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ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 1 Unidad XIV - Cordados: Peces y Anfibios ¿Qué grupos de Cordados abordaremos en esta Unidad? En esta Unidad y en la siguiente analizaremos, dentro de los Cordados, a los Vertebrados Gnatostomados (= “boca con mandíbula”) analizaremos fundamentalmente a aquellos que presentan mayor cantidad de especies. A continuación, veremos los grupos que están marcados con las flechas: Primero nos enfocaremos en las características de los vertebrados sin amnios, entre los que se encuentran los peces y anfibios. Si no escucharon el Audio “Aclaraciones respecto a los peces”, les recomiendo que lo hagan ahora, antes de avanzar. Retomando lo dicho en el audio, dentro de los peces veremos, principalmente, las particularidades de Condrictios y Actinopterigios. En la siguiente cladograma, Hickman et al. (2009) nos muestran las probables relaciones de los principales taxa de Vertebrados, incluyendo algunas sinapomorfías: ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 2 Empezaremos por los Gnatostomados (gnato= mandíbula; stoma= boca) Entre las características diagnósticas de los Gnatostomados destacaremos: • Presencia de mandíbulas. • Dientes recubiertos por dentina. • Musculatura en el ojo para acomodar el cristalino. • Las branquias con rastrillos branquiales (branquispinas) que retienen el paso del alimento a las mismas. • La musculatura hipobranquial (por debajo de las branquias) permite la inhalación y la alimentación por succión. • La primera hendidura branquial forma el espiráculo, entre los arcos mandibular e hioideo. • Vértebras con centros (alrededor de la notocorda) y costillas. • Con cinturas pares (pectoral y pélvica). • Con aletas pélvicas pares. • Gónadas masculinas están unidas por conductos al ducto excretor. • Gónadas femeninas con oviductos independientes de los ductos excretores. Ahora sí… caractericemos a los Condrictios (condro= cartílago; ictios= pez) • Existe alrededor de 970 especies de condrictios en la actualidad. • Poseen un esqueleto cartilaginoso • Cuerpo fusiforme (tiburones) o aplanado dorsoventralmente (rayas). ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 3 • Piel con escamas placoideas o piel desnuda. • Aletas de base ancha con radios blandos no segmentados, de origen epidérmico. • Aleta caudal heterocerca (lóbulo superior e inferior diferentes) o dificerca (quimeras). • Aletas pectorales y pelvianas pares. Aletas pelvianas del macho modificadas como órgano de la cópula (= mixopterigio, pterigópodo o clásper). • Órganos sensoriales bien desarrollados. • 10 pares de nervios craneales y 3 canales semicirculares. • Potentes mandíbulas. • Musculatura natatoria. • Hábitos depredadores. • La boca en posición ventral; dientes sobre las mandíbulas y son reemplazados continuamente (polifiodontes) en tiburones. • Estómago en forma de J y con válvula espiral y glándula rectal en el intestino. • Hígado rico en aceite escualeno ➔ reduce la densidad ➔ favorece la flotabilidad. Ilustración tomada de Hickman et al, 10° edición, 2000 • La mayoría son marinos, algunos dulceacuícolas. • Dioicos, de fecundación interna, desarrollo directo; algunos son ovíparos, ovovivíparos o vivíparos. • Embriones encapsulados en membrana coriácea (cápsulas ovígeras). • Adelfofagia (similar a lo descripto para moluscos) en algunas especies. Cápsulas ovígeras. Fotos tomadas de: tiburonesengalicia.blogspot.com y twitter.com/veteromed Ilustraciones tomadas de Hickman et al., 2009 ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 4 Foto tomada de nextews.com/images Clasificación taxonómica de Condrictios • Dominio: Eukarya • Reino: Animal – Phylum: Chordata • Subphylum: Craniata – Superclase: Gnatostomata *Clase: Chondrichthyes - Subclase: Holocephali (Quimeras) - Subclase: Elasmobranchii (tiburones y rayas) Holocéfalo: Quimeras • Conocidos como pez rata, pez conejo, pez fantasma o pez espectro. • Actualmente sólo 33 especies. • Aleta caudal dificerca. • Dientes transformados en placas trituradoras. • Cuatro pares de branquias cubierta por opérculo carnoso. • Sin escamas (= piel desnuda). • Notocordio persistente. • Sin espiráculo. • Ojos muy grandes. Elasmobranquios: Tiburón y Raya • Poseen 5 a 7 pares de branquias independientes y expuestas ➔ externamente pueden observarse las hendiduras branquiales. • Tienen escamas de tipo placoideas transformadas en dientes en los tiburones, rayas y torpedos. • Los dientes no están fusionados a la quijada y se reemplazan en serie Ilustración tomada de Hickman et al., 2009 Ilustraciones tomadas de Hickman et al., 2009 ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 5 • Sistema circulatorio: cerrado (todo el circuito ocurre dentro de vasos sanguíneos y el corazón), simple (solo pasa una vez por el corazón en su recorrido por el cuerpo) y completo (en ninguna parte del circuito se encuentran la sangre oxigenada con la carbo- oxigenada). • Poseen varios arcos aórticos. El corazón con: seno venoso, atrio (=aurícula), ventrículo y cono arterioso. • Excreción: El riñón es de tipo opistonéfrico, con altas concentraciones de urea y óxido de trimetilamina en la sangre. • Sentidos del olfato, recepción de vibraciones, visión y electro-recepción desarrollados Órganos de los sentidos especiales Línea lateral: se encuentra en la piel desde la cabeza y por los lados del cuerpo, hasta la cola. Consiste en una serie de canales, unidos a receptores sensoriales denominados neuromastos, son mecanorre- ceptores que permiten detectar las vibraciones y movimientos del agua alrededor del animal. Ampollas de Lorenzini: situados en la región cefálica de los tiburones, son electrorreceptores, capaces de detectar campos bioeléctricos. Los utilizan para percibir a sus presas, aún cuando éstas estén enterradas. Ilustración tomada de Hickman et al., 2009 Ilustraciones adaptadas de Hickman et al., 2009 ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 6 Ilustración tomada de Hickman et al., 2009 Osteictios (Osteo= hueso; ictios= pez) Incluye a Actinopterigios y Sarcopterigios CARACTERÍSTICAS DE ACTINOPTERIGIOS • Son el grupo más diverso, dentro de los peces. • Presentan aletas con rayos. • Sus dientes son homodontes (= todos con la misma forma). • El esqueleto está constituido por piezas óseas. • Las aletas tienen radios • Respecto a las escamas pueden ser ganoideas (ancestral), cicloideas, ctenoideas o sin escamas (=piel desnuda). Algunos presentan placas dérmicas. • Presentan opérculo constituido por huesos dérmicos que cubren externamente las branquias. • Aleta caudal homocerca, en la que ambos lóbulos son similares (peces modernos). • Boca de posición terminal o subterminal. Dientes fusionados a huesos dermales de revestimiento. • Ausencia de espiráculo. • Con vejiga natatoria o pulmón: facilitan la flotabilidad y producen sonidos. • Corazón con dos cámaras. • Generalmente son dioicos y de fecundación externa. Adaptado de: https://mariadoloresgago.blogia.com/2017/051701-diseccion-de-un-pez-oseo-caballa.php Ilustraciones tomadas de Hickman et al., 2009 ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 7 Aparato de Weber Consiste en una serie de huesillos, derivados de las 4 a 5 vértebras anteriores, que conectan la vejiga natatoria al oído interno de algunos peces. La vejiga amplifica las vibraciones y lastransmite al oído. Está presente en los Siluriformes (ej.: bagres) y Characiformes (ej.: mojarras). Morfología externa de una mojarra, como ejemplo de Actinopterigio Esqueleto de Actinopterigio Tomado de http://osteologi.blogspot.com/2014/ Ilustraciones tomadas de Hickman et al., 2009 ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 8 Sistema digestivo, reproductor y excretor de una hembra Actinopterigio Adaptado de: https://www.bioscripts.net/zoowiki/temas/36C.html Siendo organismos que viven en el agua… ¿Cómo es la osmorregulación de los Osteictios, en general? Recordemos que cuando hablamos de osmorregulación hacemos referencia a la regulación del medio interno del organismo, para que se mantenga en óptimas condiciones metabólicas. • Osteictios marinos: son hipoosmóticos respecto al medio que los rodea ➔ menor concentración de solutos internamente ➔ deben evitar la pérdida de agua corporal. Estrategias: -beben agua de mar para compensar la difusión; -excretan iones por las branquias. • Osteictios dulceacuícolas: son hipertónicos respecto al agua dulce que los reodea ➔ mayor concentración de solutos internamente. Estrategias: – no beben agua (ósmosis por branquias); – transporte activo de iones por branquias. Organización de las branquias Tomado de: allyouneedisbiology Sistema circulatorio En los osteíctios en general la circulación CERRADA, SIMPLE, COMPLETA. - Cerrada porque en todo momento la sangre circula por vasos hasta y desde el corazón (nunca cae a una cavidad). - Simple: porque la sangre durante un recorrido completo, solo pasa una vez por el corazón, de allí va hacia las branquias, se oxigena y sigue hacia todo el cuerpo. ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 9 - Completa: pues no existe ninguna posibilidad durante el recorrido de la sangre, que se mezclen la sangre oxigenada con la carbo-oxigenada. Tomado de: https://ccnn2010.blogspot.com/2017/03/aparato-circulatorio-en-los-peces.html Reproducción de Actinopterigios • Dioicos: sólo en algunos se puede observar el dimorfismo sexual. – Presentar diferentes estrategias: ovíparos, ovovivíparos o vivíparos. En los Actinopterigios se pueden observar cualquiera de las siguientes estrategias reproductivas: – Fecundación externa con desarrollo externo. – Fecundación y desarrollo internos. – Fecundación interna con desarrollo externo • Monoicos: hermafroditismo de distintos tipos. Los Sarcopterigii (sarco= blando; ptero= aleta) Los Sarcopterigios constituyen actualmente una pequeña rama dentro de los Osteictios, vamos a destacar las características principales: • Presencia de aletas pectorales y pélvicas lobuladas, con una hilera de elementos basales tipo arquipterigio. • Cintura pectoral y patrón característico de la línea lateral. • Escamas basales sobre las aletas. • Dos aletas dorsales, aleta caudal heterocerca. • Escamas cosmoideas. • Actualmente sólo tres grupos: Celacantomorfos, Dipnoos y Tetrápodos. Ilustraciones tomadas de Hickman et al., 2009 ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 10 CLASE AMPHIBIA (amphi= de ambos lados; bio= vida) Esta Clase incluye a los sapos, ranas, tritones, ajolotes, cecilias, etc. Veamos dónde incluyen Montero y Autino (2018) a este grupo, en la filogenia de los cordados: El gran desafío de los anfibios: vivir en la tierra Para que los Anfibios pudieran conquistar el ambiente terrestre, ocurrieron numerosas modificaciones anatómicas y fisiológicas en casi todos los sistemas, que posibilitaron la adaptación a este nuevo ambiente. Las diferencias más importantes que debieron superar, respecto al ambiente acuático, fueron: – Contenido de oxígeno, ya que en la atmósfera la concentración de oxígeno es mayor que en el agua, por lo tanto, las branquias no son los órganos adecuados para extraer el oxígeno necesario – Densidad: aunque el aire y el agua son fluidos, la densidad del agua es mucho mayor siendo por lo tanto un mejor sustento para el cuerpo, por lo que el esqueleto de los peces no requiere de tanta firmeza como lo necesitan los animales que viven en ambientes terrestres. Los peces para la locomoción poseen aletas, en los anfibios estos apéndices han evolucionado dando origen a ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 11 Ilustración adaptada de Hickman et al., 2009 las 4 extremidades, siendo los primeros tetrápodos (tetra= cuatro; podos= patas). – Regulación de temperatura: en el medio acuático las variaciones de la temperatura son menores, mientras más grande sea el cuerpo de agua (océanos, mares, grandes lagos), la temperatura se mantiene prácticamente constante, variando solamente en las capas superficiales. En los ambientes terrestres la variación de temperatura es mayor, incluyendo en algunos sitios grandes amplitudes térmicas no solo estacionales, sino incluso diarias. – Diversidad de hábitats: el ambiente terrestre ofrece una gran variación de hábitats, en relación a los ambientes acuáticos. Contribuciones biológicas de los Anfibios • Presentan dientes con corona y pedicelo, unidos por un material fibroso. • Oído medio con columela que capta las vibraciones de alta frecuencia y el operculum (carácter exclusivo; capta las vibraciones de baja frecuencia). El operculum es cartilaginoso u óseo, se encuentra ocluyendo parcialmente a la fenestra ovalis (ventana oval). • Presentan un sistema de recepción de sonidos de baja frecuencia exclusivo: las vibraciones son transmitidas desde sustrato (suelo) ➔ miembros anteriores ➔ cintura pectoral ➔ opérculo ➔ papila amphibiorum (oído interno). Ilustración tomada de Montero y Autino, 2018 ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 12 Otras características de los Anfibios • Retina con bastones verdes. • Párpados y glándulas lacrimales. • Epitelio olfatorio. • Pulmones; fosas nasales pareadas. • Cuerpos grasos asociados a las gónadas. • Piel con glándulas mucosas y serosas (granulares: venenosas). • Glándulas intermaxilares que secretan una sustancia pegajosa que se deposita en la punta de la lengua para la captura de presas. • Esqueleto fuerte; apéndices de tetrápodo. • Con costillas reducidas o ausentes. • Presencia de dos cóndilos occipitales que articulan el cráneo con la primera vértebra. CARACTERÍSTICAS DE LOS ANFIBIOS MODERNOS Esqueleto: • Mayor osificación (en comparación a los peces). • Pérdida y fusión de huesos (en cráneo fundamentalmente). • Modificaciones extensas en el esqueleto apendicular. Extremidades tipo tetrápodos, con sus correspondientes cinturas (pectoral y pélvica). • Número de vértebras variables, algunos con costillas reducidas o fusionadas a las vértebras. • Presencia de esternón en el tórax (para adhesión de músculos). Otras características: • Son ectotérmicos ➔ dependen de la temperatura del ambiente. • Evaporación de agua por la piel (evita desecación). • Formas variadas del cuerpo: – Alargado. – con cabeza, cuello, tronco y cola. – Compacto y deprimido, sin cuello. – Usualmente tetrápodos (exceptuando las cecilias). – Sin uñas ni garras. – Algunos con membrana interdigital. • Patas delanteras generalmente con 4 dígitos. Sistema digestivo (anfibios modernos) • Boca grande con dientes pequeños en la quijada superior (mayoría) o en ambas quijadas. Algunos sin dientes • Como ya lo dijimos, los dientes presentan corona y pedicelo. • Respecto a la dentición son: homodontes (dientes iguales), pleurodontes(dientes adheridos a la parte interna de la quijada), polifiodontes (los dientes reemplazados indefinidamente). • No mastican la comida. ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 13 • Hábitos y sistemas digestivo cambian con la metamorfosis. • Todos presentan cloaca: al igual que en algunos invertebrados, es una cámara interna donde convergen los sistemas digestivo, reproductivo y excretor, comunicándose al exterior por un único orificio: el orificio de la cloaca. Tegumento de los anfibios modernos • Piel lisa con muchas glándulas, sin escamas a excepción de algunos gimnofiones. • Permeable al agua y a gases. • Importante en la respiración, osmorregulación y en la termorregulación. • Epidermis con 3 capas: externa queratinizada (se muda); dermis vascularizada. • Cromatóforos (células con pigmentos) en dermis y/o epidermis. Anfibios modernos: sistema cardiovascular • Circulación cerrada y doble ➔ pasa 2 veces por el corazón, durante una vuelta completa. El circuito menor lleva la sangre desde el corazón hacia los pulmones y la piel; el circuito mayor o sistémico transporta la sangre desde el corazón hacia el resto del cuerpo. • Corazón tricameral (2 aurículas y 1 ventrículo). • Aurícula derecha recibe sangre sin oxígeno preveniente del cuerpo, pasando previamente por el seno venoso. • Aurícula izquierda recibe sangre oxigenada de venas pulmonares y venas cutáneas. • Por tener un único ventrículo al que llegan la sangre oxigenada y carbooxigenada, algunos autores mencionan que la circulación es incompleta. Ilustración tomada de Hickman et al., 2009 Ilustración adaptada de Hickman et al., 2009 ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 14 Estudios han demostrado que es poco probable que se mezclen ambos tipos de sangre. Anfibios modernos: intercambio gaseoso Diferentes métodos para el intercambio de gases: pulmonar (no en salamandras), cutánea (a través de la piel), bucofaringeal y/o branquial (algunos con agallas externas persistentes en el adulto). Anfibios modernos: reproducción • Son dioicos. • Fecundación: interna en salamandras y cecilias; externa en sapos. • Mayormente ovíparos, algunos ovovivíparos y otros vivíparos. • Huevos mesolecitos (con mediana cantidad de vitelo), cubiertos de membrana gelatinosa. • Las larvas (renacuajos) de la mayoría de las especies con desarrollo indirecto son acuáticas, por este motivo siguen dependiendo del agua para la reproducción y el desarrollo. • En anuros y algunos urodelos para llegar hasta la etapa de adulto (terrestre), las larvas (acuáticas) deben atravesar una metamorfosis, proceso durante el cual ocurren grandes cambios relacionados con el intercambio gaseoso, locomoción, alimentación, etc. • Algunos anfibios presentan pedomorfosis (heterocronía). HETEROCRONÍA: PEDOMORFOSIS: conservación de caracteres larvales o inmaduros en el estado adulto. Puede producirse por: neotenia, progénesis o retardo en el crecimiento. Neotenia: tipo de pedomorfosis donde la presencia de características larvales en el adulto se produce por una reducción de la tasa de desarrollo morfológico en la fase juvenil de crecimiento. Progénesis: tipo de pedomorfosis donde se produce una maduración sexual precoz. Clasificación taxonómica (se incluyen sólo a los grupos actuales) Dominio: Eukarya Reino: Animal Phylum: Chordata Subphylum: Craniata Vertebrata Superclase: Gnatostomata Clase Amphibia Orden Gymnophiona (Apoda) Orden Caudata (Urodela) Orden Anura (Salientia) https://youtu.be/GPm3cZr8F84 ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 15 ORDEN GYMNOPHIONA (de gymno= desnuda; ofiona= serpiente) O APODA (de a= sin; podos= patas) • Conocidos vulgarmente como “cecilias”. • Vermiformes (= en forma de gusano), de aspecto anillado con surcos externos. • Cola rudimentaria o ausente. • 95-285 vértebras. • Algunos con escamas mesodermales. • Sin operculum. • Cráneo altamente osificado: cavador. • Hipogeos (viven en galerías bajo la tierra). • Pulmón izquierdo reducido. • Machos con órgano copulador proyectable ➔ fecundación interna. • La mayoría son vivíparos En Argentina algunas especies en la Mesopotamia. Tomada de bgreenproject.wordpress.com • Ojos reducidos y generalmente cubiertos por piel pigmentada o por huesos del cráneo • Órgano sensorial tentacular único, entre las narinas y el ojo ORDEN URODELA O CAUDATA (= con cola) • Conocidos vulgarmente como salamandras, tritones y axolotes. • Forma del cuerpo: lacertiformes (= en forma de lagarto) • Sin escamas. • Usualmente con 2 pares de patas iguales colocadas en ángulos rectos respecto al cuerpo • 10-60 vértebras, las post-sacras libres. • Ojos pequeños y funcionales, con o sin párpados. • Sin tímpano ni cavidad del oído medio. • Línea lateral en larvas y adultos acuáticos Adaptado de pbs.twimg.com ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 16 • Diferentes mecanismos para intercambio gaseoso. • Pulmón izquierdo más pequeño que el derecho pero funcional – Algunos sin pulmones. • Fecundación interna por espermatóforo. • Algunos con pedomorfosis. Sin representantes en Argentina ORDEN ANURA (= sin cola) • Conocidos vulgarmente como sapos y ranas. • Cuerpo acortado, cabeza fusionada con el tronco, adultos sin cola. • Tegumento sin escamas ni surcos externos. • 2 pares de apéndices, el par posterior más largo, adaptado para el salto. Tomado de Lavilla et al. Imágenes tomadas de taxateca.com; pbs.twimg.com; quecome.org Adaptado de blogdoenem.com.br https://allyouneedisbiology.wordpress.com/2016/02/07/respiracion-cutanea-anfibios/ https://allyouneedisbiology.wordpress.com/2016/02/07/respiracion-cutanea-anfibios/ ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 17 ESQUELETO DE ANUROS: Presentan 6 a 10 vértebras incluyendo el urostilo (vérte- bras caudales fusionadas), pieza muy importante para la locomoción por saltos pues ayuda al impulso, mante- niendo firme el tronco y proporcionado una superficie para la inserción de los músculos para el salto. Reproducción de anuros • Durante el amplexo o “abrazo nupcial” el macho abraza a la hembra y la estimula para que libere los óvulos, inmediatamente que ella los libera al ambiente, él los fecunda, por lo tanto la fecundación es externa. • Machos vocalizan para atraer a hembras. • Larvas (renacuajos) están adaptadas para la alimentación por filtración. Ilustración tomada de Hickman et al., 2009 ZOOLOGÍA GENERAL – IRNyMA – 2021 Unidad XIV - N.M. Romero 18 DECLINACIÓN DE ANFIBIOS Son los procesos sostenidos de disminuciones poblacionales y extinciones en masa, ocasionando mortandad y aparición de enfermedades emergentes, muchas de ellas en el tegumento. Las causas se deben directa o indirectamente a diferentes acciones del hombre, entre las que podemos mencionar: ▪ Expansión de la frontera agropecuaria. ▪ Fragmentación de hábitats. ▪ Introducción de especies exóticas. ▪ Desarrollos mineros. ▪ Actividades petroleras. ▪ Factores sociales. ▪ Cambio climático global. ▪ Cuando dos o más factores actúan conjuntamente, se potencian los efectos nocivos para los anfibios. Bibliografía Hickman, C.P.; L.S. Roberts; A. Larson; H. I`Anson y D.J. Eisenhour. 2009. Principios integrales de Zoología. 14° edición. McGraw-Hill Interamericana.Kardong, K.V. 2007. Vertebrados Anatomía comparada, función y evolución. 4ºEdición. McGraw-Hill.Interamericana. Lavilla E., G. Scrocchi y R. Laurent. “Claves para la identificación de los Anfibios y Reptiles de la Provincia de Tucumán (Argentina)”. Miscelánea 95. Fundación Miguel Lillo. Tucumán. 1993. Monasterio de Gonzo, G. 2003. Peces de los Ríos Bermejo, Juramento y Cuencas Endorreicas de la Provincia de Salta, Argentina. Museo de Ciencias Naturales y CIUNSa Montero R. y A. Autino. 2018. Sistemática y filogenia de los Vertebrados, con énfasis en la fauna argentina. Tercera edición. Tucumán, Argentina Ziswiler V. 1978. “Zoología Especial: Vertebrados Anamniotas”. Tomo I. Editorial Omega.
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