¿Qué son los mamíferos?
Los mamíferos (Mammalia) son una clase de animales formada por más de 5000 especies de vertebrados homeotermos con glándulas mamarias y pelo cubriendo sus cuerpos. Los mamíferos han logrado la colonización de hábitats muy diversos, incluyendo los océanos y los ambientes aéreos.
Los mamíferos se dividen en 26 órdenes. Uno de ellos corresponde a los monotremas, siete a los marsupiales, y los 18 órdenes a mamíferos placentados. Se caracterizan por presentar una serie diversas de formas y tamaños. Esta morfología abrumadora abarca desde un pequeño murciélago de 1,5 g, hasta la enorme ballena azul de más de 200.000 kg.
Los murciélagos son los únicos mamíferos con la capacidad de volar. Fuente: Gilles San Martin from Namur, Belgium [CC BY-SA 2.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0)], via Wikimedia Commons
Los mamíferos presentan una serie de características que los distingue como grupo. Estas características se dividen fundamentalmente en anatómicas blandas y en características óseas o del esqueleto.
Características anatómicas blandas
Glándulas
La piel de los mamíferos y las especializaciones presentes en estas, son las características que distinguen al grupo. En general, la piel de los mamíferos es gruesa, compuesta de una epidermis y una dermis.
El cuerpo de los mamíferos es rico en glándulas. Las más distintivas son las glándulas mamarias, cuya función es la producción de una sustancia nutritiva para alimentar a las crías.
Una vez que la producción de leche apareció en los mamíferos, fue retenida por todos los integrantes del grupo. Varios autores, entre ellos Charles Darwin, han especulado acerca de la aparición de la lactancia. Pudo ser que el sudor cambio poco a poco su composición, hasta aparecer un sustancia lechosa nutritiva.
Además, existen glándulas sebáceas que producen grasa y se encuentran asociados al pelo y las sudoríparas. Estas últimas se clasifican en ecrinas y apocrinas.
Las glándulas ecrinas secretan una sustancia acuosa que ayuda al enfriamiento del individuo, mientras que las apocrinas se encuentran asociadas a un pelo y secretan sustancias lechosas o amarillentas. Su actividad se relaciona con el estado reproductivo.
También existen glándulas odoríferas. Estas producen distintas sustancias que participan activamente en los procesos de comunicación química, interacciones sociales y defensa.
Pelo
Tras las glándulas mamarias, el pelo es la característica más notable de los mamíferos.
Este crece desde un folículo de origen epidérmico y de manera continua, gracias a la rápida proliferación de las células en el folículo. La proteína que forma el pelo es la queratina, la misma que encontramos en las uñas y en otras estructuras.
El pelo participa principalmente en la termorregulación del organismo. Junto con la capa de grasa subcutánea confieren aislamiento térmico. La coloración del pelaje también participa en el camuflaje y en las interacciones sociales.
Todos los mamíferos poseen pelo al menos en alguna etapa de su vida. La densidad del pelo varía de acuerdo a la especie. Por ejemplo, en los humanos el pelo se ha reducido a zonas muy puntuales del cuerpo, y en las ballenas la reducción ha sido extrema, encontrándose pelo sólo como cerdas sensoriales.
En algunos mamíferos el pelo se ha modificado y ha adquirido funciones secundarias, como las púas en el puercoespín. Es este caso, el pelo se ha endurecido y participa en la protección del organismo. Existen modificaciones aún más extremas del pelo, como la que encontramos en los cuernos de los rinocerontes.
Características del cráneo
En los mamíferos encontramos una serie de caracteres óseos muy útiles para distinguirlos. Los caracteres que generalmente asociamos con los mamíferos – llámese pelo o glándulas mamarias – no se conservan en el registro fósil, por ello es menester contar con una serie de características que se puedan observar en el esqueleto.
Los mamíferos tienen tres huesecillos en el oído medio: el martillo, el yunque y el estribo. En el resto de los amniotas sólo encontramos uno: la columela (estribo).
Existen sólo un par de huesos en la mandíbula, llamados dentarios. Estos articulan en cada lado de la cabeza. Tienen un paladar secundario que permite la alimentación del animal al mismo tiempo que la respiración. Los dientes de los mamíferos son heterodontos y difiodontos.
El primer término hace referencia al juego de dientes claramente diferenciales en incisivos, caninos, premolares y molares, mientras que “difiodonto” quiere decir que existen dos juegos de dientes: los llamados “dientes de leche” y los permanentes. Dentro de los tetrápodos, los mamíferos son los únicos con la capacidad de masticar.
El cóndilo occipital es doble, siendo la condición ancestral un único cóndilo. Existe un complejo de vertebras atlas y axis, que permite movimientos de la cabeza.
Características del esqueleto
La columna vertebral de los mamíferos se encuentra dividida en regiones discretas: región cervical, con 7 o 9 vertebras; región torácica, con 12 o 13 vertebras y con costillas restringidas estrictamente a esta zona; región lumbar; región sacra y región caudal. El talón tiene un hueso característico que lo une al tendón de Aquiles, llamado calcáneo.
Clasificación
Los mamíferos se agrupan en la clase Mammalia. Esta se divide en dos subclases: Prototheria y Theria. La subclase Prototheria incluye la infraclase Ornithodelphia. En la subclase Theria encontramos a la infraclase Metatheria y Eutheria. La infraclase Eutheria se divide a su vez en varios órdenes.
A continuación describiremos las características más importantes de los órdenes de mamíferos. La clasificación expuesta fue tomanda de Hickman (2001).
-Subclase Prototheria
Infraclase Ornithodelphia
Está conformada por los monotremas. Solamente comprende al orden Monotremata, donde encontramos a los mamíferos ovíparos – que ponen huevos. Los miembros más notables del orden son los ornitorrincos y el equidna.
La parte delantera de la boca está modificada como un pico y las formas adultas carecen de dientes. Las extremidades también han sido modificadas para la vida acuática o para la excavación.
Comparada con el resto de los mamíferos, carecen de ciertos rasgos anatómicos, como la ampolla timpánica, sin rinario, sin vibrisas y sin pezones. El pene es interno y poseen cloaca.
-Subclase Theria
Infraclase Metatheria
Los metaterios son los marsupiales. Estos individuos poseen un desarrollo muy breve en el útero de la madre, y continúan su desarrollo fuera de la madre aferrados a las glándulas mamarias en el interior del marsupio.
Existen cerca de 270 especies, mayormente ubicadas en Australia y una menor proporción (unas 70) en América.
Dentro de los órdenes vivientes tenemos a Didelphimorphia, Paucituberculata, Microbiotheria, Dasyuromorphia, Peramelemorphia, Notoryctemorphia y Diprotodontia.
Infraclase Eutheria
Está formada por los mamíferos placentados, comprende los siguientes órdenes:
Orden Insectivora
440 especies de musarañas, erizos, tenrecs y los topos forman el orden de los insectívoros. La mayoría de estos animales pasa su vida en ambientes subterráneos. Están distribuidos por todo el mundo, con excepción de Nueva Zelanda y Australia.
Orden Macroscelidea
Está formado por 15 especies de musarañas elefantes. Estos organismos tienen extremidades y un hocico alargado, adaptado para la búsqueda y consumo de insectos. Están distribuidos por toda África.
Orden Dermoptera
Aunque son comúnmente conocidos como “lémures voladores”, no están relacionados con los lémures ni con los primates. No tienen vuelo activo -como el de los murciélagos-, en su lugar son animales planeadores, como las ardillas.
Orden Chiroptera
Son los murciélagos. Estos organismos son los únicos mamíferos con la capacidad de volar activamente. Cuatro de sus falanges son alargadas, insertándose una membrana entre estas que permite el vuelo.
Históricamente, se han dividido en microchiroptera y macrochiroptera. Cerca del 70% de sus especies son insectívoras, y los miembros restantes se alimentan de fruta, polen, néctar, hojas, anfibios, peces y hasta de otros mamíferos. Se encuentran en casi todo el mundo, a excepción de los polos.
Orden Scandentia
Existen 16 especies de musarañas arborícolas que recuerdan un poco en morfología a una ardilla. A pesar de su nombre, no todos sus integrantes están adaptados para una vida arborícola. De hecho, existen especies totalmente terrestres.
Orden Primates
Cerca de 300 especies de prosimios, monos, simios y nosotros los humanos. Su característica más distintiva es el desarrollo del cerebro. La mayoría de las especies tienen un estilo de vida arbóreo, con excepción de los humanos.
En el grupo se ha generalizado la presencia de cinco dedos, y cada dígito está cubierto por una uña plana con funciones de protección, tanto en las extremidades posteriores como en las inferiores.
Con excepción de los humanos, todos los primates tienen el cuerpo cubierto de pelo casi en su totalidad.
Existen dos subórdenes de primates. El primero es el Strepsirhini, que incluye a los lémures verdaderos, al aye-aye (los primeros taxónomos confundían a este ejemplar endémico de Madagascar con una ardilla), los lorinos, y los pottos o potos.
El segundo suborden es el Haplorhini, que comprende a seis familias de primates. Entre sus representantes están los tarseros, titíes, monos del mundo nuevo y viejo, gibones, gorila,chimpancés, orangutanes y los humanos.
Orden Xenarthra
Los xenartros incluyen casi 30 especies de osos hormigueros, armadillos y perezosos. Son habitantes de América, tanto del norte como del sur.
Orden Pholidota
Incluyen 7 especies de pangolines distribuidos en Asia y África. Todos pertenecen al género Manis. Son un grupo de mamíferos muy particulares, caracterizados por la presencia de escamas en forma de armazón.
Orden Lagomorpha
Los lagomorfos comprenden a los conejos, liebres, pikas o conejos de rocas. Poseen incisivos alargados significativamente, similares a los roedores. Sin embargo, estos poseen un par adicional. Todos los integrantes del orden tienen una alimentación totalmente herbívora y están distribuidos por todo el mundo.
Orden Rodentia
Los roedores son el orden de mamíferos más numerosos (en número de individuos y número de especies). Incluyen a las ardillas, las ratas, los ratones, las marmotas y afines. Poseen un par de incisivos que crecen durante toda la vida del animal y están adaptados para roer. Tienen una capacidad impresionante para la reproducción.
Orden Carnivora
Es un grupo muy heterogéneo, integrado por perros, lobos, gatos, osos, comadrejas, focas, lobos marinos y morsas.
Orden Tubulidentata
Este orden incluye una sola especie endémica de África: el cerdo hormiguero u oricteropo (Orycteropus afer).
Orden Proboscidea
Incluye a los elefantes, tanto a los que provienen de Asia como a los elefantes de la India. Además de su larga trompa, poseen los incisivos modificados en dos colmillos.
Orden Hyracoidea
El orden de mamíferos hiracoideos comprende a siete especies de damanes. Son animales herbívoros que se encuentran en las zonas africanas y también en Siria. Recuerdan a un conejo, con orejas reducidas. Los dígitos han sido reducidos, con cuatro dedos en las extremidades anteriores y tres en las posteriores.
Orden Sirenia
Comprenden a los animales marinos grandes conocidos como vacas marinas y manatíes. Existen cuatro especies de estas que se encuentran en las costas tropicales de África oriental, Asia, Australia, Florida, rió Amazonas, entre otras regiones.
Orden Perissodactyla
Los perisodáctilos son los mamíferos placentados con pezuñas impares (uno o tres), incluyen a los caballos, asnos, cebras, tapires y rinocerontes.
Orden Artiodactyla
Los artiodáctilos son los mamíferos placentados con pezuñas pares, entre ellos los cerdos, camellos, venados, jirafas, hipopótamos, antílopes, bovinos, ovinos, caprinos y afines.
Los órdenes Perissodactyla y Artiodactyla se conocen como ungulados, término que hace referencia a sus pesuñas.
Orden Cetacea
Los cetáceos están formados por mamíferos placentados cuyas extremidades anteriores han sido modificadas en forma de aleta para permitir el nado. Las extremidades posteriores están ausentes y la reducción del pelo es considerable. Los representantes más renombrados son las ballenas, delfines, marsopas y afines.
Existen dos subórdenes: las ballenas dentadas pertenecientes a Odontoceti y las ballenas barbadas del orden Mysticeti.
Sistema digestivo
Los mamíferos tienen un rango amplísimo de alimentación, y cada grupo cuenta con adaptaciones que les permiten maximizar la extracción de nutrientes de sus dietas.
El sistema digestivo empieza con la cavidad de recepción del alimento: la boca. En los mamíferos, los dientes heterodontos ayudan a triturar correctamente el alimento. El proceso de digestión empieza en la boca, con las enzimas presentes en las secreciones de las glándulas salivales.
El alimento ya triturado llega al estómago donde continúa el proceso digestivo. En este paso, la materia nutritiva se denomina quimo. Esta masa parcialmente digerida se mezcla con los ácidos gástricos.
El quimo pasa a ser quilo, y este paso da lugar a la absorción. Los nutrientes se absorben en el intestino.
Hábitos tróficos y adaptaciones del sistema digestivo
La mayoría de los mamíferos insectívoros son pequeños, como musarañas y un alto porcentaje de murciélagos. Los intestinos de estos animales suelen ser cortos. Del mismo modo, la dentadura está diseñada para la trituración de los exoesqueletos, con terminaciones puntiagudas.
Los mamíferos herbívoros se alimentan de grama y de otros elementos vegetales. Estos individuos se caracterizan por un estómago simple, intestinos más largos y un ciego pronunciado.
Los rumiantes tienen un estómago con cuatro cámaras, los intestinos son largos y tras el ciego se amoldan en un bucle espiral.
El sistema digestivo más simple lo encontramos en los carnívoros, donde el intestino es corto y el ciego es pequeño.
Sistema circulatorio
El sistema circulatorio de los mamíferos es cerrado y doble, con circulación sistémica y pulmonar. El corazón tiene cuatro cámaras: dos ventrículos y dos aurículas. Este órgano evolucionó en los mamíferos de manera independiente al corazón de cuatro cámaras de los reptiles y aves. La sangre oxigenada se mantiene separada de la no oxigenada.
En la sangre, los glóbulos rojos maduros pierden su núcleo, dando lugar a células sin núcleo, compuestas mayormente de hemoglobina.
Sistema nervioso
El sistema nervioso de los mamíferos está compuesto de un sistema nervioso central y un sistema nervioso periférico. Existen doce pares de nervios craneales. El cerebro de los mamíferos se encuentra cubiertos por tres meninges, denominadas duramadre, aracnoides y piamadre.
Tanto el cerebro como el cerebelo se encuentran muy bien desarrollados y tamaño considerable, si los comparamos con el resto de los amniotas. Los lóbulos ópticos están separados.
Sistema respiratorio
El órgano principal involucrado en la respiración de los mamíferos es el pulmón. Este consta de un sistema de alveolos. El sistema respiratorio se encarga de orquestar el paso del aire por los pulmones y está compuesto principalmente de la laringe, el paladar secundario, y los músculos del diafragma.
En los mamíferos encontramos los huesos turbinados en las cavidades nasales. Estos se encargan de humedecer y calentar el aire que entra al cuerpo.
Sistema excretor
Los riñones son metanéfricos con las uretras que desembocan en una vejiga. Estos órganos pares son los órganos principales relacionados con la excreción.
El riñón de los mamíferos se encuentra dividido en una corteza externa y una médula interna. La región de la corteza contiene a las nefronas, las cuales tienen la misma función que en el resto de los amniotas. Es la unidad funcional del riñón y se encarga de la filtración, reabsorción y secreción.
En los mamíferos, el riñón es capaz de producir orina más concentrada que en las aves, por ejemplo. Los mamíferos son ureotélicos, ya que el desecho nitrogenado principal es la urea.
Reproducción
Los mamíferos tienen sexos separados y fecundación interna. Sólo los equidnas y los ornitorrincos ponen huevos. El resto de las especies son vivíparas.
En los machos existen testículos pares y en las hembras ovarios. La copula ocurre por medio de un órgano especial en el macho: el pene. Los mamíferos monotremas presentan cloaca.
Los mamíferos tienen placenta, que consiste en una envoltura protectora y nutritiva que rodea al embrión.
Origen y evolución
El origen de los mamíferos es una de las mejores transiciones que existen reportadas en el registro fósil, desde un ancestro pequeño, sin pelo y ectotermos, hasta un ejemplar peludo con la capacidad de regular su temperatura interna.
Los paleontólogos han encontrado las características óseas descritas más arriba para identificar a los mamíferos dentro del registro.
Los mamíferos y sus ancestros se caracterizan por poseen un cráneo sinápsido – con un par de aberturas en la región temporal. Este par de aberturas se relaciona con la inserción de la musculatura mandibular. Los sinápsidos fueron el primer grupo de amniotas en radiar y adquirir hábitos terrestres.
Pelicosaurios
Los primeros sinápsidos fueron los pelicosaurios, organismos que recuerdan a los lagartos (aunque esta denominación podría llevar a confusiones, no estamos haciendo referencia a ningún tipo de dinosaurio). Estos animales tenían hábitos herbívoros y carnívoros.
Terápsidos
Uno de los primeros carnívoros sinápsidos fueron los terápsidos – erróneamente llamados “reptiles mamiferoides”, junto con los pelicosaurios. Este grupo fue el único en sobrevivir tras el Paleozoico.
Cinodontos
Los cinodontos son un grupo muy particular de terápsidos que sobrevivieron la era del Mesozoico.
En este grupo evolucionaron características relacionadas con las altas tasas metabólicas típicas de los mamíferos; la mandíbula empezó a especializarse, aumentando el poder de la mordida; aparecen los dientes heterodontos, los cuales permiten al animal un mejor procesamiento del alimento; aparecen los huesos turbinados y el paladar secundario.
El paladar secundario es una innovación muy importante en la trayectoria evolutiva de los mamíferos, ya que permite a las pequeñas crías respirar mientras succionan la leche de sus madres.
En los cinodontos ocurre la pérdida de las costillas en la zona lumbar, hecho que se relaciona con la evolución del diafragma.
A finales del periodo Triásico, aparecen una serie de pequeños mamíferos similares a un ratón o a una musaraña. En estos ejemplares destacan un cráneo agrandado, un diseño mejorado de las mandíbulas y dientes difiodontos.
De la mandíbula a la audición: aparición de los tres huesecillos del oído medio
Una de las trasformaciones más importantes en los mamíferos fue la aparición de los tres huesecillos en el oído medio, especializados para la trasmisión de vibraciones. El estribo es homólogo al hiomandibular de otros vertebrados, ya tenía funciones relacionadas con la percepción de sonidos en los primeros sinápsidos.
El martillo y el yunque se originaron respectivamente del articular y del cuadrado, dos huesos que ancestralmente participaban en la unión de la mandíbula.
Radiación de mamíferos
Durante millones de años, la diversidad de los mamíferos estuvo reprimida con los gigantescos reptiles que gobernaban la tierra: los dinosaurios. Tras la extinción de este grupo, los mamíferos – que probablemente eran pequeños y nocturnos, similares a las musarañas actuales – lograron diversificarse rápidamente.
Los nichos ecológicos que quedaron vacíos tras la extinción masiva de los dinosaurios, fueron ocupados por los mamíferos, llevando a una inmensa radiación adaptativa.
Distintas características de los mamíferos, como la endotermia, su inteligencia, su adaptabilidad, el hecho de dar a luz a crías vivas, y poder alimentarlas con leche, ayudaron al notable éxito del grupo.
Referencias
- Curtis, H., & Barnes, N. S. (1994). Invitation to biology. Macmillan.
- Hayssen, V., & Orr, T. J. (2017). Reproduction in Mammals: The Female Perspective. JHU Press.
- Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W. C., & Garrison, C. (2001). Integrated principles of zoology. McGraw–Hill.