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15.5: Equinodermos y Cordados

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    53720
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    Los deuterostomas incluyen el filo Echinodermata y Chordata (que incluye a los vertebrados) y dos filos más pequeños. Los deuterostomas comparten patrones similares de desarrollo temprano.

    Echinodermos

    Los equinodermata se llaman por su piel espinosa (del griego “equinos” que significa “espinoso” y “dermos” que significa “piel”). El filo incluye alrededor de 7,000 1 especies vivas descritas, como estrellas de mar, pepinos de mar, erizos de mar, dólares de arena y estrellas quebradizas. Los equinodermata son exclusivamente marinos.

    Los equinodermos adultos presentan simetría pentarradial y tienen un endoesqueleto calcáreo hecho de huesecillos (Figura\(\PageIndex{1}\)), aunque las primeras etapas larvarias de todos los equinodermos tienen simetría bilateral. El endoesqueleto es desarrollado por células epidérmicas, que también pueden poseer células pigmentarias, dando colores vivos a estos animales, así como células cargadas de toxinas. Estos animales tienen un verdadero celoma, una porción del cual se modifica en un sistema circulatorio único llamado sistema vascular de agua. Una característica interesante de estos animales es su poder para regenerarse, incluso cuando se pierde más del 75 por ciento de su masa corporal.

    Procesos fisiológicos de equinodermos

    Los equinodermos tienen un sistema único para el intercambio de gases, la circulación de nutrientes y la locomoción llamado sistema vascular del agua. El sistema consiste en un canal anular central y canales radiales que se extienden a lo largo de cada brazo. El agua circula a través de estas estructuras permitiendo el intercambio de gases, nutrientes y desechos. Una estructura en la parte superior del cuerpo, llamada madreporita, regula la cantidad de agua en el sistema vascular del agua. Los “pies de tubo”, que sobresalen a través de aberturas en el endoesqueleto, pueden expandirse o contraerse usando la presión hidrostática en el sistema. El sistema permite un movimiento lento, pero mucha potencia, como se atestiguó cuando los pies de tubo se enganchan a mitades opuestas de un molusco bivalvo, como una almeja, y lentamente, pero seguramente separan las conchas, exponiendo la carne dentro.

    La ilustración muestra una estrella de mar, que tiene una boca en el fondo y un ano en la parte superior, ambas en medio de la estrella. El estómago en forma de disco está intercalado entre la boca y el ano. Dos tubos irradian desde el estómago a cada brazo, y muchas glándulas digestivas pequeñas se conectan a estos tubos. Debajo del estómago hay un canal anular central que también se conecta a tubos que se extienden hacia cada brazo. Los pies de tubo están unidos a estos tubos. Cada pie de tubo se asemeja a un cuentagotas de medicina, con una ampolla en forma de bulbo en la parte superior y una extensión llamada podio en la parte inferior. El fondo del podio sobresale del fondo de la estrella de mar. Hay muchos podios a lo largo de cada brazo, que permiten que la estrella de mar se enganche a los objetos y camine. Una estructura llamada madreporita se conecta al anillo central y sobresale de la superficie superior de la estrella de mar, junto al ano.
    Figura\(\PageIndex{1}\): Este diagrama muestra la anatomía de una estrella de mar.

    El sistema nervioso equinodermo tiene un anillo nervioso en el centro y cinco nervios radiales que se extienden hacia afuera a lo largo de los brazos. No existe un control nervioso centralizado. Los equinodermos tienen sexos separados y liberan sus gametos en el agua donde tiene lugar la fertilización. Los equinodermos también pueden reproducirse asexualmente a través de la regeneración de partes del cuerpo.

    Diversidad de equinodermo

    Este filo se divide en cinco clases: Asteroidea (estrellas de mar), Ophiuroidea (estrellas quebradizas), Echinoidea (erizos de mar y dólares de arena), Crinoidea (lirios de mar o estrellas de plumas) y Holothuroidea (pepinos de mar) (Figura\(\PageIndex{2}\)).

    Quizás los equinodermos más conocidos son miembros de la clase Asteroidea, o estrellas de mar. Vienen en una gran variedad de formas, colores y tamaños, con más de 1,800 especies conocidas. Las características de las estrellas marinas que las diferencian de otras clases de equinodermos incluyen brazos gruesos que se extienden desde un disco central donde los órganos penetran en los brazos. Las estrellas marinas utilizan sus pies tubulares no solo para agarrar superficies sino también para agarrar presas. Las estrellas marinas tienen dos estómagos, uno de los cuales pueden evertir por la boca para secretar jugos digestivos en o sobre sus presas antes de la ingestión. Este proceso esencialmente puede licuar a la presa y facilitar la digestión.

    CONCEPT EN ACCIÓN

    Mira este video para explorar de cerca el plano corporal de una estrella de mar, ver un movimiento a través del fondo del mar y verlo devorar un mejillón.

    Las estrellas quebradizas tienen brazos largos y delgados que no contienen ningún órgano. Los erizos de mar y los dólares de arena no tienen brazos sino que son hemisféricos o aplanados con cinco filas de pies tubulares, lo que les ayuda en movimiento lento. Los lirios de mar y las estrellas de plumas son alimentadores de suspensión acosados. Los pepinos de mar son de cuerpo blando y alargados con cinco filas de pies tubulares y una serie de pies tubulares alrededor de la boca que se modifican en tentáculos utilizados en la alimentación.

    La estrella de mar en la foto a es de color rojo y blanco, con un cuerpo grueso en cuclillas y espigas sobresalientes. La estrella quebradiza en la parte b es marrón con un cuerpo plano en forma de pentágono. Patas delgadas a rayas se extienden desde cada punto del pentágono. La foto c muestra un erizo de mar con cuerpo redondo, negro y espinas muy largas, delgadas y negras. La foto d muestra un lirio de mar que tiene apéndices que se asemejan a ramas de un abeto. La foto e muestra un pepino de mar en forma de tronco con espigas que se extienden desde su cuerpo.
    Figura\(\PageIndex{2}\): Los diferentes miembros de Echinodermata incluyen: a) estrella de mar en clase Asteroidea, (b) la estrella quebradiza en clase Ophiuroidea, (c) los erizos de mar de clase Echinoidea, (d) los lirios de mar pertenecientes a la clase Crinoidea y (e) pepinos de mar que representan la clase Holothuroidea. (crédito a: modificación de obra de Adrian Pingstone; crédito b: modificación de obra de Joshua Ganderson; crédito c: modificación de obra por Samuel Chow; crédito d: modificación de obra por Sarah Depper; crédito e: modificación de obra por Ed Bierman)

    Acordados

    La mayoría de las especies del filo Chordata se encuentran en el subfilo Vertebrata, que incluyen muchas especies con las que estamos familiarizados. Los vertebrados contienen más de 60 mil especies descritas, divididas en grandes agrupaciones de lampreas, peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos.

    Los animales del filo Chordata comparten cuatro características clave que aparecen en alguna etapa de su desarrollo: una notocorda, un cordón nervioso hueco dorsal, hendiduras faríngeas y una cola post-anal (Figura\(\PageIndex{3}\)). En ciertos grupos, algunos de estos rasgos están presentes solo durante el desarrollo embrionario.

    Los cordados llevan el nombre de la notocorda, que es una estructura flexible en forma de varilla que se encuentra en la etapa embrionaria de todos los cordados y en la etapa adulta de algunas especies de cordados. Se encuentra entre el tubo digestivo y el cordón nervioso, y proporciona soporte esquelético a lo largo del cuerpo. En algunos cordados, la notocorda actúa como el soporte axial primario del cuerpo a lo largo de la vida del animal. En los vertebrados, la notocorda está presente durante el desarrollo embrionario, momento en el que induce el desarrollo del tubo neural y sirve de soporte para el cuerpo embrionario en desarrollo. La notocorda, sin embargo, no se encuentra en la etapa posnatal de los vertebrados; en este punto, ha sido reemplazada por la columna vertebral (la columna vertebral).

    El cordón nervioso hueco dorsal se deriva del ectodermo que se hunde por debajo de la superficie de la piel y se enrolla en un tubo hueco durante el desarrollo. En cordados, se localiza dorsalmente a la notocorda. En contraste, otros filos animales poseen cordones nerviosos sólidos que se localizan ventralmente o lateralmente. La médula nerviosa que se encuentra en la mayoría de los embriones cordados se desarrolla en el cerebro y la médula espinal, que componen el sistema nervioso central.

    Las hendiduras faríngeas son aberturas en la faringe, la región justo posterior a la boca, que se extienden hacia el ambiente exterior. En organismos que viven en ambientes acuáticos, las hendiduras faríngeas permiten la salida del agua que ingresa a la boca durante la alimentación. Algunos cordados invertebrados utilizan las hendiduras faríngeas para filtrar los alimentos del agua que ingresa a la boca. En los peces, las hendiduras faríngeas se modifican en soportes branquiales, y en los peces mandíbulas, soportes de mandíbula. En los tetrápodos, las hendiduras se modifican aún más en componentes de la oreja y las amígdalas, ya que ya no hay necesidad de soportes branquiales en estos animales que respiran aire. Tetrápodo significa “cuatro patas”, y este grupo incluye anfibios, reptiles, aves y mamíferos. (Las aves son consideradas tetrápodos porque evolucionaron a partir de antepasados tetrápodos).

    La cola post-anal es un alargamiento posterior del cuerpo que se extiende más allá del ano. La cola contiene elementos esqueléticos y músculos, que proporcionan una fuente de locomoción en especies acuáticas, como los peces. En algunos vertebrados terrestres, la cola también puede funcionar en equilibrio, locomoción, cortejo y señalización cuando el peligro está cerca. En muchas especies, la cola está ausente o reducida; por ejemplo, en los simios, incluidos los humanos, está presente en el embrión, pero de tamaño reducido y no funcional en adultos.

    CONEXIÓN ARTE

    La ilustración muestra un cordado en forma de pez. Un cordón nervioso hueco dorsal largo y delgado recorre la longitud del cordado, a lo largo de la parte superior. Inmediatamente debajo del cordón nervioso hay una notocorda que también corre a lo largo del organismo. Debajo de la notocorda, las hendiduras faríngeas cortan diagonalmente en tejido hacia la parte frontal del organismo. Una cola postanal se presenta en la parte trasera.
    Figura\(\PageIndex{3}\): En los cordados aparecen cuatro características comunes en algún momento del desarrollo: una notocorda, una médula nerviosa hueca dorsal, hendiduras faríngeas y una cola postanal. La anatomía de un cefalocordato que se muestra aquí ilustra todas estas características.

    ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre las características comunes de los cordados es cierta?

    1. El cordón nervioso hueco dorsal forma parte del sistema nervioso central cordado.
    2. En los peces vertebrados, las rendijas faríngeas se convierten en branquias.
    3. Los humanos no son cordados porque los humanos no tienen cola.
    4. Los vertebrados no tienen una notocorda en ningún momento de su desarrollo; en cambio, tienen una columna vertebral.

    Cordados de Invertebrados

    Además de los vertebrados, el filo Chordata contiene dos clados de invertebrados: Urochordata (tunicados) y Cephalochordata (lanceletas). Los miembros de estos grupos poseen las cuatro características distintivas de los cordados en algún momento durante su desarrollo.

    Los tunicados (Figura\(\PageIndex{4}\)) también se llaman chorros de mar. El nombre tunicado deriva del material carbohidrato similar a la celulosa, llamado túnica, que cubre el cuerpo exterior. Aunque los tunicados se clasifican como cordados, las formas adultas están muy modificadas en el plano corporal y no tienen una notocorda, un cordón nervioso hueco dorsal o una cola post-anal, aunque sí tienen hendiduras faríngeas. La forma larvaria posee las cuatro estructuras. La mayoría de los tunicados son hermafroditas. Las larvas del tunicado eclosionan de los huevos dentro del cuerpo del tunicado adulto. Después de eclosionar, una larva tunicada nada durante unos días hasta encontrar una superficie adecuada sobre la que se pueda unir, generalmente en un lugar oscuro o sombreado. Luego se adhiere por la cabeza al sustrato y se somete a metamorfosis hacia la forma adulta, momento en el que desaparecen la notocorda, el cordón nervioso y la cola.

    La foto a muestra tunicados, que son de apariencia esponjosa y tienen algunos agujeros a lo largo de la superficie. La ilustración b muestra la etapa larvaria tunicada, que se asemeja a un renacuajo, con una cola post-anal en el extremo estrecho. Un cordón nervioso hueco dorsal corre a lo largo de la parte superior de la espalda y una notocorda corre debajo del cordón nervioso. El tracto digestivo comienza con la boca en la parte frontal del animal conectada a un estómago. Por encima del estómago está el ano. Las hendiduras faríngeas, que se encuentran entre el estómago y la boca, están conectadas a una abertura auricular en la parte superior del cuerpo. La ilustración c muestra un tunicado adulto, el cual se asemeja a un tocón de árbol anclado al fondo. El agua entra por la boca en la parte superior del cuerpo y pasa por las hendiduras faríngeas, donde se filtra. Luego, el agua sale por otra abertura en el costado del cuerpo. El corazón, el estómago y la gónada están metidos debajo de las hendiduras faríngeas.
    Figura\(\PageIndex{4}\): (a) Esta fotografía muestra una colonia del tunicado Botrylloides violaceus. En la etapa (b) larvaria, el tunicado puede nadar libremente hasta que se adhiere a un sustrato para convertirse en (c) adulto. (crédito a: modificación de obra del Dr. Dwayne Meadows, NOAA/NMFS/OPR)

    La mayoría de los tunicados viven una existencia sésil en aguas poco profundas del océano y son alimentadores de suspensión. Los alimentos primarios de los tunicados son plancton y detritus. El agua de mar ingresa al cuerpo del tunicado a través de su sifón incurrent. El material suspendido se filtra de esta agua por una red de moco (hendiduras faríngeas) y se pasa al intestino a través de la acción de los cilios. El ano se desemboca en el sifón excurrente, el cual expulsa los desechos y el agua.

    Las lanceletas poseen una notocorda, cordón nervioso hueco dorsal, hendiduras faríngeas y cola post-anal en la etapa adulta (Figura\(\PageIndex{5}\)). El notocordio se extiende dentro de la cabeza, lo que le da nombre al subfilo (Cephalochordata). Los fósiles extintos de este subfilo datan de mediados del período Cámbrico (540—488 mya) .Las formas vivas, las lanceletas, reciben el nombre de su forma similar a una hoja. Las lanceletas miden solo unos centímetros de largo y generalmente se encuentran enterradas en la arena en el fondo de los mares templado-cálidos y tropicales. Al igual que los tunicados, son alimentadores de suspensión.

    La ilustración muestra una lanceleta con la cabeza sobresaliendo de la arena, y el resto del cuerpo enterrado. En la cabeza, tentáculos rodean la boca. La boca conduce al tracto digestivo. El ano se localiza justo antes de la cola post-anal. Las hendiduras faríngeas están al lado de la aurícula, que desemboca en la aurícula. El cuerpo tiene músculos segmentados que lo recorren de arriba a abajo.
    Figura\(\PageIndex{5}\): Las lanceletas adultas conservan las cuatro características clave de los cordados: una notocorda, un cordón nervioso hueco dorsal, hendiduras faríngeas y una cola postanal.

    Resumen de la Sección

    Los equinodermos son organismos marinos deuterostomas. Este filo de animales lleva un endoesqueleto calcáreo compuesto por huesecillos cubiertos por una piel espinosa. Los equinodermos poseen un sistema circulatorio a base de agua. La madreporita es el punto de entrada y salida de agua para el sistema vascular de agua.

    Los rasgos característicos de Chordata son una notocorda, un cordón nervioso hueco dorsal, hendiduras faríngeas y una cola postanal. Chordata contiene dos clados de invertebrados: Urochordata (tunicados) y Cephalochordata (lanceletas), junto con los vertebrados. La mayoría de los tunicados viven en el fondo del océano y son alimentadores de suspensión. Las lanceletas son alimentadores en suspensión que se alimentan de fitoplancton y otros microorganismos.

    Conexiones de arte

    Figura\(\PageIndex{3}\): ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre las características comunes de los cordados es verdadera?

    A. El cordón nervioso hueco dorsal forma parte del sistema nervioso central cordado.
    B. En los peces vertebrados, las hendiduras faríngeas se convierten en branquias.
    C. Los humanos no son cordados porque los humanos no tienen cola.
    D. Los vertebrados no tienen una notocorda en ningún momento de su desarrollo; en cambio, tienen una columna vertebral.

    Contestar

    A

    Notas al pie

    1. 1 “Número de especies vivas en Australia y el mundo”, A.D. Chapman, Australia Biodiversity Information Services, última modificación el 26 de agosto de 2010, http://www.environment.gov.au/biodiv...c-summary.html.

    Glosario

    Cefalochordata
    un clado cordado cuyos miembros poseen una notocorda, cordón nervioso hueco dorsal, hendiduras faríngeas y una cola postanal en la etapa adulta
    Chordata
    un filo de animales que se distingue por su posesión de una notocorda, un cordón nervioso hueco dorsal, hendiduras faríngeas y una cola postanal en algún momento durante su desarrollo
    cordón nervioso hueco dorsal
    una estructura tubular hueca derivada del ectodermo, que se localiza dorsal a la notocorda en cordados
    Echinodermata
    un filo de deuterostomas con piel espinosa; organismos exclusivamente marinos
    lancelet
    un miembro de Cephalochordata; llamado así por su forma en forma de hoja
    madreporita
    un poro para regular la entrada y salida de agua en el sistema vascular del agua
    notocordio
    una estructura flexible en forma de varilla que se encuentra en la etapa embrionaria de todos los cordados y en la etapa adulta de algunos cordados
    hendidura faríngea
    una abertura en la faringe
    cola post-anal
    una elongación muscular posterior del cuerpo que se extiende más allá del ano en cordados
    tetrápodo
    un animal de cuatro patas; incluye anfibios, reptiles, aves y mamíferos
    tunicado
    un cordado sésil que es miembro de Urochordata
    Urochordata
    el clado compuesto por los tunicados
    columna vertebral
    una serie de huesos separados que rodean la médula espinal en vertebrados
    sistema vascular de agua
    un sistema en equinodermos en el que el agua es el líquido circulatorio

    Colaboradores y Atribuciones


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