11.6: Evolución de Invertebrados
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¿Cuántos tipos diferentes de escarabajos hay?
Hay alrededor de 350 mil especies de escarabajos repartidas por todo el mundo. Pero centrémonos en éste. Mira el detalle de este escarabajo rinoceronte. Los cuernos se utilizan para combatir a otros machos durante la época de apareamiento, y para excavar. El cuerpo de un escarabajo rinoceronte adulto está cubierto por un exoesqueleto grueso. Un par de alas gruesas yacían encima de otro conjunto de alas debajo, permitiendo que el escarabajo rinoceronte vuele. Compare esas adaptaciones evolutivas con una simple esponja, y la significación evolutiva de los invertebrados se vuelve obvia.
Evolución de Invertebrados
Los invertebrados desarrollaron varios rasgos importantes antes de que aparecieran los vertebrados. Estos rasgos se encuentran ahora en casi todos los animales.
Multicelularidad
El primer rasgo animal en evolucionar fue la multicelularidad. Esto fue altamente adaptativo. Varias celdas podrían hacer diferentes trabajos. Podrían evolucionar adaptaciones especiales que les permitieran hacer muy bien su trabajo. Sin embargo, los primeros invertebrados aún carecían de tejidos. Las esponjas representan el primer organismo en la etapa multicelular de evolución de invertebrados.
Tejidos
Los cnidarios vivos, como las medusas, representan la siguiente etapa de la evolución de los invertebrados. Esta fue la evolución de los tejidos. Fue el primer paso en la evolución de órganos y sistemas de órganos. Al principio, los invertebrados desarrollaron tejidos a partir de solo dos capas celulares embrionarias. Había una capa celular externa llamada ectodermo y una capa celular interna llamada endodermo. Las dos capas celulares permitieron que se formaran diferentes tipos de tejidos.
Simetría radial
Otro rasgo que evolucionó desde el principio fue la simetría. Para entender la simetría, se necesita ver un animal que carezca de simetría. Una esponja, como la de la Figura siguiente, carece de simetría. Esto significa que no se puede dividir en dos mitades idénticas. Un organismo simétrico, en contraste, se puede dividir en dos mitades idénticas. Tanto el pólipo coralino como el escarabajo en la Figura inferior tienen simetría.
Simetría en Invertebrados. Las esponjas carecen de simetría. La simetría radial evolucionó primero. A esto le siguió la simetría bilateral. ¿En qué se diferencian los dos tipos de simetría? El pólipo coralino en la Figura anterior tiene simetría radial. Este fue el primer tipo de simetría en evolucionar. El coral tiene una parte superior e inferior distintas pero no extremos distintos. Se puede dividir en mitades idénticas como un pastel, pero no en mitades derecha e izquierda. Los animales con simetría radial no tienen sentido de direcciones como hacia adelante y hacia atrás o hacia la izquierda y la derecha. Esto hace imposible el movimiento controlado en estas direcciones.
Cefalización
Los gusanos planos representan la siguiente etapa de la evolución de los invertebrados. Evolucionaron la cefalización. Esta es la concentración de tejido nervioso en un extremo del cuerpo, formando una región de la cabeza. Esto es altamente adaptativo. Permite el control central de todo el organismo. La cefalización fue el primer paso en la evolución de un cerebro.
Simetría Bilateral
El resultado de la cefalización fue la simetría bilateral. Esto lo demuestra el escarabajo en la Figura anterior. Con tejido nervioso concentrado en la cabeza pero no en el extremo de la cola, los dos extremos del cuerpo son distintos entre sí. El animal se puede dividir por el medio para formar mitades idénticas derecha e izquierda. Permite que el animal diga adelante desde atrás e izquierda desde derecha. Esto es necesario para movimientos controlados en estas direcciones.
Mesodermo
Los antepasados de los gusanos planos también evolucionaron el mesodermo. Esta es una tercera capa de células entre el ectodermo y el endodermo (ver Figura a continuación). La evolución de esta nueva capa celular permitió a los animales desarrollar nuevos tipos de tejidos, como el músculo.
Tres Capas Celulares en un Gusano Plano. Un gusano plano tiene tres capas celulares. Sistema Digestivo Completo
Los invertebrados tempranos tenían un sistema digestivo incompleto. Sólo había una abertura para la boca y el ano. Los antepasados de las lombrices intestinales modernas fueron los primeros animales en evolucionar un sistema digestivo completo. Con la boca y el ano separados, los alimentos podrían moverse a través del cuerpo en una sola dirección. Esto hizo que la digestión fuera más eficiente. Un animal podría seguir comiendo mientras digiere los alimentos y se deshace de los desechos. Diferentes partes del tracto digestivo también podrían especializarse para diferentes funciones digestivas. Esto condujo a la evolución de los órganos digestivos.
Pseudoceloma y Celoma
Los antepasados de lombrices intestinales también desarrollaron un pseudoceloma. Se trata de una cavidad corporal parcial que se llena de líquido. Permite espacio para que se desarrollen órganos internos. El fluido también amortigua los órganos internos. La presión del fluido dentro de la cavidad proporciona rigidez. Da al cuerpo soporte interno, formando un esqueleto hidrostático. Explica por qué los gusanos redondos son redondos y los gusanos planos son planos. Posteriormente, evolucionó un verdadero celoma. Se trata de una cavidad corporal llena de fluido, completamente encerrada por mesodermo. Se encuentra entre la cavidad digestiva y la pared corporal (ver Figura abajo). Los invertebrados con un verdadero celoma incluyen moluscos y anélidos.
Sección transversal de un Invertebrado con un Celoma. El celoma se forma dentro del mesodermo. Cuerpo segmentado
La segmentación evolucionó a continuación. Esta es una división del cuerpo en múltiples segmentos. Tanto la lombriz como la hormiga que se muestran en la Figura a continuación tienen cuerpos segmentados. Este rasgo aumenta la flexibilidad. Permite un rango de movimiento más amplio. Todos los anélidos y artrópodos están segmentados. Los artrópodos también desarrollaron apéndices articulados. Por ejemplo, evolucionaron piernas articuladas para caminar y “palpadores” (antenas) para detectar.
Invertebrados segmentados. Lombriz (Anélido) y Hormiga Negra (Artrópodo). Una lombriz de tierra consta de muchos segmentos pequeños. Una hormiga tiene tres segmentos más grandes. Observe las hormigas articuladas patas y “palpadores”. Notocordio
Algunos invertebrados desarrollaron un notocordio. Esta es la varilla de soporte rígida en un cordado. Los primeros cordados probablemente fueron similares a los cordados invertebrados modernos. El chorro de mar en la Figura a continuación es un ejemplo. Posteriormente, algunos cordados invertebrados evolucionaron hasta convertirse en vertebrados.
Notocordio. Un chorro de mar es un invertebrado con un notocordio. Resumen
- Muchos rasgos importantes evolucionaron en invertebrados. Incluyen: multicelularidad, tejidos y órganos, simetría radial y bilateral, cefalización, mesodermo, sistema digestivo completo, celoma, cuerpo segmentado y notocorda.
Revisar
- Distinguir entre asimetría, simetría radial y simetría bilateral.
- Definir la cefalización. ¿Cuál es su relación con la simetría bilateral?
- ¿Qué es el mesodermo? Nombra un invertebrado con mesodermo.
- Definir celoma. ¿Qué invertebrados tienen un verdadero celoma?
- ¿Qué es la segmentación? ¿Por qué es ventajoso?
- Comparar y contrastar sistemas digestivos incompletos y completos. ¿Por qué un sistema digestivo completo es más eficiente?
| Imagen | Referencia | Atribuciones |
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[Figura 1] | Licencia: CC BY-NC |
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[Figura 2] | Crédito: Laura Guerin, usando esponja imagen por Pixabay:Josch13 Fuente: Fundación CK-12 (esponja: pixabay.com/es/esponja-natural-esponge-mar-esponge-232368/) Licencia: CC BY-NC 3.0; Esponja: Dominio público |
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[Figura 3] | Crédito: Christopher Auyeung Fuente: Fundación CK-12 Licencia: CC BY-NC 3.0 |
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[Figura 4] | Crédito: Christopher Auyeung Fuente: Fundación CK-12 Licencia: CC BY-NC 3.0 |
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[Figura 5] | Crédito: Lombriz: Flickr:Dodo-Bird; Hormiga negra: Pisón Jaujip Fuente: Lombriz de tierra: http://www.flickr.com/photos/dodo-bird/477499086/; Hormiga negra: http://www.flickr.com/photos/pisonjaujip/6895645163/ Licencia: CC BY 2.0 |
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[Figura 6] | Crédito: Silke Baron Fuente: http://www.flickr.com/photos/silkebaron/462557699/ Licencia: CC BY 2.0 |