Sección 5. La diversidad de la vida

AUTOEVALUACIÓN - Capítulo 31. El reino animal I: presentando a los invertebrados

Cuestionario:

1. Distinga los siguientes términos: cnidocito/nematocisto; pólipo/medusa; diblástico/triblástico; endodermo/mesodermo/ectodermo; simetría radial/simetría bilateral; acelomado/seudocelomado/celomado.
2. Establezca en qué phylum o phyla encontraría a cada una de las siguientes estructuras y cuál es su función: coanocito; cavidad gastrovascular; cnidocito; estatocisto y células flamígeras.
3. Describa las similitudes y diferencias entre las tres clases del phylum Cnidaria.
4. ¿En qué se asemejan los ocelos de las aguavivas y de las planarias? ¿En qué difieren?
5. ¿Qué ventajas ofrece la simetría radial a los organismos sésiles? ¿Qué ventajas ofrece la simetría bilateral a los organismos móviles?
6. Un seudoceloma (o como veremos en el próximo capítulo, un celoma) suministra soporte hidrostático a un animal. ¿Por qué es menos probable que la cavidad gastrovascular desempeñe esta misma función?
7. ¿De qué manera los gusanos planos parásitos del phylum Platyhelminthes difieren de los gusanos planos de vida libre? ¿Qué características generales son típicas de la adaptación a una forma parásita de vida?
8. Virtualmente todos los animales de los phyla Gnathostomulida, Loricifera, Kinorhyncha y Gastrotricha y muchos animales del phylum Rotifera (así como animales que aun no conocemos) viven en los espacios intersticiales de la arena y granos de sedimento a lo largo de las líneas costeras. ¿Qué especializaciones permiten a un número tan grande de animales diferentes ocupar el mismo microambiente?
9. ¿Cuál sería la ventaja de la reproducción partenogenética?
10. ¿Cuáles serían las ventajas y desventajas de la fecundación interna comparada con la fecundación externa?

Respuestas:

1.Distinga los siguientes términos: cnidocito/nematocisto; pólipo/medusa; diblástico/triblástico; endodermo/mesodermo/ectodermo; simetría radial/simetría bilateral; acelomado/seudocelomado/celomado.

Los cnidarios capturan su presa por medio de tentáculos que forman un círculo alrededor de la boca. Los tentáculos tienen cnidocitos, células especiales que contienen cápsulas con un filamento, llamadas nematocistos. Los nematocistos se descargan en respuesta a un estímulo químico o táctil. Los filamentos tubulares de los nematocistos pueden ser venenosos, pegajosos o estar provistos de púas que paralizan, enlazan o detienen a las presas.

El ciclo de vida de los cnidarios se caracteriza por una forma larval ciliada y de vida libre. Después de esta etapa larval, algunos cnidarios alternan la forma pólipo y medusa en su ciclo de vida. La larva se establece en el fondo, y desarrolla una boca y tentáculos, transformándose así en el estado pólipo, que es de forma cilíndrica y generalmente fija. El cuerpo del pólipo crece y, a medida que lo hace, comienza a formar medusas que son formas móviles, con forma de sombrilla, que flotan y se propulsan en el agua.

Los cnidarios están formados por dos capas de tejidos: la epidermis y la gastrodermis. Entre estas dos capas de tejido se encuentra una substancia gelatinosa, la mesoglea, constituida por un material semejante al colágeno. La epidermis y la gastrodermis se originan de dos tejidos embrionarios, el ectodermo y el endodermo. Dado que tienen dos capas de tejido embrionario, se dice que los cnidarios son diblásticos. Los animales bilaterales, en cambio, son todos triblásticos, es decir, tienen tres capas de tejido embrionario. Entre el ectodermo y el endodermo, se ubica una tercera capa de células, el mesodermo. Estas tres capas pueden detectarse muy tempranamente en el desarrollo de los animales bilaterales y dan origen a los distintos tejidos especializados del animal adulto. Por ello, se conocen como "capas germinales".

El endodermo es la capa más interna del tejido embrionario en los animales diblásticos y triblásticos; de esta capa germinal se forman los órganos digestivos. El ectodermo es la capa más externa del tejido embrionario en los animales diblásticos y triblásticos; de esta capa derivan los tejidos de revestimiento y nervioso. Entre el ectodermo y el endodermo, se ubica una tercera capa de células, el mesodermo; los músculos y otras partes del cuerpo derivan de esta capa.

En los animales de simetría radial, las partes del cuerpo se disponen alrededor de un eje, como los rayos en torno al centro de una rueda. Cualquier plano que pase por el eje, divide el cuerpo en dos partes iguales. En los animales con simetría bilateral, el cuerpo se organiza a lo largo de un eje longitudinal: la mitad derecha es una imagen especular aproximada de la mitad izquierda. La simetría bilateral hace más fácil la locomoción que la simetría radial, que es característica de animales con movimientos lentos o sedentarios.

Los animales triblásticos pueden agruparse en tres categorías. En la disposición más simple, los tejidos derivados de las tres capas germinales están estrechamente adosados y no existe una cavidad del cuerpo distinta de la cavidad digestiva. Los animales de este tipo se conocen como acelomados. Una disposición más compleja se encuentra en los seudocelomados que presentan una cavidad adicional que se desarrolla entre el endodermo y el mesodermo. Esta cavidad se conoce como seudoceloma por su ubicación y porque carece del tapiz epitelial característico de un celoma. Los celomados, entre los que se encuentran los moluscos, anélidos y todos los animales más complejos, tienen un celoma verdadero, que es una cavidad llena de líquido que se desarrolla dentro del mesodermo y que tiene tapiz epitelial.

2.Establezca en qué phylum o phyla encontraría a cada una de las siguientes estructuras y cuál es su función: coanocito; cavidad gastrovascular; cnidocito; estatocisto y células flamígeras.

Los coanocitos, o células con collar; son células flageladas que tapizan la cavidad interior de la esponja, perteneciente al phylum Porifera. Dentro de la esponja, el agua se desplaza por el efecto de las corrientes locales y por el batir de los coanocitos. El collar de cada coanocito está constituido por aproximadamente 20 filamentos retráctiles y rodea al único flagelo, cuyos latigazos envían una corriente de agua a través de los filamentos. Las partículas diminutas son filtradas, se adhieren a uno o más filamentos y luego son conducidas al interior de la célula para su digestión. Una esponja de 10 centímetros de altura filtra más de 20 litros de agua por día.

Los phyla Cnidaria (medusas, anémonas de mar y corales) y Ctenophora (nueces de mar) se caracterizan por tener una cavidad gastrovascular que posee una sola abertura, la boca. Dentro de esta cavidad se liberan enzimas que digieren parcialmente el alimento de modo extracelular. Las partículas alimenticias son captadas luego por las células que tapizan la cavidad. Estas células completan el proceso digestivo y ceden los productos a otras células del organismo. La circulación del agua a través de la cavidad gastrovascular proporciona oxígeno a las células que la tapizan y retira el dióxido de carbono, otros productos de excreción y restos de partículas de alimento no digerido al exterior, a través de la única abertura.

Los cnidocitos son distintivos del phylum Cnidaria. Los cnidarios son carnívoros; capturan su presa por medio de tentáculos que forman un círculo alrededor de la boca.

Los nematocistos sólo aparecen en este phylum, pero existen algunas excepciones interesantes. Ciertos invertebrados, incluyendo a los nudibranquios (un grupo de moluscos) y los gusanos planos, pueden ingerir cnidarios sin activar a los nematocistos. Luego, los transportan a la superficie dorsal y así, los reutilizan para su defensa.

Los estatocistos son característicos del phylum Cnidaria y algunos otros phyla. Son órganos especializados que suministran información mediante la cual un animal puede orientarse con respecto de la gravedad.

En el phylum platyhelminthes, el sistema excretor está constituido por protonefridios, una red de finos túbulos que corren a lo largo del cuerpo del animal. Las ramas laterales de los túbulos contienen células flamígeras; cada una tiene una cavidad pequeña donde bate un penacho de cilios que hace circular el agua a lo largo de los túbulos hasta los poros de salida situados entre las células epiteliales. El sistema de células flamígeras parece regular principalmente el balance de agua; la mayoría de los productos metabólicos de desecho probablemente abandonan el cuerpo aplanado por difusión.

3.Describa las similitudes y diferencias entre las tres clases del phylum Cnidaria.

Las tres clases del phylum Cnidaria son similares en el plan básico corporal. Consisten en dos capas de tejido, gastrodermis y epidermis (derivadas del endodermo y ectodermo) y tienen, en general, la forma de una copa. Entre las dos capas se encuentra la mesoglea. La cavidad gastrovascular tiene una sola abertura, la boca. Los tentáculos contienen cnidocitos y se encuentran alrededor de la boca. Sus actividades son coordinadas por un sistema nervioso primitivo. Aquellos que tienen etapa larval presentan una larva plánula.

Las diferencias son: en Hydrozoa, la forma de pólipo es dominante; en Schiphozoa, la forma medusa es dominante; y en Anthozoa solo hay forma pólipo. Además, entre otra diferencias, Schiphozoa posee receptores sensoriales especializados, los estatocistos y ocelos.

4.¿En qué se asemejan los ocelos de las aguavivas y de las planarias? ¿En qué difieren?

Los ocelos de las aguavivas y de las planarias se parecen en que son estructuras epidérmicas que contienen células fotorreceptoras y células pigmentadas. Se diferencian en que los ocelos de las aguavivas son una área aplanada de epidermis en la cual las células fotorreceptoras y pigmentarias están concentradas. Se ubican típicamente en la base de los tentáculos. En cambio, las planarias presentan ocelos que, habitualmente, son copas pigmentarias invertidas. No tienen lentes y no pueden formar una imagen. Sin embargo, permiten distinguir la luz de la oscuridad e identificar la dirección de donde viene la luz. El estímulo luminoso es recibido por las terminaciones de las células fotorreceptoras adyacentes a la copa pigmentada.

5.¿Qué ventajas ofrece la simetría radial a los organismos sésiles? ¿Qué ventajas ofrece la simetría bilateral a los organismos móviles?

La simetría radial permite a los organismos sésiles testear continuamente todas las partes del ambiente inmediato y responder efectivamente a las señales de presencia de alimento o de predadores. La simetría bilateral brinda a los organismos móviles una forma hidro o aerodinámica que les permite moverse a través del agua o el aire con una mínima fricción, lo que significa un bajo gasto de energía y una mayor velocidad. Más aun, la cefalización que usualmente acompaña la simetría bilateral, provee no sólo una mayor seguridad sino también una gran eficiencia en la alimentación y en la defensa. La concentración de los receptores sensoriales y de las células nerviosas en el mismo extremo del organismo en el que también se encuentran la boca y otras estructuras usadas en la captura de la presa permite a los organismos testear el ambiente antes de introducirse en él y responder rápidamene a los predadores u otros peligros.

6.Un seudoceloma (o como veremos en el próximo capítulo, un celoma) suministra soporte hidrostático a un animal. ¿Por qué es menos probable que la cavidad gastrovascular desempeñe esta misma función?

El seudoceloma es una cavidad cerrada, llena de fluido, que se desarrolla entre el endodermo y el mesodermo. Como es cerrada, la presión del fluido que contiene puede ser mantenida, lo cual provee un soporte hidrostático al animal. Una cavidad gastrovascular, sin embargo, está abierta al ambiente, y no es posible mantener un fluido dentro que pueda proveer soporte.

7.¿De qué manera los gusanos planos parásitos del phylum Platyhelminthes difieren de los gusanos planos de vida libre? ¿Qué características generales son típicas de la adaptación a una forma parásita de vida?

Los gusanos parásitos difieren de los de vida libre en que los primeros tienen una epidermis dura que es resistente a los jugos digestivos y, a menudo, ganchos y ventosas con los cuales se fijan a sus hospedadores; producen una gran cantidad de huevos y, en el caso de las tenias carecen de cavidad digestiva. Se piensa que todos los parásitos evolucionaron de formas de vida libre. La vida parásita generalmente está caracterizada por la pérdida de estructuras o funciones que supuestamente no son necesarias, el desarrollo de estructuras que ayudan a la vida parásita (como los ganchos), una alta tasa de reproducción y, a menudo, un ciclo de vida que involucra a dos o más hospedadores.

8.Virtualmente todos los animales de los phyla Gnathostomulida, Loricifera, Kinorhyncha y Gastrotricha y muchos animales del phylum Rotifera (así como animales que aun no conocemos) viven en los espacios intersticiales de la arena y granos de sedimento a lo largo de las líneas costeras. ¿Qué especializaciones permiten a un número tan grande de animales diferentes ocupar el mismo microambiente?

Una variedad de especializaciones están involucradas en la capacidad que tienen muchos tipos diferentes de animales para vivir en el mismo microambiente a lo largo de las líneas costeras. Entre las más importantes están las pequeñas diferencias de tamaño que les permiten a los animales ocupar diferentes tamaños de espacios; una variedad especializada de órganos bucales que permite a diferentes especies usar diferentes fuentes de alimento; las diferencias en el modo de locomoción y, tal vez, diferencias en la eficiencia con las cuales pueden tomar oxígeno permiten a algunas especies ocupar regiones pobres en oxígeno que podrían ser inhabitables para otros organismos.

9.¿Cuál sería la ventaja de la reproducción partenogenética?

La reproducción partenogenética elimina la necesidad de fertilización y permite la producción de una gran cantidad de descendencia, genéticamente idéntica al organismo parental. Aunque no introduce variación genética, la energía requerida para encontrar pareja y para la reproducción sexual se conserva y puede ser utilizada para producir más descendencia. Esta reproducción es ventajosa para pequeños organismos que ocupan grandes áreas, en el cual el contacto con otros miembros de la misma especie es difícil. En muchos organismos partenogenéticos también ocurre reproducción sexual en determinados momentos, lo que mantiene la variación genética en la población.

10.¿Cuáles serían las ventajas y desventajas de la fecundación interna comparada con la fecundación externa?

En la fecundación interna, comparada con la externa, la potencial pérdida de gametos está enormemente reducida. Necesitan ser producidos muy pocos gametos –con un considerable ahorro de energía y materiales para los organismos progenitores– y la probabilidad del éxito en la fecundación aumenta. Más aun, si el cigoto inicia las etapas iniciales del desarrollo dentro del cuerpo del individuo parental (la hembra o una organismo hermafrodita) la probabilidad de supervivencia se incrementa. Al contrario, cuando la fecundación es externa, los gametos pueden ser tan ampliamente dispersados que pueden fallar en el encuentro del gameto del sexo opuesto. También pueden ser consumidos como alimento por otro animales antes de que la fecundación ocurra.

Hay, sin embargo, tres desventajas principales en la fecundación interna comparada con la externa. En primer lugar, el individuo del sexo opuesto (o dos hermafroditas) deben encontrarse uno al otro. En segundo lugar, los animales que copulan están a menudo en una posición vulnerable durante el apareamiento, imposibilitados de escapar o de defenderse de predadores. En tercer lugar, si un padre que porta un huevo fertilizado cae víctima de un predador, la descendencia también se pierde. En cambio, si la fecundación es externa, la muerte del padre después de que los gametos han sido liberados no tiene efectos sobre la potencial descendencia.

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