15.3: Gusanos planos, nematodos y artrópodos
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Los gusanos planos son organismos acoelomados que incluyen formas de vida libre y parasitarias. Los nematodos, o lombrices intestinales, poseen un pseudoceloma y consisten tanto en formas de vida libre como parasitarias. Finalmente, los artrópodos, uno de los grupos taxonómicos más exitosos del planeta, son organismos celomados con un exoesqueleto duro y apéndices articulados. Los nematodos y los artrópodos pertenecen a un clado con un ancestro común, llamado Ecdysozoa. El nombre proviene de la palabra ecdisis, que se refiere al vertimiento periódico, o muda, del exoesqueleto. Los filos ecdisozoarios tienen una cutícula dura que cubre sus cuerpos que deben ser derramados y reemplazados periódicamente para que aumenten de tamaño.
Gusanos planos
Se están revisando las relaciones entre los gusanos planos, o filo Platyhelminthes, y la descripción aquí seguirá las agrupaciones tradicionales. La mayoría de los gusanos planos son parásitos, incluidos los parásitos importantes de los humanos. Los gusanos planos tienen tres capas germinales embrionarias que dan lugar a superficies que cubren los tejidos, los tejidos internos y el revestimiento del sistema digestivo. El tejido epidérmico es una sola capa de células o una capa de células fusionadas que cubre una capa de músculo circular por encima de una capa de músculo longitudinal. Los tejidos mesodérmicos incluyen células de soporte y células secretoras que secretan moco y otros materiales a la superficie. Los gusanos planos son acoelomas, por lo que sus cuerpos no contienen cavidades ni espacios entre la superficie externa y el tracto digestivo interno.
Procesos fisiológicos de gusanos planos
Las especies de gusanos planos de vida libre son depredadores o carroñeros, mientras que las formas parasitarias se alimentan de los tejidos de sus huéspedes. La mayoría de los gusanos planos tienen un sistema digestivo incompleto con una abertura, la “boca”, que también se usa para expulsar los desechos del sistema digestivo. Algunas especies también tienen una abertura anal. El intestino puede ser un saco simple o muy ramificado. La digestión es extracelular, con enzimas secretadas al espacio por las células que recubren el tracto, y materiales digeridos tomados en las mismas células por fagocitosis. Un grupo, los cestodos, no tiene sistema digestivo, ya que su estilo de vida parasitario y el ambiente en el que viven (suspendidos dentro de la cavidad digestiva de su huésped) les permite absorber nutrientes directamente a través de la pared corporal. Los gusanos planos tienen un sistema excretor con una red de túbulos en todo el cuerpo que se abren al ambiente y las células de llama cercanas, cuyos cilios laten para dirigir los fluidos de desecho concentrados en los túbulos fuera del cuerpo. El sistema es responsable de la regulación de las sales disueltas y la excreción de desechos nitrogenados. El sistema nervioso consiste en un par de cordones nerviosos que recorren a lo largo del cuerpo con conexiones entre ellas y un ganglio grande o concentración de células nerviosas en el extremo anterior del gusano; aquí, también puede haber una concentración de células fotosensoriales y quimiosensoriales (Figura\(\PageIndex{1}\)).
Al no existir sistema circulatorio ni respiratorio, el intercambio de gases y nutrientes depende de la difusión y de las uniones intercelulares. Esto limita necesariamente el grosor del cuerpo en estos organismos, limitándolos a ser gusanos “planos”. La mayoría de las especies de gusanos planos son monoicas (hermafroditas, poseen ambos conjuntos de órganos sexuales), y la fertilización es típicamente interna. La reproducción asexual es común en algunos grupos en los que todo un organismo puede regenerarse a partir de solo una parte de sí mismo.
Diversidad de gusanos planos
Los gusanos planos se dividen tradicionalmente en cuatro clases: Turbellaria, Monogenea, Trematoda y Cestoda (Figura\(\PageIndex{2}\)). Los turbellarios incluyen principalmente especies marinas de vida libre, aunque algunas especies viven en ambientes terrestres húmedos o de agua dulce. Los simples planarios que se encuentran en estanques de agua dulce y acuarios son ejemplos. La capa epidérmica de la parte inferior de los turbellaros está ciliada, y esto les ayuda a moverse. Algunos turbellaros son capaces de notables hazañas de regeneración en las que pueden volver a crecer el cuerpo, incluso a partir de un pequeño fragmento.
Los monogénicos son parásitos externos en su mayoría de peces con ciclos de vida consistentes en una larva de natación libre que se adhiere a un pez para comenzar la transformación a la forma adulta parasitaria. Tienen un solo huésped durante su vida, típicamente de una sola especie. Los gusanos pueden producir enzimas que digieren los tejidos del huésped o pastan en la mucosidad superficial y las partículas de la piel. La mayoría de los monogénicos son hermafroditas, pero los espermatozoides se desarrollan primero, y es típico que se apareen entre individuos y no se autofecundan.
Los trematodos, o trematodos, son parásitos internos de los moluscos y de muchos otros grupos, entre ellos los humanos. Los trematodos tienen ciclos de vida complejos que involucran a un huésped primario en el que ocurre la reproducción sexual y uno o más hospedadores secundarios en los que ocurre la reproducción asexual. El huésped principal es casi siempre un molusco. Los trematodos son responsables de enfermedades humanas graves, incluida la esquistosomiasis, causada por un trematodo sanguíneo (Schistosoma). La enfermedad infecta a un estimado de 200 millones de personas en los trópicos y conduce a daño orgánico y síntomas crónicos, incluida la fatiga. La infección ocurre cuando un humano ingresa al agua, y una larva, liberada del huésped caracol primario, localiza y penetra en la piel. El parásito infecta diversos órganos del cuerpo y se alimenta de glóbulos rojos antes de reproducirse. Muchos de los huevos son liberados en las heces y encuentran su camino hacia una vía fluvial donde son capaces de reinfectar al huésped caracol primario.
Los cestodos, o tenias, también son parásitos internos, principalmente de vertebrados. Las tenias viven en el tracto intestinal del huésped primario y permanecen fijas usando un lechón en el extremo anterior, o escólex, del cuerpo de la tenia. El cuerpo restante de la tenia está conformado por una larga serie de unidades llamadas proglótides, cada una de las cuales puede contener un sistema excretor con células de llama, pero contendrán estructuras reproductivas, tanto masculinas como femeninas. Las tenias no tienen un sistema digestivo, absorben los nutrientes de la materia alimenticia que las pasa en el intestino del huésped. Los proglótidos se producen en el escólex y son empujados hasta el final de la tenia a medida que se forman nuevos proglótidos, momento en el que están “maduros” y todas las estructuras excepto los huevos fertilizados se han degenerado. La mayor parte de la reproducción ocurre por fertilización cruzada. El proglótido se desprende y se libera en las heces del huésped. Los huevos fertilizados son consumidos por un huésped intermedio. Los gusanos juveniles emergen e infectan al huésped intermedio, residiendo, generalmente en el tejido muscular. Cuando el hospedador primario come el tejido muscular, se completa el ciclo. Hay varios parásitos de la tenia de los humanos que se adquieren al comer carne de cerdo, carne de res y pescado crudos o mal cocidos.
Nematodos
El filo Nematoda, o lombrices intestinales, incluye más de 28,000 especies con un estimado de 16,000 especies parasitarias. El nombre Nematoda se deriva de la palabra griega “nemos”, que significa “hilo”. Los nematodos están presentes en todos los hábitats y son extremadamente comunes, aunque generalmente no son visibles (Figura\(\PageIndex{3}\)).
La mayoría de los nematodos se parecen entre sí: tubos delgados, cónicos en cada extremo (Figura\(\PageIndex{3}\)). Los nematodos son pseudocoelomas y tienen un sistema digestivo completo con una boca y ano distintos.
El cuerpo del nematodo está encerrado en una cutícula, un exoesqueleto flexible pero resistente, o esqueleto externo, que ofrece protección y soporte. La cutícula contiene un polímero carbohidrato-proteína llamado quitina. La cutícula también recubre la faringe y el recto. Aunque el exoesqueleto brinda protección, restringe el crecimiento, y por lo tanto debe ser continuamente desprendido y reemplazado a medida que el animal aumenta de tamaño.
La boca de un nematodo se abre en el extremo anterior con tres o seis labios y, en algunas especies, dientes en forma de extensiones cuticulares. También puede haber un estilete afilado que puede sobresalir de la boca para apuñalar a las presas o perforar células vegetales o animales. La boca conduce a una faringe muscular y al intestino, conduciendo al recto y a la abertura anal en el extremo posterior.
Procesos Fisiológicos de Nematodos
En nematodos, el sistema excretor no está especializado. Los desechos nitrogenados se eliminan por difusión. En los nematodos marinos, la regulación del agua y la sal se logra mediante glándulas especializadas que eliminan iones no deseados mientras mantienen las concentraciones internas de fluidos corporales.
La mayoría de los nematodos tienen cuatro cordones nerviosos que se extienden a lo largo del cuerpo en la parte superior, inferior y lados. Las cuerdas nerviosas se fusionan en un anillo alrededor de la faringe, para formar un ganglio cabeza o “cerebro” del gusano, así como en el extremo posterior para formar el ganglio de la cola. Debajo de la epidermis se encuentra una capa de músculos longitudinales que solo permite la ondulación ondulada del cuerpo de lado a lado.
CONCEPT EN ACCIÓN
Mira este video para ver cómo los nematodos se mueven y se alimentan de bacterias.
Los nematodos emplean una diversidad de estrategias de reproducción sexual dependiendo de la especie; pueden ser monoicos, dioicos (sexos separados) o pueden reproducirse asexualmente por partenogénesis. Caenorhabditis elegans es casi único entre los animales por tener hermafroditas autofecundantes y un sexo masculino que puede aparearse con el hermafrodita.
Artropodos
El nombre “artrópodos” significa “patas articuladas”, lo que describe acertadamente cada una de las enormes especies que pertenecen a este filo. Los artrópodos dominan el reino animal con un estimado de 85 por ciento de las especies conocidas, con muchas aún por descubrir o sin describir. Las principales características de todos los animales en este filo son la segmentación funcional del cuerpo y la presencia de apéndices articulados (Figura\(\PageIndex{4}\)). Como miembros de Ecdysozoa, los artrópodos también tienen un exoesqueleto hecho principalmente de quitina. Los artrópodos son el filo más grande del mundo animal en términos de número de especies, y los insectos forman el grupo más grande dentro de este filo. Los artrópodos son verdaderos animales celomados y presentan desarrollo prostostómico.
Procesos fisiológicos de artrópodos
Una característica única de los artrópodos es la presencia de un cuerpo segmentado con fusión de ciertos conjuntos de segmentos para dar lugar a segmentos funcionales. Los segmentos fusionados pueden formar una cabeza, tórax y abdomen, o un cefalotórax y abdomen, o una cabeza y tronco. El celoma toma la forma de un hemocoel (o cavidad sanguínea). El sistema circulatorio abierto, en el que la sangre baña los órganos internos en lugar de circular en los vasos, está regulado por un corazón de dos cámaras. Los sistemas respiratorios varían, dependiendo del grupo de artrópodos: Los insectos y miriápodos utilizan una serie de tubos (tráqueas) que se ramifican por todo el cuerpo, se abren hacia el exterior a través de aberturas llamadas espiráculos, y realizan intercambio de gases directamente entre las células y el aire en las tráqueas. Los crustáceos acuáticos usan branquias, los arácnidos emplean “pulmones de libro” y los queliceros acuáticos usan “branquias de libro”. Los pulmones del libro de los arácnidos son pilas internas de bolsas de aire alternas y tejido hemocoel con forma de las páginas de un libro. Las branquias de los crustáceos son estructuras externas similares a los pulmones de libro con pilas de estructuras similares a hojas que intercambian gases con el agua circundante (Figura\(\PageIndex{5}\)).
Diversidad de artrópodos
Phylum Arthropoda incluye animales que han tenido éxito en la colonización de hábitats terrestres, acuáticos y aéreos. El filo se clasifica además en cinco subfilos: Trilobitomorpha (trilobites), Hexapoda (insectos y parientes), Myriapoda (milpiés, ciempiés y parientes), Crustacea (cangrejos, langostas, cangrejos, isópodos, percebes y algunos zooplancton) y Chelicerata (cangrejos herradura, arácnidos, escorpiones, y papi piernas largas). Los trilobites son un grupo extinto de artrópodos encontrados desde el periodo Cámbrico (hace 540—490 millones de años) hasta que se extinguieron en el Pérmico (hace 300—251 millones de años) que probablemente están más estrechamente relacionados con la Chelicerata. Las 17,000 especies descritas han sido identificadas a partir de fósiles (Figura\(\PageIndex{4}\)).
Los Hexapoda tienen seis patas (tres pares) como su nombre indica. Los segmentos hexápodos se fusionan en cabeza, tórax y abdomen (Figura\(\PageIndex{6}\)). El tórax lleva las alas y tres pares de patas. Los insectos que encontramos a diario, como hormigas, cucarachas, mariposas y abejas, son ejemplos de Hexapoda.
Subphylum Myriapoda incluye artrópodos con patas que pueden variar en número de 10 a 750. Este subfilo incluye 13,000 especies; los ejemplos más comúnmente encontrados son milpiés y ciempiés. Todos los miriápodos son animales terrestres y prefieren un ambiente húmedo (Figura\(\PageIndex{7}\)).
Los crustáceos, como los camarones, langostas, cangrejos y cangrejos de río, son los artrópodos acuáticos dominantes. Algunos crustáceos son especies terrestres como las chinches pastilleras o las chinches sembradas. El número de especies de crustáceos descritas es de aproximadamente 47 mil. 1
Aunque el plano corporal básico en los crustáceos es similar al hexápoda—cabeza, tórax y abdomen— la cabeza y el tórax pueden fusionarse en algunas especies para formar un cefalotórax, el cual está cubierto por una placa llamada caparazón (Figura\(\PageIndex{8}\)). El exoesqueleto de muchas especies también está infundido con carbonato de calcio, lo que lo hace aún más fuerte que en otros artrópodos. Los crustáceos tienen un sistema circulatorio abierto en el que la sangre es bombeada al hemocoel por el corazón dorsal. La mayoría de los crustáceos suelen tener sexos separados, pero algunos, como los percebes, pueden ser hermafroditas. El hermafroditismo serial, en el que la gónada puede pasar de producir esperma a óvulos, también se encuentra en algunas especies de crustáceos. Los estadios larvales se observan en el desarrollo temprano de muchos crustáceos. La mayoría de los crustáceos son carnívoros, pero también son comunes los detritívoros y los alimentadores filtrantes.
Subphylum Chelicerata incluye animales como arañas, escorpiones, cangrejos herradura y arañas marinas. Este subfilo es predominantemente terrestre, aunque también existen algunas especies marinas. Se estima que 103,000 2 especies descritas están incluidas en el subfilo Chelicerata.
El cuerpo de los quelicerados puede dividirse en dos partes y una “cabeza” distinta no siempre es discernible. El filo deriva su nombre del primer par de apéndices: los quelicerae (Figura\(\PageIndex{9}\) a), que son partes bucales especializadas. Las quelicerae se utilizan principalmente para la alimentación, pero en las arañas, normalmente se modifican para inyectar veneno a sus presas (Figura\(\PageIndex{9}\) b). Al igual que en otros miembros de Arthropoda, los cheliceratos también utilizan un sistema circulatorio abierto, con un corazón en forma de tubo que bombea sangre al gran hemocoel que baña los órganos internos. Los queliceratos acuáticos utilizan la respiración branquial, mientras que las especies terrestres utilizan tráqueas o pulmones de libro para el intercambio gaseoso.
CONCEPT EN ACCIÓN
Da clic en esta lección sobre artrópodos para explorar mapas interactivos de hábitats y más.
Resumen de la Sección
Los gusanos planos son animales acoelomados y triploblásticos. Carecen de sistemas circulatorio y respiratorio, y tienen un sistema excretor rudimentario. El sistema digestivo está incompleto en la mayoría de las especies. Hay cuatro clases tradicionales de gusanos planos, los turbellaros en gran parte de vida libre, los monogénicos ectoparasitarios y los trematodos y cestodos endoparasitarios. Los trematodos tienen ciclos de vida complejos que involucran un hospedador molusco secundario y un huésped primario en el que tiene lugar la reproducción sexual. Los cestodos, o tenias, infectan los sistemas digestivos de los huéspedes vertebrados primarios.
Los nematodos son miembros pseudocelomados del clado Ecdysozoa. Tienen un sistema digestivo completo y una cavidad corporal pseudocelómica. Este filo incluye organismos de vida libre y parásitos. Incluyen especies dioicas y hermafroditas. Los nematodos tienen un sistema excretor poco desarrollado. El desarrollo embrionario es externo y avanza a través de etapas larvarias separadas por mudas.
Los artrópodos representan el filo más exitoso de los animales en la Tierra, tanto en cuanto al número de especies como al número de individuos. Se caracterizan por un cuerpo segmentado y apéndices articulados. En el plan corporal básico, un par de apéndices están presentes por segmento corporal. Dentro del filo, la clasificación se basa en partes bucales, número de apéndices y modificaciones de apéndices. Los artrópodos llevan un exoesqueleto quitinoso. Las branquias, las tráqueas y los pulmones de libro facilitan la respiración. El desarrollo embrionario puede incluir múltiples estadios larvales.
Notas al pie
- 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.
- 2 “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
- Artropodos
- un filo de Ecdisozoa con apéndices articulados y cuerpos segmentados
- cefalotórax
- una cabeza y tórax fusionados
- chelicerae
- un primer par de apéndices modificados en el subfilo Chelicerata
- quitina
- un polisacárido resistente que contiene nitrógeno que se encuentra en las cutículas de los artrópodos y las paredes celulares de los hongos
- sistema digestivo completo
- un sistema digestivo que se abre en un extremo, la boca, y sale por el otro extremo, el ano, y a través del cual los alimentos normalmente se mueven en una dirección
- dioica
- tener separados los sexos masculinos y femeninos
- hemocoel
- la cavidad interna del cuerpo vista en artrópodos
- Nematoda
- un filo de gusanos en Ecdysozoa comúnmente llamado lombrices intestinales que contiene formas de vida libre y parasitarias
- espiráculo
- aberturas respiratorias en insectos que permiten que el aire entre en las tráqueas
- tráquea
- en algunos artrópodos, como los insectos, un tubo respiratorio que conduce el aire de los espiráculos a los tejidos