15.1: Características del Reino Animal

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A pesar de que los miembros del reino animal son increíblemente diversos, los animales comparten características comunes que los distinguen de los organismos en otros reinos. Todos los animales son organismos eucariotas, multicelulares, y casi todos los animales tienen tejidos especializados. La mayoría de los animales son móviles, al menos durante ciertas etapas de la vida. Los animales requieren de una fuente de alimento para crecer y desarrollarse. Todos los animales son heterótrofos, ingiriendo materia orgánica viva o muerta. Esta forma de obtención de energía los distingue de los organismos autótrofos, como la mayoría de las plantas, que elaboran sus propios nutrientes a través de la fotosíntesis y de los hongos que digieren sus alimentos externamente. Los animales pueden ser carnívoros, herbívoros, omnívoros o parásitos (Figura\(\PageIndex{1}\)). La mayoría de los animales se reproducen sexualmente: La descendencia pasa por una serie de etapas de desarrollo que establecen un plan corporal determinado, a diferencia de las plantas, por ejemplo, en las que la forma exacta del cuerpo es indeterminada. El plano corporal se refiere a la forma de un animal.

La parte a muestra un oso con un pez grande en la boca. La parte b muestra un corazón en un frasco. Largos gusanos filiformes se extienden desde el corazón. — **Figura\(\PageIndex{1}\):** Todos los animales que derivan energía de los alimentos son heterótrofos. El (a) oso negro es omnívoro, comiendo tanto plantas como animales. El (b) gusano del corazón Dirofilaria immitis es un parásito que deriva energía de sus huéspedes. Pasa su etapa larvaria en mosquitos y su etapa adulta infestando los corazones de perros y otros mamíferos, como se muestra aquí. (crédito a: modificación de obra por el Servicio Forestal del USDA; crédito b: modificación de obra por Clyde Robinson)

Estructura compleja del tejido

Un rasgo distintivo de los animales son las estructuras especializadas que se diferencian para realizar funciones únicas. Como organismos multicelulares, la mayoría de los animales desarrollan células especializadas que se agrupan en tejidos con funciones especializadas. Un tejido es una colección de células similares que tenían un origen embrionario común. Hay cuatro tipos principales de tejidos animales: nervioso, muscular, conectivo y epitelial. El tejido nervioso contiene neuronas, o células nerviosas, que transmiten impulsos nerviosos. El tejido muscular se contrae para provocar todo tipo de movimientos corporales desde la locomoción del organismo hasta los movimientos dentro del propio cuerpo. Los animales también tienen tejidos conectivos especializados que proporcionan muchas funciones, incluyendo transporte y soporte estructural. Los ejemplos de tejidos conectivos incluyen sangre y hueso. El tejido conectivo está compuesto por células separadas por material extracelular hecho de materiales orgánicos e inorgánicos, como los depósitos de proteínas y minerales del hueso. El tejido epitelial cubre las superficies internas y externas de los órganos dentro del cuerpo del animal y la superficie externa del cuerpo del organismo.

CONCEPT EN ACCIÓN

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Vea este video para ver una presentación del biólogo E.O. Wilson sobre la importancia de la diversidad animal.

Reproducción y Desarrollo Animal

La mayoría de los animales tienen células del cuerpo diploide (somáticas) y un pequeño número de células reproductivas haploides (gameto) producidas a través de la meiosis. Existen algunas excepciones: Por ejemplo, en abejas, avispas y hormigas, el macho es haploide porque se desarrolla a partir de un óvulo no fertilizado. La mayoría de los animales se someten a reproducción sexual, mientras que muchos también tienen mecanismos de reproducción asexual.

Reproducción Sexual y Desarrollo Embrionario

Casi todas las especies animales son capaces de reproducirse sexualmente; para muchos, este es el único modo de reproducción posible. Esto distingue a los animales de los hongos, protistas y bacterias, donde la reproducción asexual es común o exclusiva. Durante la reproducción sexual, los gametos masculinos y femeninos de una especie se combinan en un proceso llamado fertilización. Por lo general, el esperma masculino pequeño y móvil viaja al óvulo femenino mucho más grande y sésil. La forma espermática es diversa e incluye células con flagelos o células ameboides para facilitar la motilidad. La fertilización y fusión de los núcleos del gameto producen un cigoto. La fertilización puede ser interna, especialmente en animales terrestres, o externa, como es común en muchas especies acuáticas.

Después de la fertilización, se produce una secuencia de desarrollo a medida que las células se dividen y diferencian Muchos de los eventos en desarrollo se comparten en grupos de especies animales relacionadas, y estos eventos son una de las principales formas en que los científicos clasifican grupos de animales de alto nivel. Durante el desarrollo, las células animales se especializan y forman tejidos, determinando su morfología y fisiología futuras. En muchos animales, como los mamíferos, los jóvenes se asemejan al adulto. Otros animales, como algunos insectos y anfibios, se someten a metamorfosis completa en la que los individuos ingresan a una o más etapas larvarias. Para estos animales, los jóvenes y los adultos tienen diferentes dietas y a veces hábitats. En otras especies, se produce un proceso de metamorfosis incompleta en el que los jóvenes se asemejan un poco a los adultos y pasan por una serie de etapas separadas por muda (desprendimiento de la piel) hasta llegar a la forma adulta final.

Reproducción Asexual

La reproducción asexual, a diferencia de la reproducción sexual, produce descendencia genéticamente idéntica entre sí y con el progenitor. Varias especies animales, especialmente las que no tienen columna vertebral, pero incluso algunos peces, anfibios y reptiles, son capaces de reproducción asexual. La reproducción asexual, a excepción de los hermanamientos idénticos ocasionales, está ausente en aves y mamíferos. Las formas más comunes de reproducción asexual para animales acuáticos estacionarios incluyen la gemación y la fragmentación, en las que parte de un individuo parental puede separarse y crecer en un nuevo individuo. En contraste, una forma de reproducción asexual que se encuentra en ciertos invertebrados y vertebrados raros se llama partenogénesis (o “comienzo virgen”), en la que los huevos no fertilizados se convierten en nuevas crías.

Características de clasificación de los animales

Los animales se clasifican de acuerdo con características morfológicas y de desarrollo, como un plan corporal. A excepción de las esponjas, el plano corporal animal es simétrico. Esto significa que su distribución de las partes del cuerpo se equilibra a lo largo de un eje. Las características adicionales que contribuyen a la clasificación animal incluyen el número de capas de tejido formadas durante el desarrollo, la presencia o ausencia de una cavidad corporal interna y otras características del desarrollo embriológico.

CONEXIÓN ARTE

El árbol filogenético de metazoos, o animales, se ramifica en parazoos sin tejidos y eumetazoos con tejidos especializados. Los parazoos incluyen Porifera, o esponjas. Los eumetazoos se ramifican en Radiata, animales diploblásticos con simetría radial y Bilateria, animales triploblásticos con simetría bilateral. Radiata incluye cnidarios y ctenóforos (gelatinas de peine). La bilateria se ramifica en Protostomía y Deuterostomia, las cuales poseen una cavidad corporal. Los deuterostomas incluyen cordados y equinodermos. La protostomía se ramifica en Lophotrochozoa y Ecdysozoa. Ecdisozoa incluye artrópodos y nematodos, o lombrices intestinales. Lophotrochozoa incluye Mollusca, Annelida, Nemertea, que incluye gusanos de cinta, Rotifera y Platyhelminthes, que incluye gusanos planos. — **Figura\(\PageIndex{2}\):** El árbol filogenético de los animales se basa en evidencias morfológicas, fósiles y genéticas.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?

Eumetazoa tienen tejidos especializados y Parazoa no.
Tanto los acoelomas como los pseudocoelomas tienen una cavidad corporal.
Los cordados están más estrechamente relacionados con los equinodermos que con los rotíferos según la figura.
Algunos animales tienen simetría radial, y algunos animales tienen simetría bilateral.

Simetría del cuerpo

Los animales pueden ser asimétricos, radiales o bilaterales en forma (Figura\(\PageIndex{3}\)). Los animales asimétricos son animales sin patrón ni simetría; un ejemplo de animal asimétrico es una esponja (Figura\(\PageIndex{3}\) a). Un organismo con simetría radial (Figura\(\PageIndex{3}\) b) tiene una orientación longitudinal (arriba y abajo): Cualquier corte plano a lo largo de este eje arriba—abajo produce aproximadamente mitades de imagen especular. Un ejemplo de un organismo con simetría radial es una anémona de mar.

La ilustración a muestra una esponja asimétrica con un cuerpo similar a un tubo y un crecimiento hacia un lado. La ilustración b muestra una anémona de mar con un cuerpo similar a un tubo, radialmente simétrico. Los tentáculos crecen desde la parte superior del tubo. Tres planos verticales dispuestos 120 grados separados diseccionan el cuerpo. La mitad del cuerpo en un lado de cada plano es una imagen especular del cuerpo en el otro lado. La ilustración c muestra una cabra con un cuerpo bilateralmente simétrico. Un avión corre de adelante hacia atrás por la mitad de la cabra, diseccionando el cuerpo en mitades izquierda y derecha, que son imágenes especulares entre sí. La parte superior de la cabra se define como dorsal, y la parte inferior se define como ventral. El frente de la cabra se define como anterior, y el dorso se define como posterior. — **Figura\(\PageIndex{3}\):** Los animales presentan diferentes tipos de simetría corporal. La (a) esponja es asimétrica y no tiene planos de simetría, la (b) anémona de mar tiene simetría radial con múltiples planos de simetría, y la (c) cabra tiene simetría bilateral con un plano de simetría.

La simetría bilateral se ilustra en la Figura\(\PageIndex{3}\) c utilizando una cabra. La cabra también tiene lados superior e inferior a la misma, pero no son simétricos. Un plano vertical cortado de adelante hacia atrás separa al animal en aproximadamente los lados derecho e izquierdo de imagen especular. Los animales con simetría bilateral también tienen una “cabeza” y “cola” (anterior versus posterior) y una espalda e inferior (dorsal versus ventral).

CONCEPT EN ACCIÓN

Mira este video para ver un boceto rápido de los diferentes tipos de simetría corporal.

Capas de Tejidos

La mayoría de las especies animales se someten a una estratificación de tejidos tempranos durante el desarrollo embrionario. Estas capas se llaman capas germinales. Cada capa se desarrolla en un conjunto específico de tejidos y órganos. Los animales desarrollan dos o tres capas de gérmenes embrionarios (Figura\(\PageIndex{4}\)). Los animales que presentan simetría radial desarrollan dos capas germinales, una capa interna (endodermo) y una capa externa (ectodermo). A estos animales se les llama diploblastos. Los animales con simetría bilateral desarrollan tres capas germinales: una capa interna (endodermo), una capa externa (ectodermo) y una capa media (mesodermo). Los animales con tres capas germinales se denominan triploblastos.

La ilustración izquierda muestra las dos capas germinales embrionarias de un diploblasto. La capa interna es el endodermo, y la capa externa es el ectodermo. Intercalada entre el endodermo y el ectodermo hay una capa no viva. La ilustración derecha muestra las tres capas germinales embrionarias de un triploblasto. Al igual que el diploblasto, el triploblasto tiene un endodermo interno y un ectodermo externo. Intercalado entre estas dos capas se encuentra un mesodermo vivo. — **Figura\(\PageIndex{4}\):** Durante la embriogénesis, los diploblastos desarrollan dos capas germinales embrionarias: un ectodermo y un endodermo. Los triploblastos desarrollan una tercera capa, el mesodermo, entre el endodermo y el ectodermo.

Presencia o Ausencia de un Celoma

Los triploblastos pueden desarrollar una cavidad corporal interna derivada del mesodermo, llamada celoma (pr. ver-lōm). Esta cavidad con revestimiento epitelial es un espacio, generalmente lleno de líquido, que se encuentra entre el sistema digestivo y la pared corporal. Alberga órganos como los riñones y el bazo, y contiene el sistema circulatorio. Los triploblastos que no desarrollan un celoma se denominan acoelomas, y su región mesodermo está completamente llena de tejido, aunque tienen una cavidad intestinal. Los ejemplos de acoelomas incluyen los gusanos planos. Los animales con un celoma verdadero se llaman eucoelomados (o celomados) (Figura\(\PageIndex{5}\)). Un verdadero celoma surge enteramente dentro de la capa germinal del mesodermo. Animales como lombrices de tierra, caracoles, insectos, estrellas de mar y vertebrados son todos eucoelomas. Un tercer grupo de triploblastos tiene una cavidad corporal que se deriva en parte del mesodermo y en parte del tejido endodérmico. A estos animales se les llama pseudocoelomados. Los lombrices intestinales son ejemplos de pseudocoelomas. Nuevos datos sobre las relaciones de los pseudocoelomas sugieren que estos filos no están estrechamente relacionados y por lo tanto la evolución del pseudoceloma debe haber ocurrido más de una vez (Figura\(\PageIndex{2}\)). Los verdaderos celomas se pueden caracterizar aún más en función de las características de su desarrollo embriológico temprano.

La parte a muestra el plano corporal de los acoelomas, incluidos los gusanos planos. Los acoelomas tienen una cavidad digestiva central. Fuera de esta cavidad digestiva hay tres capas de tejido: un endodermo interno, un mesodermo central y un ectodermo externo. En la foto se muestra un gusano plano nadador, que tiene la apariencia de una cinta negra y rosa con volante. La parte b muestra el plan corporal de los eucoelomas, que incluyen anélidos, moluscos, artrópodos, equinodermos y cordados. Los eucoelomas tienen las mismas capas de tejido que los acoelomas, pero dentro del mesodermo existe una cavidad llamada celoma. El celoma se divide en dos partes simétricas que están separadas por dos radios de mesodermo. En la foto se muestra un anélido nadador conocido como gusano de la sangre. El gusano de la sangre tiene un cuerpo tubular que se estrecha en cada extremo. Numerosos apéndices irradian desde ambos lados. La parte c muestra el plano corporal de los pseudocoelomas, que incluyen lombrices intestinales. Al igual que los acoelomas y eucoelomas, los pseudocoelomas tienen un endodermo, un mesodermo y un ectodermo. Sin embargo, en los pseudocoelomas, un pseudoceloma separa el endodermo del mesodermo. La foto muestra una lombriz, o nematodo, que tiene un cuerpo tubular. — **Figura\(\PageIndex{5}\):** Los triploblastos pueden ser acoelomas, eucoelomas o pseudocoelomatos. Los eucoelomas tienen una cavidad corporal dentro del mesodermo, llamada celoma, que está revestida con tejido mesodermo. Los pseudocoelomas tienen una cavidad corporal similar, pero están revestidos con tejido mesodermo y endodermo. (crédito a: modificación de obra por Jan Derk; crédito b: modificación de obra por NOAA; crédito c: modificación de obra por USDA, ARS)

Protostomos y Deuterostomas

Los eucoelomas triploblásticos bilateralmente simétricos se pueden dividir en dos grupos en función de las diferencias en su desarrollo embrionario temprano. Los protostomos incluyen filos tales como artrópodos, moluscos y anélidos. Los deuterostomas incluyen los cordados y equinodermos. Estos dos grupos se nombran a partir de los cuales se desarrolla primero la apertura de la cavidad digestiva: boca o ano. La palabra protostoma proviene de las palabras griegas que significan “boca primero”, y deuterostoma se origina de palabras que significan “boca segunda” (en este caso, el ano se desarrolla primero). Esta diferencia refleja el destino de una estructura llamada blastopore (Figura\(\PageIndex{6}\)), que se convierte en la boca en los protostomos y el ano en los deuterostomas. Otras características de desarrollo difieren entre protostomos y deuterostomas, incluyendo el modo de formación del celoma y la división celular temprana del embrión.

La ilustración compara el desarrollo de protostomas y deuterostomas. Tanto en protostomos como en deuterostomas, la gastrula, que se asemeja a una bola hueca de células, contiene una indentación llamada blastoporo. En los protostomas, se forman dos capas circulares de mesodermo dentro de la gastrula, conteniendo el celoma. A medida que se desarrolla el protostomo, el mesodermo crece y se fusiona con la capa celular de gastrula. El blastoporo se convierte en la boca, y se forma una segunda abertura opuesta a la boca, que se convierte en el ano. En los deuterostomas, dos grupos de células de gastrula en el blastoporo crecen hacia adentro para formar el mesodermo. A medida que se desarrolla el deuterostoma, el mesodermo se pellizca y se fusiona, formando una segunda cavidad corporal. El plano corporal del deuterostoma en esta etapa se ve muy similar al del protostoma, pero el blastoporo se convierte en el ano, y la segunda abertura se convierte en la boca. — **Figura\(\PageIndex{6}\):** Los eucoelomas se pueden dividir en dos grupos, protostomas y deuterostomas, en función de su desarrollo embrionario temprano. Dos de estas diferencias incluyen el origen de la abertura de la boca y la forma en que se forma el celoma.

Resumen de la Sección

Los animales constituyen un reino diverso de organismos. Aunque los animales varían en complejidad desde simples esponjas marinas hasta seres humanos, la mayoría de los miembros comparten ciertas características. Los animales son organismos eucariotas, multicelulares, heterótrofos que ingieren su alimento y generalmente se convierten en criaturas móviles con un plan corporal fijo. La mayoría de los miembros del reino animal tienen tejidos diferenciados de cuatro clases principales: nervioso, muscular, conectivo y epitelial, que están especializados para realizar diferentes funciones. La mayoría de los animales se reproducen sexualmente, lo que lleva a una secuencia de desarrollo relativamente similar en todo el reino animal.

Los organismos en el reino animal se clasifican en función de su morfología corporal y desarrollo. Los verdaderos animales se dividen en aquellos con simetría radial versus bilateral. Los animales con tres capas germinales, llamadas triploblastos, se caracterizan además por la presencia o ausencia de una cavidad corporal interna llamada celoma. Los animales con cavidad corporal pueden ser celomados o pseudocoelomados, dependiendo de qué tejido da origen al celoma. Los celomas se dividen además en dos grupos llamados protostomos y deuterostomas, con base en una serie de características de desarrollo.

Conexión de arte

Figura\(\PageIndex{2}\): ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?

A. Eumetazoa tienen tejidos especializados y Parazoa no.
B. Tanto los acoelomas como los pseudocoelomas tienen una cavidad corporal.
C. Los cordados están más estrechamente relacionados con los equinodermos que con los rotíferos según la figura.
D. Algunos animales tienen simetría radial, y algunos animales tienen simetría bilateral.

Contestar: B

Glosario

acoeloma: sin una cavidad corporal

asimétrico: no tener plano de simetría

simetría bilateral: un tipo de simetría en el que solo hay un plano de simetría que crea dos lados de imagen especular

plan de cuerpo: la forma y la simetría de un organismo

celoma: una cavidad corporal forrada derivada de tejido embrionario mesodérmico

deuterostoma: describiendo un animal en el que el blastoporo se desarrolla en el ano, con la segunda abertura desarrollándose en la boca

diploblasto: un animal que se desarrolla a partir de dos capas germinales embrionarias

eucoeloma: describir animales con una cavidad corporal completamente revestida con tejido mesodérmico

capa de germen: una colección de células formadas durante la embriogénesis que dará lugar a futuros tejidos corporales

protostomo: describiendo un animal en el que la boca se desarrolla primero durante la embriogénesis y una segunda abertura que se desarrolla en el ano

pseudocoeloma: un animal con un celoma que no está completamente revestido con tejidos derivados del mesodermo como en animales eucoelomados

simetría radial: un tipo de simetría con múltiples planos de simetría, todos cruzados en un eje a través del centro del organismo

triploblasto: un animal que se desarrolla a partir de tres capas germinales

Colaboradores y Atribuciones

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