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Curso: Biología - Preparación Educación Superior > Unidad 12

Lección 1: Animalia: Clasificación

Phylum Chordata: Subphylum Vertebrata

¡Llegaron los huesos!

Sin duda, el que tengamos huesos es una gran noticia. Nos permite tener estabilidad, estructura, músculos grandes, y protección para nuestro cerebro, corazón y pulmones.

La aparición de esta característica, el esqueleto interno, formado por tejido óseo, confirió a los animales vertebrados una ventaja evolutiva sobre el resto de los grupos. La plasticidad de esta estructura les permitió adaptarse y ocupar diferentes

, y gracias a esta, algunos animales pudieron crecer como nunca antes. Actualmente, es uno de los grupos más diversos del planeta, detrás de los artrópodos y moluscos, con un aproximado de 62,000 especies descritas.

A parte de todas las características de los cordados, los vertebrados, como subphylum, comparten características definitorias, que probablemente te sean familiares, porque también tú las posees. Estas son:

Columna vertebral que reemplaza a la notocorda, la que sólo se observa en el desarrollo embrionario. La columna y el esqueleto puede ser cartilaginoso u óseo e incluye un cráneo que protege el cerebro.
La cabeza está bien diferenciada del resto del cuerpo, que suele estar dividido en tronco y cola, aunque esta última puede estar ausente.
Presentan simetría bilateral; su sistema nervioso está dividido en los sistemas nerviosos central y periférico; su sistema digestivo es completo, y su sistema circulatorio es cerrado.

Características de los vertebrados

Tegumento

En los vertebrados, el tegumento es muy variado e importante. Dentro de este tenemos funciones sensoriales, defensivas, glandulares, protectoras, entre otras. Está compuesto por tres capas: epidermis (la más externa, en contacto con el medio), dermis (capa intermedia), e hipodermis (la capa más profunda). Presentan una coloración variada, gracias a células especializadas como cromatóforos o melanocitos.

Los vertebrados pueden presentar formaciones derivadas tanto de la epidermis como de la dermis, y estas pueden ser:

Formaciones epidérmicas: glándulas (que pueden ser sudoríparas, sebáceas, venenosas y mamarias en los mamíferos), así como faneras (plumas, pelo, picos, pezuñas, garras, etc.)
Formaciones dérmicas: Caparazón (tortugas), escamas de peces o de reptiles, cuernos, etc.

Sistema circulatorio

Los vertebrados poseen un sistema circulatorio cerrado, que transporta nutrientes y oxígeno, así como compuestos de desecho. La sangre contiene hemoglobina dentro de células especializadas, llamadas eritrocitos o glóbulos rojos.

El sistema circulatorio está compuesto por un corazón de varias cámaras (el número es variable y lo detallaremos en cada clase) y vasos sanguíneos que llevan la sangre a todo el cuerpo. La gran mayoría de vertebrados posee una doble circulación, en la que la sangre arterial y la venosa no se mezclan.

Sistema respiratorio

Dependiendo del tipo de vertebrado, puede ser branquial (peces o larvas de anfibio) o pulmonar (anfibios, reptiles, aves y mamíferos). Los anfibios adultos presentan, además de la respiración pulmonar, respiración cutánea.

Sistema digestivo

Tienen un tracto digestivo completo, que consta de boca, faringe, esófago, estómago, intestino delgado, intestino grueso y ano, así como órganos asociados que producen secreciones digestivas, como las glándulas salivales, el hígado, el páncreas, etc.

La dieta de los vertebrados es extremadamente diversa y a eso responde también la diversidad de sus sistemas digestivos. En mamíferos rumiantes, por ejemplo, debido a su dieta herbívora, el estómago está muy compartimentalizado, presentando cuatro cámaras a diferencia del resto de vertebrados, que presentan estómagos más simples.

Las cavidades orales también presentan diversas modificaciones, siendo la conformación de los dientes, en los vertebrados superiores, un indicador claro del tipo de dieta que presenta el animal.

Sistema excretor

En los vertebrados, el sistema excretor está muy especializado, y comprende tanto al aparato renal como a las glándulas sudoríparas.

Los riñones son órganos que consiguen filtrar eficientemente los desechos nitrogenados y mantener el equilibrio homeostático del cuerpo.

Sistema nervioso

Dividido en sistema nervioso central y periférico. El sistema nervioso central comprende un cordón nervioso hueco que recorre el largo del animal. Los vertebrados son los únicos cordados que presentan una fuerte cefalización, con una concentración de funciones cerebrales en la cabeza.

El cerebro posee regiones distinguibles, encargadas de funciones diferenciadas, tienen dos ojos con nervios ópticos ubicados en el cerebro medio. El cerebro anterior suele estar bien desarrollado y a su vez subdividido en la mayoría de tetrápodos, mientras que en los peces y algunos anfibios la parte más desarrollada es el cerebro medio.

El sistema periférico, está formado por nervios que se ramifican del sistema central hacia el resto del cuerpo, llevando información del cuerpo al cerebro y llevando las órdenes del cerebro al resto del cuerpo.

Sistema endocrino

El sistema endocrino en los vertebrados está bastante desarrollado y mediante las hormonas que producen sus glándulas, regula múltiples funciones del organismo. El hipotálamo y la hipófisis son las glándulas que controlan al resto de glándulas, como las suprarrenales, las gónadas, el páncreas, etc.

Sistema reproductor

Los vertebrados son animales que se reproducen sexualmente y son unisexuales, a excepción de algunos peces que son hermafroditas. La fecundación puede ser externa o interna. El desarrollo embrionario depende del grupo y puede ser dentro de huevos o, en el caso de mamíferos, dentro de la madre, recibiendo alimento a través de la placenta.

Clasificación

Dentro de los vertebrados podemos distinguir a los peces, los anfibios, los reptiles, las aves y los mamíferos, cada clase con sus propias adaptaciones.

Pisces

Los peces fueron los primeros vertebrados en aparecer en nuestro planeta. Son todos acuáticos, aunque existen especies pulmonadas. Existen aproximadamente unas 31,000 especies. Se alimentan activamente y respiran mediante branquias. Se movilizan en el agua gracias a sus aletas.

Su sistema circulatorio es cerrado con un corazón que posee dos cámaras: una aurícula y un ventrículo. El circuito de la sangre es único: del corazón a las branquias y de las branquias al resto del cuerpo. Generalmente son

La mayoría de peces posee un cerebro proporcionalmente pequeño, comparado con el resto de vertebrados, que está dividido en varias regiones: lobulos olfativos, el

, glándula pineal,

y finalmente

Además, los peces tienen sistemas sensitivos bastante desarrollados, la mayoría de peces diurnos tienen una buena visión. Tienen diversos quimioreceptores que se encargan de los sentidos del gusto y olfato.

La mayoría de los peces posee línea lateral, formada por receptores sensibles que les permiten detectar corrientes suaves y vibraciones, así como sentir el movimiento de otros peces.

En cuanto a la reproducción, la fertilización suele ser externa y más del 97% de los peces son ovíparos, con huevos que se desarrollan fuera del cuerpo de la madre.

Los peces están divididos en tres clases:

Agnatha: fueron primeros peces en aparecer y no poseían mandíbula. Dentro de esta clase se encuentran los mixines y las lampreas.

Chondrychthyes: Son peces mandibulados con esqueleto cartilaginoso. Dentro de este grupo tenemos a los tiburones, las rayas y las quimeras. Los condrictios tienen hendiduras branquiales visibles.

Ostheichthyes: Los osteictios son peces con esqueleto óseo. Sus branquias están cubiertas por un opérculo y se dividen a su vez en dos grupos: Actinopterygii, que son peces con aletas que poseen radios (truchas, percas, carpas, anguílas) y Sarcopterygii o peces con aletas lobuladas (celacantos, peces pulmonados etc.) Si bien los sarcopterigios son un grupo con pocas especies en la actualidad, es de este grupo que evolucionaron los tetrápodos.

Los peces óseos presentan vejiga natatoria, una estructura llena de gas que les ayuda a controlar la flotabilidad sin realizar esfuerzo muscular.

Amphibia

Los anfibios son el primer grupo de vertebrados que se adaptaron a la vida terrestre. Si bien sus larvas (también llamadas renacuajos) aún son acuáticas y respiran a través de branquias, los adultos desarrollan pulmones. Además de esto, utilizan la piel como una superficie respiratoria secundaria. Los huevos de los anfibios no poseen las capas impermeables que desarrollarán los siguientes tetrápodos, por lo que necesitan ser puestos en sitios de agua o zonas húmedas.

Son ectotermos, y existen aproximadamente 8,000 especies, casi todas ligadas a cuerpos de agua dulce.

Su sistema circulatorio es diferente en el estado larvario y en el adulto. Durante la etapa de renacuajo, la circulación es muy similar a la de los peces, con un corazón formado por dos cámaras y una circulación única. En estado adulto, los anfibios desarrollan pulmones, y tienen un corazón formado por un ventrículo y dos aurículas y que minimiza la mezcla de sangre oxigenada y desoxigenada; además, desarrolla una circulación doble. Su sistema nervioso no dista mucho del de los peces.

En cuanto a la reproducción, los anuros mayormente tienen fertilización externa, la hembra coloca los huevos mientras el macho los fertiliza, a diferencia de salamandras y cecilias, que presentan fertilización interna.

Dentro de los anfibios pueden distinguirse tres órdenes:

Anura que literalmente significa "sin cola". Son los sapos y ranas y este orden es el que posee casi el 90% de especies de la clase. Suelen tener extremidades largas, con dedos membranosos sin garras. Su piel posee glándulas que la mantienen humectada y, a veces, con secreciones tóxicas.

Se distribuyen por todo el planeta, excepto en los polos.

Caudata: Su nombre hace referencia a la cola que poseen sus miembros y aquí encontramos a las salamandras. Si bien por su forma algunas personas pueden confundirlas con lagartos, estas no poseen garras, su piel es húmeda y sin las escamas propias de los reptiles.

Se distribuyen sobre todo en el hemisferio norte del planeta.

Gymnophiona: Su nombre significa "serpiente desnuda" e incluye a las cecilias, que son anfibios ápodos, con un cuerpo parecido al de las serpientes. Sus ojos son pequeños y cubiertos con piel, por lo que son prácticamente ciegas, pero poseen cerca de estos unos tentáculos con funciones táctiles y olfatorias.

Su distribución está restringida a las regiones de África, Asia y América central y del sur.

Reptilia

Los reptiles son los primeros tetrápodos

. Desarrollaron un huevo con cáscara, que les permitió adaptarse a la reproducción en tierra seca. Son ectotermos, su respiración es siempre pulmonar, aunque algunas tortugas acuáticas han desarrollado mecanismos para ampliar el área de intercambio gaseoso, como una piel más permeable y una cloaca modificada.

Como parte de sus adaptaciones a la vida terrestre, independiente del agua, su piel es seca y presenta unas duras escamas córneas.

La mayoría de reptiles son carnívoros, con un tracto digestivo corto y simple. Su metabolismo es lento y requieren mucho reposo para digerir, ya que no tienen la capacidad de masticar su comida. Pero justamente, este lento metabolismo, hace que sus requerimientos calóricos sean bajos, por lo que pueden vivir meses sin alimentarse hasta que consigan una buena presa.

En el caso de los herbívoros, los reptiles utilizan gastrolitos, piedras que tragan para ayudar a moler los vegetales dentro de su estómago.

Su sistema circulatorio es doble, con un corazón que puede presentar tres o cuatro cámaras. En el caso de tener tres cámaras, el único ventrículo posee un septo que lo semidivide y ayuda a no mezclar la sangre oxigenada con la desoxigenada.

Aunque su sistema nervioso es aún similar al de peces y anfibios, el cerebro y el cerebelo son algo más grandes. Los órganos de los sentidos suelen estar bien desarrollados, aunque con algunas excepciones, como las serpientes, que no presentan orejas (aunque sí oído medio e interno). Poseen doce pares de nervios craneales.

Los reptiles han sido muy diversos, llegando a dominar la Tierra durante varios períodos, como el Pérmico o el Mesozóico, en donde surgieron los famosos dinosaurios. Actualmente, los órdenes más importantes son:

Crocodilia, como su nombre lo indica, en este grupo encontramos a los cocodrilos, caimanes y gaviales. Son reptiles grandes, todos carnívoros, asociados a medios acuáticos, adaptados a moverse con rapidez y facilidad en el agua, si bien suelen ser lentos en tierra.

Su piel es muy dura, con escamas queratinizadas, y algunos están revestidos por placas óseas, que forman una especie de armadura en estos animales.

Testudines: Este grupo está conformados por las tortugas y su característica definitoria es justamente la presencia de un caparazón duro que protege al animal y a sus órganos internos.

Gran parte de la columna vertebral está soldada al caparazón, confiriéndoles tal rigidez que hace imposible la respiración por movimientos abdominales, como en el resto de tetrápodos. Las tortugas respiran por la contracción de los músculos abdominales modificados a modo de diafragma y por movimientos de la faringe. No poseen dientes pero tienen un pico córneo que recubre su mandíbula.

Las tortugas se han adaptado para vivir en tierra, en cuerpos de agua dulce y en océanos.

Squamata: Son los lagartos, iguanas y serpientes, entre otros. Su nombre nos indica las escamas que los hacen famosos. Ellos se caracterizan por mudar de piel. Son muy diversos y podríamos decir que es el grupo más exitoso de reptiles en la actualidad. Para que te hagas una idea, de las 10,600 especies de reptiles, aproximadamente 10,200 son squamata.

Poseen órganos únicos en los reptiles, llamados órganos de Jacobson, que les sirve para reconocer las feromonas de potenciales parejas, así como para seguir los rastros de sus presas.

Aves

Fácilmente reconocibles del resto de tetrápodos, las aves son

y la presencia de plumas, característica única del grupo, ayuda en su termorregulación. El primer par de extremidades están modificadas en alas y poseen un pico duro. Si bien no todas tienen la capacidad de hacerlo, el desarrollo del vuelo es tal vez la característica más importante dentro de su proceso de evolución.

Con más de 18,000 especies actuales, son los tetrápodos más diversos y están presentes en todos los biomas terrestres, incluidos los polos.

Existe consenso acerca del origen de las aves desde un grupo de dinosaurios, incluso algunos taxónomos los consideran un orden dentro de la clase reptilia.

Dentro de sus adaptaciones al vuelo, las aves poseen un esqueleto con huesos huecos, lo que les permite ser más ligeras que el resto de tetrápodos.

La piel de las aves es delgada y seca, no posee glándulas sudoríparas, sino una única glándula cutánea situada en la base de la cola, que secreta grasa que el ave esparce por su plumaje con el pico. Las plumas no solo les brindan aislamiento térmico, sino que les permiten volar, y son usadas para la exhibición, camuflaje, e identificación. La gran diversidad de formas y colores de las aves ha sido consecuencia de la selección sexual.

Su sistema digestivo tiene estructuras únicas, como un buche que les sirve para almacenar el alimento y una molleja que llenan de piedras para ayudar a triturar lo ingerido. Su dieta es sumamente variada, y va desde semillas, néctar, frutas, insectos, carne y carroña.

Su circulación es doble, con un corazón que presenta cuatro cavidades: dos aurículas y dos ventrículos. Su respiración es compleja, y posee sacos aéreos, estructuras llenas de aire que facilitan la respiración y aligeran el peso del ave.

Su sistema nervioso es relativamente grande, comparado con el tamaño corporal. La parte más desarrollada del cerebro es la que controla el vuelo. Mientras el cerebelo coordina el movimiento y el cerebro controla el comportamiento, navegación, construcción de nidos, etc. Suelen tener un pobre sentido del olfato (con excepciones, como los buitres del nuevo mundo), pero su vista suele estar muy bien desarrollada, sobre todo en aves rapaces.

Las aves se reproducen por fertilización interna, y los padres empollan a sus huevos. Muchas aves son monógamas, al menos estacionalmente y cuidan a sus crías hasta que éstas son independientes y pueden volar por sí mismas. Parte de este cuidado parental es la construcción de nidos, que pueden llegar a ser bastante complejos.

Mammalia

Finalmente llegamos a los mamíferos, la clase a la que pertenecemos. Los mamíferos son tetrápodos endotermos, que poseen pelo y tienen glándulas mamarias que producen leche para alimentar a sus crías. Esta última característica le da nombre al grupo.

Son en su mayoría vivíparos, a excepción de las monotremas (equidnas y ornitorrincos). El embrión se desarrolla dentro del útero de la madre, y se alimenta a través de la placenta. Esta, junto con la producción de leche, son las grandes innovaciones evolutivas del grupo, que les permitieron dotar a sus crías de una ventaja sobre el resto. Además, permitió la complejización de las relaciones sociales en muchas especies de mamíferos.

Al ser amniotas, el desarrollo del embrión va acompañado de la formación de una serie de capas: corion, amnios, alantoides y el saco vitelino. Las vellosidades del corion, junto con el alantoides, se unen a la pared del útero y dan lugar a la placenta. El embrión se une a ella a través del cordón umbilical, y es a través de este por donde pasan las sustancias procedentes del cuerpo de la madre que lo alimentarán.

Presentan tres huesos en el oído medio: martillo, yunque y estribo y poseen orejas (con excepción de los mamíferos acuáticos).

La piel de los mamíferos está cubierta de pelo y posee glándulas con múltiples funciones, tales como las glándulas sebáceas, las sudoríparas, las apocrinas (que producen sustancias que sirven para la comunicación química) y las mamarias.

Otra de las características importantes de los mamíferos es que poseen dientes especializados para diversas funciones, lo que puedes ver en tu misma boca: tienes dientes para cortar, desgarrar y moler, todo en una sola dentadura, a diferencia de otros vertebrados que no tienen tal diversidad. La masticación es pues, importante dentro del proceso digestivo de los mamíferos.

El sistema circulatorio de los mamíferos es cerrado y presenta circulación doble; poseen un corazón con cuatro cavidades. Otra característica importante es que los eritrocitos carecen de núcleo, haciéndolos más pequeños y eficientes.

El sistema nervioso de los mamíferos es desarrollado y complejo, con un cerebro proporcionalmente grande para su cuerpo. Poseen por lo general, los sentidos muy bien desarrollados, y dentro de este grupo se encuentran los animales con mas alta cognición entre los vertebrados, y no sólo hablamos de los seres humanos. Muchos primates, cetáceos, y otros mamíferos, por lo general sociales, poseen complejas relaciones y lo que podemos llamar inteligencia, relacionada con la capacidad de aprender, unida a una mayor flexibilidad de comportamiento.

Los mamíferos actuales pueden dividirse en tres grupos claramente diferenciados:

Monotremas: Dentro de este grupo se encuentran los mamíferos con las características más primitivas. En algún momento fueron clasificados dentro de la clase Reptilia, sobre todo por su reproducción ovípara. Sin embargo, salvo esto, poseen el resto de características de los mamíferos.

En este grupo encontramos a las equidnas y ornitorrincos, quienes poseen un hocico en forma de pico, y además ponen e incuban sus huevos. Cuando nacen, las crías se alimentan de la leche que producen sus madres. Las glándulas mamarias no están agrupadas, por lo que el vientre de la madre "exuda" la leche por toda su superficie.

Presentan una cloaca en la que desemboca tanto el recto como el aparato urogenital.

Marsupiales: Los más famosos marsupiales son los canguros, y su característica más notable es la presencia del marsupio, una bolsa especializada para terminar el desarrollo de las crías fuera del cuerpo de la madre, ya que estas nacen en un estado muy precoz. Al igual que los monotremas, poseen una cloaca en la que se acumulan los desechos antes de su expulsión.

Presenta unas 270 especies descritas y su distribución se restringe a América (zarigüeyas) y Australia, (canguros y koalas, entre otros.)

Placentarios: Con aproximadamente 5,100 especies, son los mamíferos mas exitosos, se encuentran distribuidos por todo el planeta, incluidos ecosistemas acuáticos, y tienen un desarrollo embrionario relativamente largo dentro del útero de la madre, donde son alimentados a través de la placenta mediante el cordón umbilical.

Los mamíferos han logrado adaptarse a diversos nichos ecológicos y si bien son en su mayoría terrestres, han logrado conquistar el agua, como por ejemplo, las ballenas y delfines, así como los cielos, con los murciélagos, que son además, uno de los grupos más grandes de mamíferos que existen.

Dentro de este grupo nos encontramos nosotros, los seres humanos, un grupo de homínidos que adquirió a través de la evolución la capacidad de pensar, reflexionar, solucionar problemas y modificar el medio en el que vive, así como la curiosidad suficiente para estudiar la naturaleza que los rodea.

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