cuerpo tiene segmentación, tanto interna como externa, que divide el celoma en compartimentos que actúan como esqueleto hidrostático. Comprenden tres clases: Polychaeta (gusanos marinos), Oligochaeta (lombrices de tierra), y Hirudinea (sanguijuelas).

El filo Mollusca (caracoles, almejas y calamares) incluye animales que carecen de esqueleto, tienen túbulos excretorios llamados metanefridios. Algunas formas protegen el cuerpo muscular blando y húmedo mediante una concha. La ausencia de una cubierta externa impermeable restringe este filo a hábitats acuáticos y terrestres húmedos. Los moluscos tienen un pie ventral para la locomoción y un manto que cubre la masa visceral (una concentración de órganos) para formar una cavidad que aloja las branquias.

  • En la clase Gastropoda (caracoles y babosas) el cuerpo está torcido y la concha (cuando la hay) está arrollada

  • La clase Bivalvia (almejas y ostras) presenta un par de valvas (conchas) unidas por una bisagra

  • Los de la clase Cephalopoda (calamares, pulpos y nautilos) son nadadores depredadores activos, poseen boca rodeada por tentáculos en la parte inferior de la cabeza.

La rádula, que tienen todos los grupos, excepto los bivalvos, es un órgano con dientes, en forma de lengua, extensible, utilizada en la alimentación. Excepto en los cefalópodos (de sistema circulatorio cerrado), el aparato circulatorio de los moluscos es abierto, con corazón y senos sanguíneos. Aunque el plan corporal de los gasterópodos y bivalvos limita la complejidad de su comportamiento, los tentáculos de los cefalópodos realizan movimientos controlados con precisión. El pulpo tiene el cerebro más complejo y la capacidad de aprendizaje más desarrollada de todos los invertebrados.

El filo Arthropoda (insectos, arácnidos y crustáceos) está constituido por animales segmentados con apéndices articulados pares y exoesqueleto de quitina (que conserva el agua y brinda sostén). La muda es necesaria para su crecimiento. Los artrópodos son los organismos más variados y abundantes del planeta, han invadido casi todos los hábitats terrestres y acuáticos disponibles. Su sistema nervioso desarrollado hace posible un comportamiento complejo y finamente coordinado. Tienen sistema circulatorio abierto, con un corazón dorsal que bombea hemolinfa. Las formas acuáticas respiran por branquias, las terrestres mediante tráqueas.

  • El subfilo Chelicerata incluye los arácnidos (arañas, escorpiones, ácaros), cuyo cuerpo consta de cefalotórax y abdomen. Hay seis pares de apéndices articulados, de los cuales cuatro sirven para el desplazamiento. El primer par de apéndices son quelíceros, y el segundo pedipalpos; estos apéndices están adaptados para manipulación de alimentos, locomoción, defensa o cópula. Los queliceratos carecen de antenas y mandíbulas.

  • El subfilo Crustacea (langostas, camarones y cangrejos) incluye los artrópodos más grandes. Su cuerpo consiste en cefalotórax y abdomen, tienen dos pares de antenas, con funciones de gusto y tacto. El tercer par de apéndices son mandíbulas, utilizadas para masticación. Dos pares de maxilípedos, posteriores a las mandíbulas, sirven para manipular y sostener el alimento. Están limitados a hábitats húmedos, generalmente acuáticos, y respiran por medio de branquias.

  • El subfilo Urinamia incluye las clase Insecta (insectos), Chilopoda (ciempiés) y Diplopoda (milpiés), los cuales tienen apéndices no ramificados y un solo par de antenas. Los insectos son hexápodos (tres pares de patas); su cuerpo consiste en cabeza, tórax y abdomen. Tienen un sistema de tráqueas para el intercambio gaseoso, y tubos de Malpighi para la excreción. Los insectos pueden ser sin alas (apterigotos) o alados (pterigotos); algunos experimentan cambios durante su desarrollo (metamorfosis). La diversificación de los insectos es aún mayor en virtud de sus órganos de los sentidos desarrollados, capacidad de volar, estrategias reproductivas eficaces y mecanismos eficientes para defensa y ataque. Los ciempiés tienen un par de patas por segmento corporal y son carnívoros; los milpiés tienen dos pares de patas por segmento corporal y típicamente son herbívoros.

22.5 Metazoos Deuteróstomos

El filo Echinodermata (estrellas, erizos y pepinos de mar) es un grupo exclusivamente marino. Las larvas de los equinodermos son bilateralmente simétricas, pero los adultos presentan simetría pentarradial. Esto, junto con un sistema nervioso primitivo que carece de cerebro definido, los adapta a llevar una existencia sedentaria. El cuerpo está sostenido por un esqueleto interno que proyecta extensiones a través de la piel. El sistema hidrovascular (acuífero o umbralacral), pies tubulares (umbralacrales) y endoesqueleto, son características exclusiva de los equinodermos.

  • La clase Crinoidea (lirios de mar y estrellas plumosas) consiste en animales donde la superficie oral se dirige hacia arriba; algunos son sésiles.

  • La clase Asteroidea está comprendida por estrellas de mar, que presentan un disco central del que radian por lo común cinco brazos. Poseen muy pocos órganos sensoriales los sexos son separados y la boca está dirigida hacia el sustrato.

  • Los de la clase Ophiuroidea (estrellas serpenteantes) son parecidas a los asterioideos pero con brazos más largos y esbeltos que parten en forma más abrupta del disco central.

  • La clase Echinoidea (erizos de mar y dólares de arena) carece de brazos, tienen una cubierta dura y su cuerpo presenta espinas.

  • En la clase Holoturoidea (pepinos de mar) el cuerpo es flexible y alargado; la boca está rodeada por un círculo de pies umbracales modificados que sirven como tentáculos.

El filo Chordata comprende dos grupos de invertebrados, los tunicados y los anfioxos, además de los vertebrados. Todos los cordados, en alguna etapa de su desarrollo, poseen un notocordio (varilla esquelética), un cordón nervioso dorsal hueco, hendiduras branquiales faríngeas y una cola postanal. El sistema digestivo completo, músculos segmentados en un tronco no segmentado, y endoesqueleto cartilaginoso u óseo, son característicos de los cordados.

  • Los tunicados (subfilo Urochordata) son animales marinos filtradores sésiles con túnica. Las larvas tienen características típicas de los cordados y son librenadadoras.

  • El subfilo Cephalochordata (anfioxos) consta de pequeños animales segmentados parecidos a peces con características de los cordados.

  • El subfilo Vertebrata incluye animales que tienen una espina dorsal que forma parte de un endoesqueleto vivo. Presentan cráneo, notable cefalización, encéfalo complejo, músculos unidos al endoesqueleto para el movimiento, y dos pares de apéndices.

22.6 Los animales vertebrados

Los peces son vertebrados acuáticos poiquilotermos (temperatura corporal variable, fluctúa con el ambiente), con respiración branquial y con aletas. Hay tres clases de peces: (1) clase Agnatha, peces sin mandíbulas y de forma alargada, como lampreas y mixinos; (2) clase Chondrichthyes, peces cartilaginosos (tiburones, rayas y mantas), tienen mandíbulas, dos pares de aletas, y escamas placoides; los condrictios pueden ser ovíparos (ponen huevos), ovovivíparos (sus embriones rodeados por un cascarón se incuban dentro de la madre), o vivíparos (los embriones se desarrollan en el útero de la madre y son nutridos por transferencia de nutrimentos desde la sangre materna); (3) clase Osteichthyes, peces óseos, incluye especies escamosas de agua dulce y de mar; en ellos; poseen vejiga natatoria, un saco aéreo que regula la flotación. La estrategia reproductora puede ser producir un gran número de gametos (y huevos) con baja supervivencia (peces marinos), o poner pocos huevos con mucho cuidado por parte de los padres para una mayor supervivencia (peces de agua dulce).

Los vertebrados de la clase Amphibia son ectotérmicos (temperatura corporal inconstante, de sangre fría), que poseen una piel glandular húmeda y respiración pulmonar, branquial o cutánea; tienen el corazón dividido en tres cámaras (dos aurículas y un ventrículo), y circulaciones sistémica y pulmonar. Casi todos los anfibios están limitados a hábitats terrestres relativamente húmedos debido a la necesidad de mantener su piel húmeda). La fecundación externa: los óvulos y larvas se desarrollan en agua. Se clasifican en tres órdenes: Urodela (con cola visible, como salamandras y tritones), Anura (sin cola y patas posteriores adaptadas para el salto, como ranas y sapos), y Apoda (sin patas, como las cecilias, con aspecto de gusano). Los embriones de las ranas se transforman en renacuajos, que experimentan metamorfosis para convertirse en adultos.

La clase Reptilia está adaptada a hábitats terrestres más secos. Los reptiles son amniotos de fecundación interna; casi todos secretan una cubierta protectora coriácea alrededor del huevo; el embrión desarrolla un amnios y otras membranas, que lo protegen y lo mantienen húmedo. Tienen piel seca con escamas córneas relativamente impermeables, los pulmones son desarrollados y están divididos en muchas cámaras, y el corazón dividido en tres cámaras (con alguna separación entre la sangre oxigenada y la desoxigenada). Se clasifican en tres órdenes: (1) Chelonia, reptiles con una cubierta protectora (caparazón), como las tortugas, (2) Squamata, reptiles con escamas superpuestas a manera de coraza flexible que puede ser mudada en forma periódica; unos son saurios, como lagartos e iguanas, y otros ofidios, como serpientes y culebras, (3) Crocodilia, reptiles de gran tamaño como los cocodrilos y caimanes.

La clase Aves tiene adaptaciones para el vuelo, como plumas, alas, huesos huecos y ligeros con espacios aéreos. Tanto las aves, como los mamíferos, son endotérmicos, mantienen temperatura corporal constante que permite a sus músculos responder con rapidez cualquiera sea la temperatura ambiental. Aves y mamíferos tienen el corazón dividido en cuatro cámaras (dos aurículas y dos ventrículos) y doble circuito sanguíneo; la sangre suministra oxígeno a los tejidos y después vuelve a ser oxigenada en los pulmones, antes de ser bombeada nuevamente hacia la circulación sistémica. Las aves excretan desechos metabólicos sólidos (ácido úrico); tienen el sistema nervioso bien desarrollado y excelentes sentidos de la vista y el oído; se comunican por medio de llamados (simples) y cantos (complejos), así como de color y conductas.

Tabla 22.1 Principales órdenes de aves

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La clase Mammalia (mamíferos) tiene pelo a manera de cubierta aislante, glándulas mamarias que nutren de leche a las crías, dientes diferenciados, temperatura corporal constante, pulmones eficientes y diafragma muscular. El sistema nervioso de los mamíferos es el más complejo del reino animal y les confiere mayor capacidad de aprendizaje para adaptarse al ambientes. Se dividen en tres subclases: Prototheria, los monotremas, mamíferos que ponen huevos (ornitorrinco y equidna, o puercoespín); Metatheria, los marsupiales, mamíferos con bolsa abdominal (marsupio), como canguros y zarigüeyas; las crías nacen en una fase inmadura y completan su desarrollo en el marsupio; Eutheria, mamíferos placentarios, se caracterizan por un órgano de intercambio (placenta) que se desarrolla entre el embrión y la madre; tanto oxígeno como nutrimentos se difunden a través de la placenta desde la madre hacia el embrión, lo que permite que ocurra el desarrollo dentro del útero.

Los mamíferos placentarios comprenden la mayoría de las especies. Los principales órdenes son: (1) Insectívoros, musarañas, topos y erizos; (2) Quirópteros, murciélagos; (3) Roedores, ardillas, castores, ratas, ratones, puercoespines, cobayos; (4) Edentados, armadillos, perezosos, osos hormigueros; (5) Lagomorfos, conejos, liebres; (6) Carnívoros, félidos (gatos, panteras, tigres, leones), cánidos (perros, zorros, lobos, coyotes), mustélidos (comadrejas, martas, nutrias, tejones, mofetas), úrsidos (osos) y prociónidos (mapaches); (7) Artiodáctilos, cerdos, hipopótamos, camellos, llamas, ciervos, jirafas, ganado vacuno, antílopes, cabras, ovejas; (8) Perisodáctilos, caballos, rinocerontes, tapires; (9) Proboscídeos, elefantes; (10) Pinnípedos, focas, leones marinos, morsas; (11) Sirenios, manatís, dugones; (12) Cetáceos, ballenas, marsopas, delfines; (13) Primates, lemures, loris, tarseros, monos, simios, humanos.

Tabla 22.2 Características de los principales fila animales

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Referencias

De entre las varias fuentes de información consultadas para la elaboración de este recopilatorio, cito a enciclopedias como Encarta, Santillana, y autores como Solomon, Berg, Martin, Fajardo, Torres, Biggs, Kapicka, Lundgren, y, de manera especial, a Audesirk y Byers. Sin el aporte investigativo de sus textos no hubiese sido posible realizar esta labor. ¡Para todos ellos mi perpetua gratitud!

 

 

Autor:

Allan Alvarado Aguayo, MSc

 

Partes: 1, 2
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