Los cordados (Chordata) son un phylum muy amplio y heterogéneo de animales con simetría bilateral que comparten cinco características diagnósticas esenciales: notocorda, endostilo, hendiduras faríngeas, cordón nervioso dorsal hueco y una cola postanal.
En algunas especies, la permanencia de estos rasgos no se mantiene a lo largo de toda la vida del individuo; en algunos cordados la característica se pierde incluso antes del nacimiento del organismo.
Los cordados, en términos de diversidad y número de especies, se encuentran en el cuarto lugar – luego de los artrópodos, nematodos y moluscos. Han logrado colonizar una serie muy amplia de nichos ecológicos y presentan innumerables rasgos adaptativos para diversas modalidades de vida: acuático, terrestre y volador.
Características
Todos los cordados presentan cinco características diagnósticas: notocorda, las hendiduras faríngeas, el endostilo o glándula tiroidea, el cordón doral nervioso y la cola post anal. A continuación describiremos cada una en detalle:
Notocorda
La notocorda o el notocordio es una estructura con forma de bastón de origen mesodérmico. El nombre del Phylum está inspirado en esta característica.
Es flexible hasta cierto punto, y se extiende por toda la longitud corporal del organismo. Embriológicamente, es la primera estructura del endoesqueleto que aparece. Sirve como punto de anclaje para la musculatura.
Una de sus características más importantes es la capacidad de doblarse sin sufrir acortamiento, lo que permite realizar una serie de movimientos ondulatorios. Estos movimientos no causan el colapso de la estructura – análogo a como lo haría un telescopio.
Esta propiedad surge gracias al fluido que posee el interior de la cavidad, y funciona como un órgano hidrostático.
En los grupos basales, la notocorda persiste durante toda la vida del organismo. En la mayoría de los vertebrados es reemplazada por la columna vertebral, que cumple una función similar.
Hendiduras faríngeas
También se conoce en la literatura como “faringotremia”. La faringe corresponde a una porción del tracto digestivo que se localiza justo después de la boca. En los cordados, las paredes de dicha estructura adquirieron aberturas o pequeños agujeros. En los grupos primitivos sirve para la alimentación.
Es importante no confundir esta característica con las branquias, porque estas últimas son una serie de estructuras derivadas. Pueden aparecer en etapas muy tempranas del desarrollo, antes de que el organismo nazca o salga del huevo.
Endostilo o glándula tiroidea
El endostilio, o su estructura derivada la glándula tiroidea, solamente es encontrada en los cordados. Se localiza en el piso de la cavidad de la faringe. El endostilo se encuentra en los protocordados y en la larva de la lamprea.
En estos grupos primitivos, el endostilo y las hendiduras funcionan en equipo para promover la alimentación por filtración.
Ciertas células que componen el endostilo poseen la capacidad de secretar proteínas con iodo – homólogas a la de la glándula tiroidea en las lampreas adultas y en el resto de los vertebrados.
Cordón dorsal nervioso
Los cordados poseen un cordón nervioso localizado en la porción dorsal (con respecto al tubo digestivo) del cuerpo y el interior del mismo es hueco. El origen del cerebro puede rastrearse al engrosamiento en la porción anterior de este cordón. Embriológicamente, la formación ocurre por el ectodermo, por encima de la notocorda.
En los vertebrados, los arcos neurales de las vértebras funcionan como estructuras protectoras del cordón. Del mismo modo, el cráneo protege al cerebro.
Cola post anal
La cola post anal está compuesta por musculatura y provee la motilidad necesaria para el desplazamiento en el agua de la larva de los tunicados y del anfioxo. Como la cola se ubica posterior al sistema digestivo, su única función está relacionada con el mejoramiento del movimiento acuático.
La eficiencia de la cola incrementa significativamente en grupos posteriores, donde se añaden las aletas al cuerpo del organismo. En los humanos, la cola se encuentra solamente como un pequeño vestigio: el coxis y una serie de vertebras de tamaño muy reducido. Sin embargo, muchos animales poseen una cola que pueden mover.
Subphylum Urochordata
Los tunicados son un subphylum que comúnmente se les conoce como ascidias. Incluyen aproximadamente unas 1600 especies. Estos organismos son habitantes ampliamente distribuidos en los océanos, desde las profundidades hasta las costas.
El nombre “tunicado” deriva de una especie de túnica que rodea al animal, está compuesta de celulosa y no es un órgano o una estructura viva.
La gran mayoría de los representantes adultos tienen un estilo de vida completamente sésil, ancladas sobre alguna roca u otro sustrato. Pueden ser solitarias o agruparse en colonias. La larva, por su parte, tiene la capacidad de nadar y desplazarse libremente por el océano hasta encontrar una superficie adecuada.
Las formas adultas están extremadamente modificadas y han degenerado la mayoría de las cinco características diagnósticas de los cordados. En contraste, las larvas – que recuerdan a un pequeño renacuajo – poseen las cinco características de los cordados.
Existen tres clases de tunicados: Ascidiacea, Appendicularia y Thaliacea. La primera clase posee los integrantes más comunes, diversos y más estudiados. Algunas tienen la capacidad de disparar chorros de agua por medio de los sifones cuando son perturbadas.
Subphylum Cephalochordata
Los cefalocordados son animales pequeños, entre 3 y 7 centímetros de longitud. La apariencia translucida y comprimidos de manera lateral. El nombre común es anfioxo (antes de usaba como el género, pero ahora se denominan Branchiostoma).
Existen 29 especies, siendo un subphylum increíblemente diminuto, en términos del número de especies. En el pequeño cuerpo del animal, se hacen evidentes las cinco características de los cordados.
El organismo funciona de la siguiente manera: el agua entra por la boca, gracias a una corriente producida por los cilios que posee, esta sigue su camino por las hendiduras de la faringe.
En este paso, las partículas que sirven de alimento se mantienen adheridas por la secreción de moco del endostilo. Los cilios transportan el alimento hasta el intestino y son fagocitados.
Aunque a primera vista pareciera un organismo muy simple, su sistema circulatorio es bastante complejo. A pesar que no hay un corazón, es un sistema similar al que encontramos en los peces, orquestando el paso de la sangre de la misma manera que en este grupo.
El sistema nervioso se centra rodeando al cordón nervioso. Los pares de nervios emergen en cada región de los segmentos musculares.
Subphylum Vertebrata
Los vertebrados son el conjunto de animales más diversos, en términos de morfología y hábitats, de los cordados. Todos los miembros del linaje poseen las características diagnostica de los cordados en, al menos, algunos estados de su ciclo de vida. Además, podemos distinguir los siguientes rasgos:
Características de los sistemas de los vertebrados
El esqueleto, formado de cartílago o hueso, está formado por una columna vertebral (con la excepción de los mixines) y un cráneo. En cuanto al sistema muscular, se encuentra segmentos o miómeros en zigzags, que permiten el movimiento. El sistema digestivo es del tipo muscular, y existen ahora un hígado y un páncreas.
El sistema circulatorio se encarga de orquestar el paso de la sangre por todas las estructuras corporales. Este objetivo es cumplido gracias a la presencia de un corazón ventral con múltiples cámaras y un sistema cerrado compuesto de arterias, venas y capilares.
Los eritrocitos o glóbulos rojos se caracterizan por poseer hemoglobina como pigmento para transportar el oxígeno – en los invertebrados existe una variedad de pigmentos de tonalidades verdes y azules.
El integumento presenta dos divisiones: una epidermis ubicada en la porción exterior o un epitelio estratificado derivado del ectodermo y una dermis interior formada de tejido conectivo derivada del mesodermo. Los vertebrados presentan una serie de variaciones en este sentido, encontrando cuernos, glándulas, escamas, plumas, pelo, entre otras.
Casi todos los sexos se encuentran separados, con sus gónadas respectivas que descargan el contenido en una cloaca o en aberturas especializadas.
Hábitat
Los cordados han logrado abarcar un número de hábitats extraordinarios. Los urocordados y los cefalocordados viven en ambientes marinos.
Los vertebrados, por su parte, tienen un rango más amplio. Los anfibios – en parte –, los reptiles y los mamíferos viven en ambientes terrestres. Las aves y los murciélagos han logrado colonizar los aires; mientras que algunos mamíferos, los cetáceos, retornaron al agua.
Reproducción
Los urocordados son los cordados con un patrón de reproducción más amplio. Estos organismos presentan reproducción sexual y asexual. Las especies suelen ser hermafroditas y la fecundación es externa. Los gametos salen por medio de los sifones, y al ocurrir la fecundación, el nuevo individuo se desarrolla en una larva.
Los cefalocordados poseen fecundación externa y los sexos se encuentran separados. Así, los machos y las hembras liberan sus gametos al océano. Al ocurrir la fecundación se forma una larva, similar a la forma juvenil de los urocordados.
Los vertebrados se reproducen predominantemente de forma sexual, con una serie de estrategias que permiten la multiplicación de los individuos. Ambas variantes de fecundación están presentes – interna y externa.
Nutrición
La nutrición de los dos grupos basales de cordados – ascidias y cefalocordados – se alimentan por un sistema de filtración encargado de captar las partículas suspendidas en el ambiente marino.
Por otro lado, los mixines son especies carroñeras – se alimentan de otros animales muertos. Las lampreas, en contraste, son ectoparásitos. Usando un complejo aparato bucal en forma de ventosa, estos animales pueden adherirse a la superficie del cuerpo de otros peces.
No obstante, las formas juveniles, se alimentan succionando el lodo, rico en restos orgánicos nutritivos y microorganismos.
Una innovación evolutiva que determinó el destino del grupo, fue la aparición de las mandíbulas. Estas aparecieron como una modificación del patrón de desarrollo de la región cefálica anterior.
Esta estructura permitió ampliar la gama de presas consumidas por estas presas, además de ser mucho más eficiente a la hora de la atrapar a las presas potenciales.
En cuanto a los vertebrados, es virtualmente imposible generalizar los hábitos tróficos de sus integrantes. Encontramos desde especies carnívoras, filtradoras, hematófagas, frugívoras, herbívoras, insectívoras, nectarívoras, granívoras, folívoras, entre otras.
Respiración
La respiración en las ascidias ocurre por medio de la propulsión de agua. Estas tienen unas estructuras llamadas sifones por las que pueden circular y atraviesa las hendiduras branquiales.
En los cefalocordados, la respiración ocurre de manera similar. Estos animales hacen circular el agua de manera constante por una corriente que entre por la boca y sale por una abertura conocida como atrioporo. Este mismo sistema es usado para la alimentación del animal.
En los vertebrados, los sistemas de respiración son mucho más variados. En las formas acuáticas, peces y afines, el proceso de intercambio gaseoso ocurre por medio de branquias.
En contraste, las formas terrestres lo hacen por medio de pulmones. Algunas especies, como las salamandras, carecen de pulmones y realizan el intercambio usando solamente la piel.
Las aves tienen una modificación adaptativa que les permite cumplir con las demandas energéticas de su costoso medio de locomoción: el vuelo. El sistema es extremadamente eficaz, y se compone de bronquios conectados a sacos aéreos.
Origen evolutivo
Registro fósil
El primer fósil encontrado en el registro, data del periodo Cámbrico, hace unos 530 millones de años atrás.
A pesar de que la mayoría de los integrantes del grupo se caracterizan principalmente por un esqueleto de huesos duros, los antecesores del grupo presentaban cuerpo blando – por ello, el registro fósil es particularmente escaso.
Por estas razones, la información sobre el origen de los cordados se deriva de evidencia anatómica proveniente de los cordados actuales y de evidencias moleculares.
Vertebrados ancestrales: fósiles claves
La mayoría de los fósiles que datan del Paleozoico son los ostracodermos, una especie de organismo pisciforme sin mandíbulas. Algunos fósiles resaltantes son Yunnanozoon, un individuo que recuerda a un cefalocordado y Pikaia es un representante famoso del Burgess Shale, posee 5 centímetros de longitud y forma de cinta.
Haikouella lanceolata ha sido clave en el proceso de dilucidar el origen de los vertebrados. Se conocen aproximadamente 300 individuos fósiles de esta especie que recuerda a los peces actuales. Aunque no poseen señales de vértebras, poseen todas las características de los cordados.
¿Protostomados o deuterostomados?
El origen evolutivo de los cordados ha sido un tema de acalorada discusión desde los tiempos de Charles Darwin, donde el punto focal de las investigaciones fue establecer las relaciones entre los grupos de organismos vivos.
Al principio, los zoólogos especulaban el posible origen de los cordados partiendo dentro del linaje de los protostomados. No obstante, esta idea fue rápidamente descartada cuando quedó en evidencia que las características que aparentemente compartían no eran homólogas.
A principios del siglo XX, los descubrimientos de los patrones de desarrollo en los animales, hicieron evidente la relación con los cordados y los demás animales deuterostomados.
Hipótesis de Garstang
En el devenir de la evolución biológica, los cordados tomaron dos caminos separados – muy temprano en dicho proceso. Uno llevó a las ascidias y el otro a los cefalocordados y vertebrados.
En el año 1928, el ictiólogo y poeta británico Walter Garstang propuso una hipótesis muy imaginativa, que involucra procesos de heterocronías: cambios en la sincronía de los proceso del desarrollo.
Para Garstang, el antecesor de los cordados podría ser un individuo ancestral similar a las ascidias en esta juvenil que retuvo sus características de larva. Esta idea tan vanguardista se basa en que los juveniles de las ascidias presentan de manera muy conspicua las cinco características diagnósticas de los cordados.
Según la hipótesis, en un momento crucial de la evolución, la larva no pudo completar el proceso de metamorfosis y pasar a un tunicado adulto y sésil. Así, surge la larva hipotética con madurez reproductiva. Con este evento, aparece un nuevo grupo de animales con la capacidad de nadar libremente.
Garstang usó el término pedomorfosis para describir la retención de los caracteres juveniles en el estado adulto. Este fenómeno ha sido reportado en diversos grupos actuales de animales, por ejemplo, en los anfibios.
Referencias
- Audesirk, T., Audesirk, G., & Byers, B. E. (2003). Biología: La vida en la Tierra. Pearson educación.
- Campbell, N. A. (2001). Biología: Conceptos y relaciones. Pearson Educación.
- Cuesta López, A., & Padilla Alvarez, F. (2003). Zoología aplicada. Ediciones Díaz de Santos.
- Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Invitation to biology. Macmillan.