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El reino animal III: los artrópodos

Características de
los artrópodos

Subdivisiones
del phylum artropodos

Razones del éxito
de los artrópodos

Esquema global de las relaciones evolutivas de los seres vivos.

Capítulo 33. El reino animal III: los artrópodos

Características de los artrópodos

La característica que define a los artrópodos son sus apéndices articulados. En los miembros del phylum § que tienen el número de apéndices reducido éstos están, en general, más especializados y son más eficientes. Particularmente entre los insectos y crustáceos, estos apéndices especializados incluyen, no sólo patas que usan para caminar, sino también un conjunto de instrumentos adaptados a las más diversas funciones: mandíbulas §, branquias §, lenguas, ovipositores, tubos chupadores, garras, antenas, remos y pinzas.

Todos los artrópodos están segmentados, una característica que sugiere fuertemente un antecesor común con los anélidos. Sin embargo, en el curso de la evolución de los artrópodos, se observa un cuerpo más corto y con menos segmentos; el número de segmentos ha quedado fijo y son muy especializados.

Probable filogenia de los artrópodos.

En muchos artrópodos, la tagmosis § ha progresado mucho más que en los anélidos poliquetos, pues los segmentos se han fusionado y forman distintas regiones corporales: una cabeza, un tórax § (en algunas ocasiones fusionado con la cabeza para formar un cefalotórax) y un abdomen §. Pero, el patrón básico de segmentación a menudo se ve claramente en las etapas inmaduras (como en el caso de la oruga) y puede ser descubierto en el adulto por el examen de los apéndices, la musculatura y el sistema nervioso.

En algún momento después que la aparición del linaje que condujo a los artrópodos divergió del que condujo a los anélidos, ocurrieron otras diversificaciones importantes. Estas ramificaciones dieron lugar a tres tipos principales de artrópodos: los quelicerados, los mandibulados acuáticos y los mandibulados terrestres. Las diferencias conspicuas que muestran los apéndices de estos tres tipos pueden ser distinguidas claramente, incluso por un ojo inexperto. Tanto en los mandibulados acuáticos (clase Crustácea) como en los mandibulados terrestres (clase Insecta y cuatro clases más pequeñas), los apéndices más anteriores consisten en uno o dos pares de antenas § seguidas por un par de mandíbulas § y uno o dos pares de maxilas. Las diferencias en el desarrollo y la estructura de las mandíbulas sugiere que evolucionaron independientemente en los dos grupos mencionados, y que no son reflejo de un antecesor mandibulado común. Los quelicerados, que incluyen la clase Merostomata (límulos), la clase Pycnogonida (arañas de mar) y la clase Arachnida (arañas, ácaros, escorpiones y sus parientes), no tienen ni antenas ni mandíbulas. Su primer par de apéndices son quelíceros §, que toman la forma de pinzas o colmillos.

A pesar del enorme número de artrópodos y de su rica diversidad, hay un número de características que comparten todos los miembros de este phylum.

La característica más notable de todos los artrópodos es su exoesqueleto § articulado. Este exoesqueleto -o cutícula §- es secretado por la epidermis § subyacente y está adherido a ella. Está constituido por una capa externa, frecuentemente cérea, compuesta de lípidos § y lipoproteínas; una capa media endurecida y una capa interna flexible, compuestas ambas principalmente por quitina y otras proteínas. El exoesqueleto sino que se extiende interiormente, formando la primera porción de ambos extremos del tubo digestivo. En los insectos también forma las tráqueas §. La cutícula permite la protección contra los depredadores y es, en general, impermeable. Interviene en la trituración de alimentos en el intestino anterior y forma además las lentes del ojo de los artrópodos.

Los músculos están insertos en diferentes porciones del exoesqueleto, del mismo modo que se insertan en los diversos huesos del endoesqueleto de los vertebrados. Cuando los músculos se contraen, el exoesqueleto se mueve al nivel de sus articulaciones.

El exoesqueleto, sin embargo, tiene ciertas desventajas. No crece y, por tal motivo, debe ser descartado y vuelto a formar varias veces a medida que el animal crece y se desarrolla. El proceso que lleva a la formación de una nueva cutícula para despojarse de la vieja se conoce como muda §.La muda culmina en la ecdisis, cuando el animal, al tragar agua o aire se hincha y rasga el exoesqueleto viejo debilitado. Luego de liberarse de la cutícula vieja, se hincha; así estira la nueva cutícula y aumenta de tamaño corporal. El animal recién emergido es particularmente vulnerable a los depredadores. La muda es un proceso costoso, en función del gasto metabólico que implica.

Los artrópodos se caracterizan por tener un sistema circulatorio abierto y un sistema nervioso que consiste en una serie de ganglios §, un par por segmento, interconectados por un cordón nervioso ventral doble. Las tráqueas (tubos respiratorios tapizados por cutícula), las branquias laminares, los pulmones laminares y los túbulos de Malpighi (conductos excretores que llevan al intestino posterior) se encuentran casi exclusivamente en los artrópodos.

El sistema respiratorio traqueal, ejemplificado en un saltamontes.

La respiración se realiza por medio de un sistema de tubos internos (llamados tráqueas), que se encuentra casi exclusivamente entre los artrópodos terrestres. Las tráqueas habitualmente están ramificadas, como las que se encuentran aquí, y se abren al exterior por espiráculos que pueden cerrarse y así contribuir a conservar el agua. Los tubos están formados por cutícula y anillos espirales de cutícula engrosada, que los mantienen abiertos. Dado que entrega oxígeno directamente a las células, el sistema de tráqueas es uno de los sistemas respiratorios más eficientes del reino animal. Sin embargo, a medida que el animal aumenta de tamaño su eficiencia disminuye

Los túbulos de Malpighi.

Los túbulos de Malpighi representan otra característica casi exclusiva de los artrópodos aunque, al igual que las tráqueas, no se encuentra en todas las clases. Estos túbulos colectan agua y desechos nitrogenados del hemocele y los vacían en el intestino. Los desechos (en forma de ácido úrico § o guanina) son excretados junto con las heces a través del ano.

El sistema nervioso de los artrópodos, ejemplificado en una abeja.

El cerebro consiste en tres pares fusionados de ganglios dorsales situados en la cabeza; el extremo anterior está constituido por una doble cadena de ganglios ventrales. Los ganglios están interconectados por dos haces de fibras nerviosas que corren a lo largo de la superficie ventral. A raíz de la naturaleza segmentaria del sistema nervioso del artrópodo, muchas funciones son controladas a nivel local y varias especies pueden desempeñar sus actividades normales después de haberse eliminado el cerebro.

 

Autoevaluación del capítulo 33

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