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BIOLOGÍA ANIMAL 2022 Departamento de Biología FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES 1 TRABAJO PRÁCTICO N º 21 CLASE MAMMALIA OBJETIVOS - Reconocer las características morfológicas y los sistemas de órganos en los mamíferos. -Identificar las adaptaciones a la locomoción y a la alimentación que presentan los mamíferos. - Establecer las características que diferencian a los mamíferos Prototerios respecto de los Terios. CLASIFICACIÓN PHYLUM CHORDATA SUBPHYLUM VERTEBRATA CLASE MAMMALIA SUBCLASE PROTOTHERIA INFRACLASE MONOTREMATA SUBCLASE THERIA INFRACLASE METATHERIA (Marsupiales) INFRACLASE EUTHERIA (Placentarios) CONOCIMIENTOS TEÓRICOS NECESARIOS Características generales de Mamíferos. Prototerios y Terios (Metaterios y Euterios). Morfología externa y anatomía interna. Tegumento y formaciones tegumentarias. Cráneos y dientes. Extremidades. Reproducción y desarrollo. INTRODUCCION Los mamíferos son vertebrados homeotermos que presentan el cuerpo cubierto de pelos y la piel con numerosas glándulas (mamarias, sebáceas y sudoríparas). El pelo posee tanto funciones de aislamiento térmico como funciones sensitivas (vibrisas). Presentan cráneo sinápsido (con una fosa temporal inferior), con paladar secundario óseo y dos cóndilos occipitales. La dentición es heterodonta, difiodonta y tecodonta. Con oído medio conformado por tres huesecillos (martillo, yunque y estribo), y un oído externo con pabellón u oreja. Poseen cuatro extremidades, con excepción de algunos grupos como los cetáceos y los sirénidos que no presentan extremidades posteriores. Las extremidades están adaptadas para correr, caminar, saltar, excavar, volar o nadar. Corazón conformado por cuatro cámaras, dos aurículas y dos ventrículos completamente separados. La respiración es pulmonar, con cuerdas vocales en la laringe. Presentan un diafragma completo separando la cavidad torácica de la cavidad abdominal. Fecundación interna, los machos poseen órgano copulador (pene) y testículos generalmente en un escroto externo. Ovíparos (Prototerios) o vivíparos (Terios). Con cuidado parental de las crías. Las tres formas de representantes actuales de mamíferos son los monotremas, marsupiales y placentarios. Maria Susana Sello Maria Susana Typewriter 20 BIOLOGÍA ANIMAL 2022 Departamento de Biología FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES 2 ACTIVIDADES 1. Observa y esquematiza la morfología externa de un mamífero. Los mamíferos presentan el cuerpo cubierto de pelos, dividido en cabeza, cuello, tronco y cola. La cabeza se afina formando el hocico, en donde se encuentran las narinas. A los costados se localizan las vibrisas que tienen función táctil. Los ojos a ambos lados de la cabeza, con un párpado superior y uno inferior, provistos de pestañas. Presentan orejas con un canal de entrada al oído denominado meato auditivo externo. El tronco se divide en tórax (determinado por la presencia de costillas y esternón) y abdomen. El extremo posterior del tronco lleva una cola y por debajo de la misma se encuentra el ano. En los machos, en la cara ventral, se encuentra el pene, y a los costados los testículos, que de acuerdo al grupo pueden ser externos o permanecer en la cavidad abdominal. En las hembras, en la vulva se encuentran las aberturas urinaria y genital. En la cara ventral del abdomen se observan las glándulas mamarias con sus respectivos pezones. Las extremidades anteriores y posteriores suelen llevar cinco dedos cada una, pero algunos grupos presentan reducción en el número de dedos. 2. Observa y esquematiza los diferentes anexos tegumentarios que presentan los mamíferos. Los mamíferos presentan numerosas estructuras córneas epidérmicas. El pelo es exclusivo de los mamíferos, crece continuamente y es de origen epidérmico, con un folículo basal que se hunde en la dermis. Existen distintos tipos especiales de pelos como las vibrisas que se encuentran principalmente en la región del hocico, las pestañas en los párpados, las crines en el cuello y cola de caballos o cebras, las cerdas en jabalíes o rinocerontes, y las fuertes púas del puercoespín o erizos que se encuentran en todo el cuerpo. También, existen formaciones epidérmicas especiales como las garras de félidos, las uñas de homínidos y las pezuñas de ungulados, todas ellas ubicadas en la última falange. Los cuernos de bóvidos presentan una cubierta o estuche córneo que recubre una protuberancia ósea, que es una proyección del hueso frontal. Por otro lado, los cérvidos poseen astas que también son una proyección del hueso frontal, pero a diferencia de los cuernos, poseen un recubrimiento de piel muy suave y vascularizada que se denomina terciopelo, presente durante parte del desarrollo del asta. Otra diferencia importante es que las astas se renuevan mientras que los cuernos son permanentes. Algunos mamíferos, como el rinoceronte, tienen cuernos pero formados por fibras córneas (queratina) cementadas. Algunos grupos presentan placas epidérmicas que en forma conjunta con las placas dérmicas constituyen caparazones, es el caso de los armadillos. Las escamas son raras en los mamíferos, sin embargo existen en las colas de los roedores, armadillos y perezosos. Otros mamíferos como los cetáceos presentan estructuras denominadas barbas que cuelgan de la mandíbula superior, las cuales actúan como filtro reteniendo presas pequeñas. 3. Observa el endoesqueleto de representantes de diversos órdenes de mamíferos. Completa las figuras correspondientes. Los mamíferos presentan un cráneo sinápsido, con una única fosa temporal y con dos cóndilos occipitales. El oído medio esta formado por tres huesos pequeños denominados martillo (deriva del articular, hueso de la mandíbula inferior), yunque (deriva del cuadrado, hueso de la mandíbula superior) y estribo (deriva del hiomandibular). Con paladar secundario, con grandes espacios huecos para el órgano del olfato. Maria Susana Sello BIOLOGÍA ANIMAL 2022 Departamento de Biología FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES 3 La columna vertebral se puede diferenciar en sectores de acuerdo al tipo de vértebras, cervicales, torácicas, lumbares, sacras y caudales. Las costillas se encuentran en su mayoría unidas al esternón, y pueden ser verdaderas, falsas o flotantes. La cintura pectoral se encuentra conformada por la escápula, la apófisis del coracoides y las clavículas. La cintura pélvica por el ilion, isquion y pubis. Las vértebras sacras presentan conexión con la cintura pélvica, y muchas veces se encuentran fusionadas formando el hueso sacro. Las extremidades son del tipo quiridio. Extremidades anteriores: húmero, radio y ulna, carpales, metacarpales y falanges. Extremidades posteriores: fémur, tibia y fíbula, tarsales, metatarsales y falanges, con modificaciones de acuerdo al tipo de locomoción. 4. Observa las extremidades anteriores y posteriores de representantes de distintos órdenes de mamíferos. a. Reconoce los elementos que conforman las extremidades en las figuras correspondientes. b. Relaciona cada una de ellas con el tipo de locomoción e indica qué características permiten determinar dicha locomoción. c. Ejemplifica cada una de ellas con órdenes de mamíferos presentes en Argentina. Los mamíferos se encuentran en todos los tipos de ambientes. Este hecho está relacionado, junto con otras características morfológicas y fisiológicas, con que presentan diversos modos de desplazamiento y con la diversidad de formas de sus extremidades. Las modificaciones del miembro quiridio típico consisten, principalmente, en los cambios en las proporciones o en la reducción de ciertos elementos.. Las extremidadesposteriores son las que realizan especialmente el empuje hacia adelante y las anteriores son las que soportan la mayor carga del cuerpo. Adaptación a la marcha Los mamíferos adaptados a la marcha pueden presentar diferentes tipos de apoyo de sus extremidades. A continuación mencionaremos adaptaciones de las extremidades a distintos modos de locomoción. Extremidad plantígrada. Es propia de mamíferos que apoyan la totalidad del autopodio (mano/pie) sobre el suelo. Los mamíferos plantígrados son comparativamente lentos, pero consiguen un mayor soporte del peso corporal, y pueden alzarse sobre sus extremidades posteriores, por ejemplo los primates y osos. Extremidad digitígrada. De las extremidades digitígradas únicamente se apoyan los dedos en el suelo. Los animales digitígrados pueden ser grandes corredores como algunos félidos, pero generalmente son mejores marchadores como las hienas (félidos) y los cánidos. Son ejemplos los roedores, la mayoría de los carnívoros, los lagomorfos (ej., conejos, liebres) (extremidad anterior) o muchos marsupiales. Extremidad ungulígrada. Los ungulados (o ungulígrados), que están adaptados para andar y correr, presentan reducciones o pérdidas en los elementos de las extremidades tanto anteriores como posteriores. Los ungulígrados apoyan con la última falange que se encuentra recubierta por una pezuña, ésto esta relacionado con la adaptación a la carrera que se traduce en la reducción de la superficie de apoyo de las extremidades. Se pueden distinguir dos tipos de ungulados. En los artiodáctilos (por ejemplo ciervos, cabras y vacas) el primer dedo se redujo totalmente, los dedos 2 y 5 se reducen o pierden y el apoyo pasa por los dedos 3 y 4. Mientras que en los perisodáctilos (por ejemplo caballo, tapir y Maria Susana Sello BIOLOGÍA ANIMAL 2022 Departamento de Biología FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES 4 rinoceronte) el apoyo pasa por el dedo 3 que se desarrolló mucho, todos los demás dedos experimentaron una fuerte reducción. Adaptación al salto Muchos mamíferos se desplazan principalmente saltando (por ejemplo los canguros o los lagomorfos). En estos grupos, los miembros posteriores están más desarrollado que los anteriores, principalemente hay un alargamiento de los metatarsianos, y las extremidades posteriores funcionan como un resorte en forma de Z. Adaptación a la natación Los mamíferos adaptados a la natación tienen extremidades modificadas para aumentar su superficie. Algunos grupos presentan extremidades con el desarrollo de membranas interdigitales, como por ejemplo los ornitorrincos, las nutrias o los hipopótamos; mientras que otros, que presetan un mayor grado de asociación con el ambiente acuático, como los Pinnípedos, los Sirénidos o los Cetáceos, presentan extremidades en forma de remo. En los Pinnípedos, los segmentos proximales del quiridio (estilopodio y zeugopodio) se acortan mucho, y los huesos se aplanan. Al contrario, el autopodio presenta alargamiento de los huesos de las falanges (dedos). Los dedos están unidos por membranas interdigitales, y pueden tener uñas en las extremidades anteriores (como las focas) o en las posteriores (como los lobos marinos). Tanto los huesos como las articulaciones se mueven en un solo plano. Las extremidades posteriores apenas intervienen en la propulsión. En los Cetáceos, las extremidades posteriores son vestigiales o se han perdido completamente, y las anteriores se modifican en aletas, con un húmero, un radio y una ulna cortos, aplanados y sólidos, y un autopodio considerablemente alargado por hiperfalangia. Adaptación al vuelo Algunos mamíferos como los quirópteros (murciélagos) se han adaptado a volar. La extremidad anterior presenta un brazo (estilopodio) y un antebrazo (zeugopodio) muy largos, y una mano (autopodio) especialmente desarrollada, como consecuencia del alargamiento de los metacarpianos y de los dedos (excepto el pulgar que permanece corto). Entre los dedos del miembro anterior, de los miembros posteriores (bastante cortos) y de la cola se extiende una fina membrana denominada patagio. Además, el esternón presenta una quilla para la inserción de la musculatura asociada con el vuelo. Adaptacion a la excavación Los mamíferos con hábitos cavadores, como es el caso de los topos, presentan extremidades con huesos cortos y aplanados, adaptados para cavar. 5. Observa los cráneos pertenecientes a diferentes órdenes de mamíferos. a. Caracteriza cada uno de los cráneos en cuanto al tipo de dientes, al desarrollo de las apófisis mandibulares y de la musculatura asociada a la masticación. b. Determina a partir de lo observado la alimentación que presentan las diferentes especies. Los mamíferos presentan un cráneo sinápsido, con una sola fosa temporal. La articulación mandibular es entre los huesos escamoso (mandíbula superior) y dentario Maria Susana Sello BIOLOGÍA ANIMAL 2022 Departamento de Biología FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES 5 (mandíbula inferior). Presentan heterodoncia, dientes con diferentes formas que no solo capturan o retienen las presas, sino que están especializados para masticar. La dentición heterodonta incluye cuatro tipos de dientes: incisivos, caninos, premolares y molares. El número de dientes varía en los diferentes grupos de mamíferos, relacionado con los distintos tipos de dieta. Los dientes presentan una inserción tecodonta, se encuentran en alvéolos dentro del hueso. Algunas especies presentan zonas sin dientes denominadas diastemas. En el cierre de las mandíbulas puede darse que: una mandíbula encaje sobre la otra, a lo que se llama cierre en “tenaza” o que la mandíbula superior quede por fuera de la inferior, cortando el alimento en trozos más pequeños, cierre que se denomina en “tijera”. El tipo de cierre está relacionado con la forma y la altura a la que se encuentra la zona de articulación de las mandíbulas (apófisis condiloide), y con el desarrollo de los músculos masetero y temporal. Los dientes que presentan las cúspides con forma de medialuna son denominados selenodonte, mientras que con las cúspides transversas lofodontes. Ambos tipos de dientes presentan un cierre en tenaza y están asociados a dietas herbívoras, con un movimiento de masticación circular/lateral para el primer caso y anteroposterior para el segundo. Los dientes con cúspides comprimidas y muy afiladas se denominan secodontes, donde el premolar cuatro de la mandíbula superior y el molar uno de la inferior forman la muela carnicera, que corta tendones y músculos. Esta dentición presenta un cierre de las mandíbulas donde los dientes superiores caen por fuera de los inferiores, a modo de una tijera. Está presente en grupos con dietas carnívoras. Aquellos grupos con dietas omnívoras presentan dientes con cúspides redondeadas y se denominan dientes bunodontos. Dentro de los mamíferos también existen especies con homodoncia como es el caso de algunos cetáceos, relacionados con una dieta piscívora y grupos con pérdida total de dientes, como es el caso de los osos hormigueros, los cuales presentan una dieta insectívora. 6. Observa la anatomía interna de un mamífero y reconoce los diferentes órganos con la ayuda de la figura correspondiente. Los mamíferos presentan un diafragma, que es un músculo que separa la caja torácica de la cavidad abdominal y se encuentra atravesado por el esófago. El sistema digestivo comienza con la boca, que presenta una lengua móvil y dientes, se continúa con la faringe, esófago, estómago, y luego el intestino que se divide en delgado y grueso, cuya última porción se llama recto y desemboca en el ano. En la primera porción del intestino delgado, llamada duodeno, desembocan los conductos del hígado y el páncreas. El hígado está situado bajo el diafragma, y en uno de sus lóbulos seencuentra la vesícula biliar. Debajo del extremo del estómago se encuentra el bazo. El sistema respiratorio comprende las fosas nasales, la faringe y la laringe, y luego la tráquea formada por anillos cartilaginosos. Esta se divide en dos bronquios que se ramifican en el interior de dos pulmones, constituidos por numerosos alvéolos. Los mamíferos poseen, al igual que las aves, un corazón con cuatro cámaras, dos aurículas y dos ventrículos. La circulación pulmonar y la circulación sistémica o general se encuentran separadas. Los mamíferos presentan riñones metanéfricos, cuya posición es dorsal. De estos parten los uréteres, que desembocan en la vejiga. La orina es expulsada por la uretra. Los machos presentan dos testículos contenidos en una bolsa escrotal, cuya ubicación puede variar según los grupos. De los testículos parten los vasos deferentes hasta la uretra, la cual Maria Susana Sello BIOLOGÍA ANIMAL 2022 Departamento de Biología FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES 6 atraviesa el pene y conduce al exterior tanto los espermatozoides como la orina. Presentan glándulas anexas cuya secreción constituye parte del esperma. Las hembras presentan dos ovarios y los oviductos que se denominan trompas de Falopio. Estas trompas conducen al útero donde se desarrollan los embriones, éste se comunica con la vagina que se abre en la vulva. Presencia de placenta a través de la cual los embriones se alimentan y respiran. 7. Confecciona un cuadro comparativo entre monotremas, metaterios y euterios en cuanto a: esqueleto, dentición, glándulas mamarias, sistema reproductor, desarrollo y cloaca. Maria Susana Sello BIOLOGÍA ANIMAL 2022 Departamento de Biología FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES 7 ESQUELETO DE MAMÍFEROS Cráneo Radio Atlas Ulna Axis Carpales Vert. Cervicales Metacarpales Vert. Torácicas Falanges Vert. Lumbares Fémur Vert. Caudales Fíbula Cintura pectoral Tarsales Cintura pélvica Metatarsales Costillas Falanges Húmero Mandíbula Maria Susana Sello BIOLOGÍA ANIMAL 2022 Departamento de Biología FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES 8 Maria Susana Sello BIOLOGÍA ANIMAL 2022 Departamento de Biología FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES 9 Maria Susana Sello BIOLOGÍA ANIMAL 2022 Departamento de Biología FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES 10 EXTREMIDADES DE MAMÍFEROS ARTIODACTILOS: eje de apoyo dedos 3 Y 4 HIPOPOTAMO CIERVO CAMELLO PERISODACTILOS: eje de apoyo dedo 3 TAPIR RINOCERONTE CABALLO Maria Susana Sello BIOLOGÍA ANIMAL 2022 Departamento de Biología FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES 11 GATO LOBO MARINO FOCA (posterior) (anterior) Maria Susana Sello BIOLOGÍA ANIMAL 2022 Departamento de Biología FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES 12 CRÁNEOS Y DIENTES DE MAMÍFEROS Maria Susana Sello BIOLOGÍA ANIMAL 2022 Departamento de Biología FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES 13 Maria Susana Sello BIOLOGÍA ANIMAL 2022 Departamento de Biología FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES 14 Maria Susana Sello BIOLOGÍA ANIMAL 2022 Departamento de Biología FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES 15 ANATOMÍA INTERNA DE MAMÍFEROS Maria Susana Sello