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27.2: Características utilizadas para clasificar animales - Biología

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Habilidades para desarrollar

  • Explicar las diferencias en los planes corporales de los animales que respaldan la clasificación básica de los animales.
  • Comparar y contrastar el desarrollo embrionario de protostomas y deuterostomas.

Los científicos han desarrollado un esquema de clasificación que categoriza a todos los miembros del reino animal, aunque existen excepciones a la mayoría de las "reglas" que gobiernan la clasificación de los animales (Figura ( PageIndex {1} )). Los animales se clasifican principalmente de acuerdo con características morfológicas y de desarrollo, como un plan corporal. Una de las características más destacadas del plan corporal de los animales verdaderos es que son morfológicamente simétricos. Esto significa que su distribución de partes del cuerpo está equilibrada a lo largo de un eje. Las características adicionales incluyen el número de capas de tejido formadas durante el desarrollo, la presencia o ausencia de una cavidad interna del cuerpo y otras características del desarrollo embriológico, como el origen de la boca y el ano.

Conexión de arte

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?

  1. Los eumetazoos tienen tejidos especializados y los parazoos no.
  2. Lophotrochozoa y Ecdysozoa son ambos Bilataria.
  3. Acoela y Cnidaria poseen simetría radial.
  4. Los artrópodos están más estrechamente relacionados con los nematodos que con los anélidos.

Caracterización animal basada en la simetría corporal

En un nivel muy básico de clasificación, los animales verdaderos se pueden dividir en gran medida en tres grupos según el tipo de simetría de su plan corporal: radialmente simétrico, bilateralmente simétrico y asimétrico. La asimetría es una característica única de Parazoa (Figura ( PageIndex {2} )). Solo unos pocos grupos de animales muestran simetría radial. Todos los tipos de simetría están bien adaptados para satisfacer las demandas únicas del estilo de vida de un animal en particular.

La simetría radial es la disposición de las partes del cuerpo alrededor de un eje central, como se ve en un vaso o pastel. Da lugar a que los animales tengan superficies superior e inferior, pero sin lados derecho e izquierdo, ni delante ni detrás. Las dos mitades de un animal radialmente simétrico pueden describirse como el lado con boca o "lado oral" y el lado sin boca (el "lado aboral"). Esta forma de simetría marca los planes corporales de los animales en los phyla Ctenophora y Cnidaria, incluidas las medusas y las anémonas de mar adultas (Figura 27.2.2). La simetría radial equipa a estas criaturas marinas (que pueden ser sedentarias o solo capaces de moverse lentamente o flotar) para experimentar el medio ambiente por igual desde todas las direcciones.

La simetría bilateral implica la división del animal a través de un plano sagital, lo que da como resultado dos imágenes especulares, mitades derecha e izquierda, como las de una mariposa (Figura ( PageIndex {2} )), cangrejo o cuerpo humano. Los animales con simetría bilateral tienen una "cabeza" y una "cola" (anterior frente a posterior), frente y dorso (dorsal frente a ventral) y lados derecho e izquierdo (Figura ( PageIndex {3} )). Todos los animales verdaderos, excepto aquellos con simetría radial, son simétricos bilateralmente. La evolución de la simetría bilateral que permitió la formación de los extremos anterior y posterior (cabeza y cola) promovió un fenómeno llamado cefalización, que se refiere a la colección de un sistema nervioso organizado en el extremo anterior del animal. A diferencia de la simetría radial, que es más adecuada para estilos de vida estacionarios o de movimiento limitado, la simetría bilateral permite un movimiento direccional y aerodinámico. En términos evolutivos, esta forma simple de simetría promovió la movilidad activa y aumentó la sofisticación de la búsqueda de recursos y las relaciones depredador-presa.

Los animales del filo Echinodermata (como las estrellas de mar, los dólares de arena y los erizos de mar) muestran simetría radial cuando son adultos, pero sus estadios larvarios exhiben simetría bilateral. Esto se denomina simetría radial secundaria. Se cree que evolucionaron a partir de animales simétricos bilateralmente; por lo tanto, se clasifican como simétricas bilateralmente.

Enlace al aprendizaje

Mire este video para ver un bosquejo rápido de los diferentes tipos de simetría corporal.

Caracterización animal basada en características del desarrollo embriológico

La mayoría de las especies animales se someten a una separación de tejidos en capas germinales durante el desarrollo embrionario. Recuerde que estas capas germinales se forman durante la gastrulación y que están predeterminadas para convertirse en tejidos y órganos especializados del animal. Los animales desarrollan dos o tres capas de gérmenes embrionarios (Figura ( PageIndex {4} )). Los animales que muestran simetría radial desarrollan dos capas germinales, una capa interna (endodermo) y una capa externa (ectodermo). Estos animales se llaman diploblastos. Los diploblastos tienen una capa inerte entre el endodermo y el ectodermo. Los animales más complejos (aquellos con simetría bilateral) desarrollan tres capas de tejido: una capa interna (endodermo), una capa externa (ectodermo) y una capa intermedia (mesodermo). Los animales con tres capas de tejido se denominan triploblastos.

Conexión de arte

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre diploblastos y triploblastos es falsa?

  1. Los animales que muestran simetría radial son diploblastos.
  2. Los animales que muestran simetría bilateral son triploblastos.
  3. El endodermo da lugar al revestimiento del tracto digestivo y del tracto respiratorio.
  4. El mesodermo da lugar al sistema nervioso central.

Cada una de las tres capas germinales está programada para dar lugar a determinados tejidos y órganos corporales. El endodermo da lugar al revestimiento del tracto digestivo (incluido el estómago, los intestinos, el hígado y el páncreas), así como al revestimiento de la tráquea, los bronquios y los pulmones del tracto respiratorio, junto con algunas otras estructuras. El ectodermo se convierte en la cubierta epitelial externa de la superficie del cuerpo, el sistema nervioso central y algunas otras estructuras. El mesodermo es la tercera capa germinal; se forma entre el endodermo y el ectodermo en los triploblastos. Esta capa germinal da lugar a todos los tejidos musculares (incluidos los tejidos cardíacos y los músculos de los intestinos), los tejidos conectivos como el esqueleto y las células sanguíneas y la mayoría de los demás órganos viscerales como los riñones y el bazo.

Presencia o ausencia de un celoma

La subdivisión adicional de animales con tres capas germinales (triploblastos) da como resultado la separación de los animales que pueden desarrollar una cavidad corporal interna derivada del mesodermo, llamada celoma, y ​​los que no lo hacen. Esta cavidad celómica revestida de células epiteliales representa un espacio, generalmente lleno de líquido, que se encuentra entre los órganos viscerales y la pared corporal. Alberga muchos órganos, como el sistema digestivo, los riñones, los órganos reproductivos y el corazón, y contiene el sistema circulatorio. En algunos animales, como los mamíferos, la parte del celoma llamada cavidad pleural proporciona espacio para que los pulmones se expandan durante la respiración. La evolución del celoma está asociada a muchas ventajas funcionales. Principalmente, el celoma proporciona amortiguación y absorción de impactos para los principales sistemas de órganos. Los órganos alojados dentro del celoma pueden crecer y moverse libremente, lo que promueve el desarrollo y la colocación óptimos de los órganos. El celoma también proporciona espacio para la difusión de gases y nutrientes, así como flexibilidad corporal, lo que promueve una mejor motilidad animal.

Los triploblastos que no desarrollan un celoma se denominan acoelomados y su región del mesodermo está completamente llena de tejido, aunque todavía tienen una cavidad intestinal. Los ejemplos de acelomatos incluyen animales del filo Platyhelminthes, también conocidos como gusanos planos. Los animales con un verdadero celoma se denominan eucoelomatos (o celomatos) (Figura ( PageIndex {5} )). Un celoma verdadero surge completamente dentro de la capa germinal del mesodermo y está revestido por una membrana epitelial. Esta membrana también recubre los órganos dentro del celoma, conectándolos y manteniéndolos en posición mientras les permite un movimiento libre. Los anélidos, moluscos, artrópodos, equinodermos y cordados son todos eucoelomatos. Un tercer grupo de triploblastos tiene un celoma ligeramente diferente derivado en parte del mesodermo y en parte del endodermo, que se encuentra entre las dos capas. Aunque todavía son funcionales, estos se consideran celomas falsos, y esos animales se denominan pseudocoelomas. El phylum Nematoda (gusanos redondos) es un ejemplo de pseudocoelomate. Los verdaderos celomados se pueden caracterizar aún más en función de ciertas características de su desarrollo embriológico temprano.

Desarrollo embrionario de la boca

Los eucoelomados tribloblásticos, bilateralmente simétricos, se pueden dividir en dos grupos según las diferencias en su desarrollo embrionario temprano. Los protostomas incluyen artrópodos, moluscos y anélidos. Los deuterostomas incluyen animales más complejos como los cordados, pero también algunos animales simples como los equinodermos. Estos dos grupos se separan según la apertura de la cavidad digestiva que se desarrolle primero: la boca o el ano. La palabra protostoma proviene de la palabra griega que significa "boca primero", y deuterostoma se origina de la palabra que significa "boca en segundo lugar" (en este caso, el ano se desarrolla primero). La boca o el ano se desarrollan a partir de una estructura llamada blastoporo (Figura ( PageIndex {6} )). El blastoporo es la hendidura que se forma durante las etapas iniciales de la gastrulación. En etapas posteriores, se forma una segunda abertura, y estas dos aberturas eventualmente darán lugar a la boca y el ano (Figura ( PageIndex {6} )). Durante mucho tiempo se ha creído que el blastoporo se desarrolla en la boca de los protostomas, y la segunda abertura se desarrolla en el ano; lo contrario es cierto para los deuteróstomos. Sin embargo, la evidencia reciente ha desafiado esta visión del desarrollo del blastoporo de los protostomas, y la teoría permanece en debate.

Otra distinción entre protostomas y deuterostomas es el método de formación del celoma, comenzando desde la etapa de gástrula. El celoma de la mayoría de los protostomas se forma a través de un proceso llamado esquizocoely, lo que significa que durante el desarrollo, una masa sólida del mesodermo se divide y forma la abertura hueca del celoma. Los deuterostomas difieren en que su celoma se forma a través de un proceso llamado enterocoely. Aquí, el mesodermo se desarrolla como bolsas que se desprenden del tejido endodermo. Estas bolsas eventualmente se fusionan para formar el mesodermo, que luego da lugar al celoma.

La primera distinción entre protóstomos y deuteróstomos es el tipo de hendidura que sufre el cigoto. Los protostomas se someten a una división en espiral, lo que significa que las células de un polo del embrión se rotan y, por lo tanto, se desalinean con respecto a las células del polo opuesto. Esto se debe al ángulo oblicuo del escote. Los deuterostomas se someten a una división radial, donde los ejes de división son paralelos o perpendiculares al eje polar, lo que da como resultado la alineación de las células entre los dos polos.

Existe una segunda distinción entre los tipos de escisión en protostomas y deuterostomas. Además de la escisión en espiral, los protostomas también experimentan una escisión determinada. Esto significa que incluso en esta etapa temprana, el destino de desarrollo de cada célula embrionaria ya está determinado. Una célula no tiene la capacidad de convertirse en ningún tipo de célula. Por el contrario, los deuterostomas se someten a una escisión indeterminada, en la que las células aún no están predeterminadas en esta etapa temprana para convertirse en tipos celulares específicos. Estas células se denominan células indiferenciadas. Esta característica de los deuterostomas se refleja en la existencia de células madre embrionarias familiares, que tienen la capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula hasta que su destino se programe en una etapa de desarrollo posterior.

Conexión Evolution

La evolución del celoma

Uno de los primeros pasos en la clasificación de los animales es examinar el cuerpo del animal. El estudio de las partes del cuerpo nos dice no solo las funciones de los órganos en cuestión, sino también cómo puede haber evolucionado la especie. Una de esas estructuras que se utiliza en la clasificación de animales es el celoma. Un celoma es una cavidad corporal que se forma durante el desarrollo embrionario temprano. El celoma permite la compartimentación de las partes del cuerpo, de modo que pueden evolucionar diferentes sistemas de órganos y es posible el transporte de nutrientes. Además, debido a que el celoma es una cavidad llena de líquido, protege los órganos de los golpes y la compresión. Los animales simples, como las lombrices y las medusas, no tienen celoma. Todos los vertebrados tienen un celoma que les ayudó a desarrollar sistemas de órganos complejos.

Los animales que no tienen celoma se denominan acoelomados. Los gusanos planos y las tenias son ejemplos de acelomatos. Dependen de la difusión pasiva para el transporte de nutrientes a través de su cuerpo. Además, los órganos internos de los acoelomados no están protegidos contra el aplastamiento.

Los animales que tienen un verdadero celoma se denominan eucoelomatos; todos los vertebrados son eucoelomatos. El celoma evoluciona del mesodermo durante la embriogénesis. La cavidad abdominal contiene el estómago, el hígado, la vesícula biliar y otros órganos digestivos. Otra categoría de animales invertebrados basada en la cavidad corporal son los pseudocoelomados. Estos animales tienen una pseudocavidad que no está completamente revestida por mesodermo. Los ejemplos incluyen parásitos nematodos y gusanos pequeños. Se cree que estos animales han evolucionado a partir de coelomates y pueden haber perdido su capacidad de formar un coelom a través de mutaciones genéticas. Por lo tanto, este paso en la embriogénesis temprana, la formación del celoma, ha tenido un gran impacto evolutivo en las diversas especies del reino animal.

Resumen

Los organismos del reino animal se clasifican en función de la morfología y el desarrollo de su cuerpo. Los animales verdaderos se dividen en aquellos con simetría radial versus bilateral. Generalmente, los animales más simples y, a menudo, no móviles muestran simetría radial. Los animales con simetría radial también se caracterizan generalmente por el desarrollo de dos capas germinales embriológicas, el endodermo y el ectodermo, mientras que los animales con simetría bilateral se caracterizan generalmente por el desarrollo de una tercera capa germinal embriológica, el mesodermo. Los animales con tres capas germinales, llamados triploblastos, se caracterizan además por la presencia o ausencia de una cavidad interna del cuerpo llamada celoma. La presencia de un celoma ofrece muchas ventajas, y los animales con un celoma pueden denominarse verdaderos celomatos o pseudocelomatos, según el tejido que dé lugar al celoma. Los celomatos se dividen además en uno de dos grupos llamados protostomas y deuterostomas, según una serie de características de desarrollo, incluidas las diferencias en la escisión del cigoto y el método de formación del celoma.

Conexiones de arte

[enlace] ¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?

  1. Los eumetazoos tienen tejidos especializados y los parazoos no.
  2. Lophotrochozoa y Ecdysozoa son ambos Bilataria.
  3. Acoela y Cnidaria poseen simetría radial.
  4. Los artrópodos están más estrechamente relacionados con los nematodos que con los anélidos.

[enlace] C

[enlace] ¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre diploblastos y triploblastos es falsa?

  1. Los animales que muestran simetría radial son diploblastos.
  2. Los animales que muestran simetría bilateral son triploblastos.
  3. El endodermo da lugar al revestimiento del tracto digestivo y del tracto respiratorio.
  4. El mesodermo da lugar al sistema nervioso central.

[enlace] D

Preguntas de revisión

¿Cuál de los siguientes organismos es más probable que sea un diploblasto?

  1. estrella de mar
  2. camarón
  3. Medusa
  4. insecto

C

¿Cuál de las siguientes opciones no es posible?

  1. diploblasto radialmente simétrico
  2. eucoelomato diploblástico
  3. coelomate protostómico
  4. deuterostoma bilateralmente simétrico

B

Un animal cuyo desarrollo está marcado por hendidura radial y enterocoely es ________.

  1. un deuterostoma
  2. un anélido o molusco
  3. ya sea un acoelomate o eucoelomate
  4. Ninguna de las anteriores

A

Respuesta libre

Utilizando los siguientes términos, explique en qué clasificaciones y grupos se encuentran los humanos, desde los más generales hasta los más específicos: simetría, capas germinales, celoma, clivaje, desarrollo embriológico.

Los seres humanos tienen planes corporales que son bilateralmente simétricos y se caracterizan por el desarrollo de tres capas germinales, lo que los convierte en triploblastos. Los humanos tienen celomas verdaderos y, por lo tanto, son eucoelomatos. Como deuterostomas, los seres humanos se caracterizan por una hendidura radial e indeterminada.

Explique algunas de las ventajas derivadas de la evolución de la simetría bilateral y la formación de celoma.

La evolución de la simetría bilateral condujo a regiones designadas del cuerpo de la cabeza y la cola y promovió una movilidad más eficiente para los animales. Esta movilidad mejorada permitió una búsqueda más hábil de recursos y presas que escapaban de los depredadores. La aparición del celoma en los celomados proporciona a muchos órganos internos absorción de impactos, lo que los hace menos propensos a sufrir daños físicos por agresiones corporales. Un celoma también le da al cuerpo una mayor flexibilidad, lo que promueve un movimiento más eficiente. La colocación relativamente suelta de los órganos dentro del celoma les permite desarrollarse y crecer con cierta libertad espacial, lo que promovió la evolución de la disposición óptima de los órganos. El celoma también proporciona espacio para un sistema circulatorio, que es una forma ventajosa de distribuir líquidos y gases corporales.

Glosario

acoelomado
animal sin cavidad corporal
simetría bilateral
tipo de simetría en la que solo hay un plano de simetría, por lo que las mitades izquierda y derecha de un animal son imágenes especulares
blastoporo
hendidura formada durante la gastrulación, evidente en la etapa de gástrula
celom
cavidad corporal revestida
escisión determinada
El destino del tejido de desarrollo de cada célula embrionaria ya está determinado.
deuterostomo
blastoporo se desarrolla en el ano, y la segunda abertura se desarrolla en la boca
diploblasto
animal que se desarrolla a partir de dos capas germinales
enterocoely
el mesodermo de los deuterostomas se desarrolla como bolsas que se desprenden del tejido endodérmico, la cavidad contenida dentro de las bolsas se convierte en celoma
eucoelomate
animal con una cavidad corporal completamente revestida con tejido mesodérmico
escote indeterminado
etapa temprana de desarrollo cuando las células germinales o "células madre" aún no están predeterminadas para convertirse en tipos de células específicos
protostomo
blastoporo se desarrolla en la boca de los protostomas, y la segunda abertura se desarrolla en el ano.
pseudocoelomato
animal con una cavidad corporal ubicada entre el mesodermo y el endodermo
escote radial
Los ejes de clivaje son paralelos o perpendiculares al eje polar, lo que da como resultado la alineación de las células entre los dos polos.
simetría radial
tipo de simetría con múltiples planos de simetría, con partes del cuerpo (rayos) dispuestas alrededor de un disco central
esquizocoly
Durante el desarrollo de los protostomas, una masa sólida de mesodermo se divide y forma la abertura hueca del celoma.
escote en espiral
las células de un polo del embrión están rotadas o desalineadas con respecto a las células del polo opuesto
triploblasto
animal que se desarrolla a partir de tres capas germinales

Funciones utilizadas para clasificar animales

Los científicos han desarrollado un esquema de clasificación que categoriza a todos los miembros del reino animal, aunque existen excepciones a la mayoría de las “reglas” que gobiernan la clasificación de los animales ([enlace]). Los animales se clasifican principalmente de acuerdo con características morfológicas y de desarrollo, como un plan corporal.Una de las características más destacadas del plan corporal de los animales verdaderos es que son morfológicamente simétricos. Esto significa que su distribución de partes del cuerpo está equilibrada a lo largo de un eje. Las características adicionales incluyen el número de capas de tejido formadas durante el desarrollo, la presencia o ausencia de una cavidad interna del cuerpo y otras características del desarrollo embriológico, como el origen de la boca y el ano.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?

  1. Los eumetazoos tienen tejidos especializados y los parazoos no.
  2. Lophotrochozoa y Ecdysozoa son ambos Bilataria.
  3. Acoela y Cnidaria poseen simetría radial.
  4. Los artrópodos están más estrechamente relacionados con los nematodos que con los anélidos.

Caracterización animal basada en la simetría corporal

En un nivel muy básico de clasificación, los animales verdaderos se pueden dividir en gran medida en tres grupos según el tipo de simetría de su plan corporal: radialmente simétrico, bilateralmente simétrico y asimétrico. La asimetría es una característica única de Parazoa ([link]a). Solo unos pocos grupos de animales muestran simetría radial. Todos los tipos de simetría están bien adaptados para satisfacer las demandas únicas del estilo de vida de un animal en particular.

Simetría radial es la disposición de las partes del cuerpo alrededor de un eje central, como se ve en un vaso o pastel. Da lugar a que los animales tengan superficies superior e inferior, pero sin lados derecho e izquierdo, ni delante ni detrás. Las dos mitades de un animal radialmente simétrico pueden describirse como el lado con boca o "lado oral" y el lado sin boca (el "lado aboral"). Esta forma de simetría marca los planes corporales de los animales en los phyla Ctenophora y Cnidaria, incluidas las medusas y las anémonas de mar adultas ([link]antes de Cristo). La simetría radial equipa a estas criaturas marinas (que pueden ser sedentarias o solo capaces de moverse lentamente o flotar) para experimentar el medio ambiente por igual desde todas las direcciones.

Simetría bilateral implica la división del animal a través de un plano sagital, lo que da como resultado dos imágenes especulares, mitades derecha e izquierda, como las de una mariposa ([enlace]D), cangrejo o cuerpo humano. Los animales con simetría bilateral tienen una “cabeza” y una “cola” (anterior frente a posterior), frontal y posterior (dorsal frente a ventral) y lados derecho e izquierdo ([enlace]). Todos los animales verdaderos, excepto aquellos con simetría radial, son simétricos bilateralmente. La evolución de la simetría bilateral que permitió la formación de los extremos anterior y posterior (cabeza y cola) promovió un fenómeno llamado cefalización, que se refiere a la colección de un sistema nervioso organizado en el extremo anterior del animal. A diferencia de la simetría radial, que es más adecuada para estilos de vida estacionarios o de movimiento limitado, la simetría bilateral permite un movimiento direccional y aerodinámico. En términos evolutivos, esta forma simple de simetría promovió la movilidad activa y aumentó la sofisticación de la búsqueda de recursos y las relaciones depredador-presa.

Los animales del filo Echinodermata (como las estrellas de mar, los dólares de arena y los erizos de mar) muestran simetría radial cuando son adultos, pero sus estadios larvarios exhiben simetría bilateral. Esto se denomina simetría radial secundaria. Se cree que han evolucionado a partir de animales simétricos bilateralmente, por lo que se clasifican como simétricos bilateralmente.

Mire este video para ver un bosquejo rápido de los diferentes tipos de simetría corporal.

Caracterización animal basada en características del desarrollo embriológico

La mayoría de las especies animales se someten a una separación de tejidos en capas germinales durante el desarrollo embrionario. Recuerde que estas capas germinales se forman durante la gastrulación y que están predeterminadas para convertirse en tejidos y órganos especializados del animal. Los animales desarrollan dos o tres capas de gérmenes embrionarios ([enlace]). Los animales que muestran simetría radial desarrollan dos capas germinales, una capa interna (endodermo) y una capa externa (ectodermo). Estos animales se llaman diploblastos. Los diploblastos tienen una capa inerte entre el endodermo y el ectodermo. Los animales más complejos (aquellos con simetría bilateral) desarrollan tres capas de tejido: una capa interna (endodermo), una capa externa (ectodermo) y una capa intermedia (mesodermo). Los animales con tres capas de tejido se llaman triploblastos.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre diploblastos y triploblastos es falsa?

  1. Los animales que muestran simetría radial son diploblastos.
  2. Los animales que muestran simetría bilateral son triploblastos.
  3. El endodermo da lugar al revestimiento del tracto digestivo y del tracto respiratorio.
  4. El mesodermo da lugar al sistema nervioso central.

Cada una de las tres capas germinales está programada para dar lugar a determinados tejidos y órganos corporales. El endodermo da lugar al revestimiento del tracto digestivo (incluido el estómago, los intestinos, el hígado y el páncreas), así como al revestimiento de la tráquea, los bronquios y los pulmones del tracto respiratorio, junto con algunas otras estructuras. El ectodermo se convierte en la cubierta epitelial externa de la superficie del cuerpo, el sistema nervioso central y algunas otras estructuras. El mesodermo es la tercera capa germinal que forma entre el endodermo y el ectodermo en los triploblastos. Esta capa germinal da lugar a todos los tejidos musculares (incluidos los tejidos cardíacos y los músculos de los intestinos), los tejidos conectivos como el esqueleto y las células sanguíneas y la mayoría de los demás órganos viscerales como los riñones y el bazo.

Presencia o ausencia de un celoma

La subdivisión adicional de animales con tres capas germinales (triploblastos) da como resultado la separación de animales que pueden desarrollar una cavidad corporal interna derivada del mesodermo, llamada celomy los que no. Esta cavidad celómica revestida de células epiteliales representa un espacio, generalmente lleno de líquido, que se encuentra entre los órganos viscerales y la pared corporal. Alberga muchos órganos, como el sistema digestivo, los riñones, los órganos reproductivos y el corazón, y contiene el sistema circulatorio. En algunos animales, como los mamíferos, la parte del celoma llamada cavidad pleural proporciona espacio para que los pulmones se expandan durante la respiración. La evolución del celoma está asociada a muchas ventajas funcionales. Principalmente, el celoma proporciona amortiguación y absorción de impactos para los principales sistemas de órganos. Los órganos alojados dentro del celoma pueden crecer y moverse libremente, lo que promueve el desarrollo y la colocación óptimos de los órganos. El celoma también proporciona espacio para la difusión de gases y nutrientes, así como flexibilidad corporal, lo que promueve una mejor motilidad animal.

Los triploblastos que no desarrollan un celoma se denominan acoelomados, y su región mesodermo está completamente llena de tejido, aunque todavía tienen una cavidad intestinal. Los ejemplos de acelomatos incluyen animales del filo Platyhelminthes, también conocidos como gusanos planos. Los animales con un verdadero celoma se llaman eucoelomates (o coelomates) ([enlace]). Un celoma verdadero surge completamente dentro de la capa germinal del mesodermo y está revestido por una membrana epitelial. Esta membrana también recubre los órganos dentro del celoma, conectándolos y manteniéndolos en posición mientras les permite un movimiento libre. Los anélidos, moluscos, artrópodos, equinodermos y cordados son todos eucoelomatos. Un tercer grupo de triploblastos tiene un celoma ligeramente diferente derivado en parte del mesodermo y en parte del endodermo, que se encuentra entre las dos capas. Aunque todavía son funcionales, estos se consideran celomas falsos, y esos animales se denominan pseudocelomates. El phylum Nematoda (gusanos redondos) es un ejemplo de pseudocoelomate. Los verdaderos celomados se pueden caracterizar aún más en función de ciertas características de su desarrollo embriológico temprano.

Desarrollo embrionario de la boca

Los eucoelomados triploblásticos, bilateralmente simétricos, se pueden dividir en dos grupos según las diferencias en su desarrollo embrionario temprano. Protóstomos incluyen artrópodos, moluscos y anélidos. Deuterostomos incluyen animales más complejos como los cordados, pero también algunos animales simples como los equinodermos. Estos dos grupos se separan según la apertura de la cavidad digestiva que se desarrolle primero: la boca o el ano. La palabra protostoma proviene de la palabra griega que significa "boca primero", y deuterostoma se origina de la palabra que significa "boca en segundo lugar" (en este caso, el ano se desarrolla primero). La boca o el ano se desarrollan a partir de una estructura llamada blastoporo ([enlace]). los blastoporo es la hendidura que se forma durante las etapas iniciales de la gastrulación. En etapas posteriores, se forma una segunda abertura, y estas dos aberturas eventualmente darán lugar a la boca y el ano ([enlace]). Durante mucho tiempo se ha creído que el blastoporo se desarrolla en la boca de los protostomos, y que la segunda abertura se desarrolla en el ano, lo contrario es cierto para los deuterostomas. Sin embargo, la evidencia reciente ha desafiado esta visión del desarrollo del blastoporo de los protostomas, y la teoría permanece en debate.

Otra distinción entre protostomas y deuterostomas es el método de formación del celoma, comenzando desde la etapa de gástrula. El celoma de la mayoría de los protostomas se forma mediante un proceso llamado esquizocoly, lo que significa que durante el desarrollo, una masa sólida del mesodermo se divide y forma la abertura hueca del celoma. Los deuterostomas se diferencian en que su celoma se forma a través de un proceso llamado enterocoely. Aquí, el mesodermo se desarrolla como bolsas que se desprenden del tejido endodermo. Estas bolsas eventualmente se fusionan para formar el mesodermo, que luego da lugar al celoma.

La primera distinción entre protóstomos y deuteróstomos es el tipo de hendidura que sufre el cigoto. Los protóstomos se someten escote en espiral, lo que significa que las células de un polo del embrión están rotadas y, por lo tanto, desalineadas con respecto a las células del polo opuesto. Esto se debe al ángulo oblicuo del escote. Los deuterostomas se someten radial escote, donde los ejes de escisión son paralelos o perpendiculares al eje polar, lo que da como resultado la alineación de las células entre los dos polos.

Existe una segunda distinción entre los tipos de escisión en protostomas y deuterostomas. Además de la escisión en espiral, los protostomas también se someten a escisión determinada. Esto significa que incluso en esta etapa temprana, el destino de desarrollo de cada célula embrionaria ya está determinado. Una célula no tiene la capacidad de convertirse en ningún tipo de célula. Por el contrario, los deuterostomas se someten a escote indeterminado, en el que las células aún no están predeterminadas en esta etapa temprana para convertirse en tipos celulares específicos. Estas células se denominan células indiferenciadas. Esta característica de los deuterostomas se refleja en la existencia de células madre embrionarias familiares, que tienen la capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula hasta que su destino se programe en una etapa de desarrollo posterior.

La evolución del celoma Uno de los primeros pasos en la clasificación de los animales es examinar el cuerpo del animal. El estudio de las partes del cuerpo nos dice no solo las funciones de los órganos en cuestión, sino también cómo puede haber evolucionado la especie. Una de esas estructuras que se utiliza en la clasificación de animales es el celoma. Un celoma es una cavidad corporal que se forma durante el desarrollo embrionario temprano. El celoma permite la compartimentación de las partes del cuerpo, de modo que pueden evolucionar diferentes sistemas de órganos y es posible el transporte de nutrientes. Además, debido a que el celoma es una cavidad llena de líquido, protege los órganos de los golpes y la compresión. Los animales simples, como las lombrices y las medusas, no tienen celoma. Todos los vertebrados tienen un celoma que les ayudó a desarrollar sistemas de órganos complejos.

Los animales que no tienen celoma se denominan acoelomados. Los gusanos planos y las tenias son ejemplos de acelomatos. Dependen de la difusión pasiva para el transporte de nutrientes a través de su cuerpo. Además, los órganos internos de los acoelomados no están protegidos contra el aplastamiento.

Los animales que tienen un verdadero celoma se denominan eucoelomatos, todos los vertebrados son eucoelomatos. El celoma evoluciona del mesodermo durante la embriogénesis. La cavidad abdominal contiene el estómago, el hígado, la vesícula biliar y otros órganos digestivos. Otra categoría de animales invertebrados basada en la cavidad corporal son los pseudocoelomados. Estos animales tienen una pseudocavidad que no está completamente revestida por mesodermo. Los ejemplos incluyen parásitos nematodos y gusanos pequeños. Se cree que estos animales han evolucionado a partir de coelomates y pueden haber perdido su capacidad de formar un coelom a través de mutaciones genéticas. Por lo tanto, este paso en la embriogénesis temprana, la formación del celoma, ha tenido un gran impacto evolutivo en las diversas especies del reino animal.

Resumen de la sección

Los organismos del reino animal se clasifican en función de la morfología y el desarrollo de su cuerpo. Los animales verdaderos se dividen en aquellos con simetría radial versus bilateral. Generalmente, los animales más simples y, a menudo, no móviles muestran simetría radial. Los animales con simetría radial también se caracterizan generalmente por el desarrollo de dos capas germinales embriológicas, el endodermo y el ectodermo, mientras que los animales con simetría bilateral se caracterizan generalmente por el desarrollo de una tercera capa germinal embriológica, el mesodermo. Los animales con tres capas germinales, llamados triploblastos, se caracterizan además por la presencia o ausencia de una cavidad interna del cuerpo llamada celoma. La presencia de un celoma ofrece muchas ventajas, y los animales con un celoma pueden denominarse verdaderos celomatos o pseudocelomatos, según el tejido que dé lugar al celoma. Los celomatos se dividen además en uno de dos grupos llamados protostomas y deuterostomas, según una serie de características de desarrollo, incluidas las diferencias en la escisión del cigoto y el método de formación del celoma.


Caracterización animal basada en la simetría corporal

En un nivel muy básico de clasificación, los animales verdaderos se pueden dividir en gran medida en tres grupos según el tipo de simetría de su plan corporal: radialmente simétrico, bilateralmente simétrico y asimétrico. La asimetría es una característica única de Parazoa (Figuraa). Solo unos pocos grupos de animales muestran simetría radial. Todos los tipos de simetría están bien adaptados para satisfacer las demandas únicas del estilo de vida de un animal en particular.

Simetría radial es la disposición de las partes del cuerpo alrededor de un eje central, como se ve en un vaso o pastel. Da lugar a que los animales tengan superficies superior e inferior, pero sin lados derecho e izquierdo, ni delante ni detrás. Las dos mitades de un animal radialmente simétrico pueden describirse como el lado con boca o "lado oral" y el lado sin boca (el "lado aboral"). Esta forma de simetría marca los planes corporales de los animales en los phyla Ctenophora y Cnidaria, incluidas las medusas y las anémonas de mar adultas (Figuraantes de Cristo). La simetría radial equipa a estas criaturas marinas (que pueden ser sedentarias o solo capaces de moverse lentamente o flotar) para experimentar el medio ambiente por igual desde todas las direcciones.

La (a) esponja es asimétrica. La (b) medusa y (c) la anémona son radialmente simétricas, y la (d) mariposa es bilateralmente simétrica. (crédito a: modificación del trabajo de Andrew Turner crédito b: modificación del trabajo de Robert Freiburger crédito c: modificación del trabajo de Samuel Chow crédito d: modificación del trabajo de Cory Zanker)

Simetría bilateral Implica la división del animal a través de un plano sagital, lo que da como resultado dos imágenes especulares, mitades derecha e izquierda, como las de una mariposa (FiguraD), cangrejo o cuerpo humano. Los animales con simetría bilateral tienen una “cabeza” y una “cola” (anterior frente a posterior), frontal y posterior (dorsal frente a ventral) y lados derecho e izquierdo (Figura). Todos los animales verdaderos, excepto aquellos con simetría radial, son simétricos bilateralmente. La evolución de la simetría bilateral que permitió la formación de los extremos anterior y posterior (cabeza y cola) promovió un fenómeno llamado cefalización, que se refiere a la colección de un sistema nervioso organizado en el extremo anterior del animal. A diferencia de la simetría radial, que es más adecuada para estilos de vida estacionarios o de movimiento limitado, la simetría bilateral permite un movimiento direccional y aerodinámico. En términos evolutivos, esta forma simple de simetría promovió la movilidad activa y aumentó la sofisticación de la búsqueda de recursos y las relaciones depredador-presa.

El cuerpo humano bilateralmente simétrico se puede dividir en planos.

Los animales del filo Echinodermata (como las estrellas de mar, los dólares de arena y los erizos de mar) muestran simetría radial cuando son adultos, pero sus estadios larvarios exhiben simetría bilateral. Esto se denomina simetría radial secundaria. Se cree que han evolucionado a partir de animales simétricos bilateralmente, por lo que se clasifican como simétricos bilateralmente.


27.2: Características utilizadas para clasificar animales - Biología

Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

  • Explicar las diferencias en los planes corporales de los animales que respaldan la clasificación básica de los animales.
  • Comparar y contrastar el desarrollo embrionario de protostomas y deuterostomas.

Los científicos han desarrollado un esquema de clasificación que categoriza a todos los miembros del reino animal, aunque existen excepciones a la mayoría de las “reglas” que gobiernan la clasificación de los animales ((Figura)). Los animales se han clasificado tradicionalmente de acuerdo con dos características: plan corporal y vía de desarrollo. La característica principal del plan corporal es su simetría: cómo se distribuyen las partes del cuerpo a lo largo del eje principal del cuerpo. Los animales simétricos se pueden dividir en mitades aproximadamente equivalentes a lo largo de al menos un eje. Las características del desarrollo incluyen el número de capas de tejido germinal formadas durante el desarrollo, el origen de la boca y el ano, la presencia o ausencia de una cavidad interna del cuerpo y otras características del desarrollo embriológico, como los tipos de larvas o si los períodos de crecimiento son o no. intercalados con muda.

Conexión de arte

Figura 1. Filogenia animal. El árbol filogenético de los animales se basa en evidencias morfológicas, fósiles y genéticas. Tanto Ctenophora como Porifera se consideran basales debido a la ausencia de genes Hox en este grupo, pero cómo se relacionan con los “Parahoxozoa” (Placozoa + Eumetazoa) o entre sí, sigue siendo un tema de debate.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?

  1. Los eumetazoos tienen tejidos especializados y los parazoos no.
  2. Lophotrochozoa y Ecdysozoa son ambos Bilataria.
  3. Acoela y Cnidaria poseen simetría radial.
  4. Los artrópodos están más estrechamente relacionados con los nematodos que con los anélidos.

Caracterización animal basada en la simetría corporal

En un nivel muy básico de clasificación, los animales verdaderos se pueden dividir en gran medida en tres grupos según el tipo de simetría de su plan corporal: radialmente simétrico, bilateralmente simétrico y asimétrico. La asimetría se observa en dos clados modernos, el Parazoa ((Figura)a) y Placozoa. (Aunque debemos notar que los fósiles ancestrales de los Parazoa aparentemente exhibían simetría bilateral). Un clado, los Cnidaria ((Figura)antes de Cristo), exhibe simetría radial o birradial: los ctenóforos tienen simetría rotacional ((Figura)mi). La simetría bilateral se observa en el mayor de los clados, la Bilateria ((Figura)D) sin embargo, los equinodermos son bilaterales como larvas y se metamorfosean secundariamente en adultos radiales.Todos los tipos de simetría están bien adaptados para satisfacer las demandas únicas del estilo de vida de un animal en particular.

La simetría radial es la disposición de las partes del cuerpo alrededor de un eje central, como se ve en una rueda de bicicleta o un pastel. Da lugar a que los animales tengan superficies superior e inferior, pero sin lados derecho e izquierdo, ni delante ni detrás. Si un animal radialmente simétrico se divide en cualquier dirección a lo largo del eje oral / aboral (el lado con boca es el "lado oral" y el lado sin boca es el "lado aboral"), las dos mitades serán imágenes especulares. Esta forma de simetría marca los planes corporales de muchos animales en los phyla Cnidaria, incluidas las medusas y las anémonas de mar adultas ((Figura)antes de Cristo). La simetría radial equipa a estas criaturas marinas (que pueden ser sedentarias o solo capaces de moverse lentamente o flotar) para experimentar el medio ambiente por igual desde todas las direcciones. Animales simétricos bilateralmente, como mariposas ((Figura)D) tienen un solo plano a lo largo del cual el cuerpo se puede dividir en mitades equivalentes. La Ctenophora ((Figura)mi), aunque se parecen a las medusas, se considera que tienen simetría rotacional en lugar de simetría radial o birradial porque la división del cuerpo en dos mitades a lo largo del eje oral / aboral las divide en dos copias de la misma mitad, con una copia rotada 180 o, en lugar de dos imágenes especulares.

Figura 2. Simetría en animales. La (a) esponja es asimétrica. La (b) medusa y (c) la anémona son radialmente simétricas, la (d) mariposa es bilateralmente simétrica. La simetría rotacional (e) se ve en el ctenóforo Beroe, que se muestra nadando con la boca abierta. (crédito a: modificación del trabajo por Andrew Turner crédito b: modificación del trabajo por Robert Freiburger crédito c: modificación del trabajo por Samuel Chow crédito d: modificación del trabajo por Cory Zanker crédito e: modificación del trabajo por NOAA)

La simetría bilateral implica la división del animal a través de un plano medio sagital, lo que da como resultado dos imágenes especulares superficiales, mitades derecha e izquierda, como las de una mariposa ((Figura)D), cangrejo o cuerpo humano. Los animales con simetría bilateral tienen una “cabeza” y una “cola” (anterior frente a posterior), frontal y posterior (dorsal frente a ventral) y lados derecho e izquierdo ((Figura)). Todos los Eumetazoa, excepto aquellos con simetría radial secundaria, son bilateralmente simétricos. La evolución de la simetría bilateral que permitió la formación de los extremos anterior y posterior (cabeza y cola) promovió un fenómeno llamado cefalización, que se refiere a la colección de un sistema nervioso organizado en el extremo anterior del animal. A diferencia de la simetría radial, que es más adecuada para estilos de vida estacionarios o de movimiento limitado, la simetría bilateral permite un movimiento direccional y aerodinámico. En términos evolutivos, esta forma simple de simetría promovió la movilidad direccional activa y controlada y aumentó la sofisticación de la búsqueda de recursos y las relaciones depredador-presa.

Figura 3. Simetría bilateral. El cuerpo humano simétrico bilateralmente se puede dividir en varios planos.

Los animales del filo Echinodermata (como las estrellas de mar, los dólares de arena y los erizos de mar) muestran una simetría radial modificada cuando son adultos, pero como hemos señalado, sus estadios larvarios (como los bipinnaria) inicialmente exhiben simetría bilateral hasta que se metamorfosean en animales con simetría radial (esto se denomina simetría radial secundaria). Los equinodermos evolucionaron a partir de animales simétricos bilateralmente, por lo que se clasifican como simétricos bilateralmente.

Enlace al aprendizaje

Mire este video para ver un bosquejo rápido de los diferentes tipos de simetría corporal.

Caracterización animal basada en características del desarrollo embriológico

La mayoría de las especies animales se someten a una separación de tejidos en capas germinales durante el desarrollo embrionario. Recuerde que estas capas germinales se forman durante gastrulacióny que cada capa germinal suele dar lugar a tipos específicos de tejidos y órganos embrionarios. Los animales desarrollan dos o tres capas germinales embrionarias ((Figura)). Los animales que muestran simetría radial, birradial o rotacional desarrollan dos capas germinales, una capa interna (endodermo o mesendodermo) y una capa exterior (ectodermo). Estos animales se denominan diploblastos y tienen una capa intermedia inanimada entre el endodermo y el ectodermo (aunque las células individuales pueden distribuirse a través de esta capa intermedia, no hay coherente tercera capa de tejido). Los cuatro clados considerados diploblásticos tienen diferentes niveles de complejidad y diferentes vías de desarrollo, aunque hay poca información sobre el desarrollo en Placozoa. Los animales más complejos (generalmente aquellos con simetría bilateral) desarrollan tres capas de tejido: una capa interna (endodermo), una capa externa (ectodermo) y una capa intermedia (mesodermo). Los animales con tres capas de tejido se denominan triploblastos.

Conexión de arte

Figura 4. Embriones diploblásticos y triploblásticos. Durante la embriogénesis, los diploblastos desarrollan dos capas germinales embrionarias: un ectodermo y un endodermo o mesendodermo. Los triploblastos desarrollan una tercera capa, el mesodermo, que surge del mesendodermo y reside entre el endodermo y el ectodermo.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre diploblastos y triploblastos es falsa?

  1. Los animales que muestran solo simetría radial durante su vida útil son diploblastos.
  2. Los animales que muestran simetría bilateral son triploblastos.
  3. El endodermo da lugar al revestimiento del tracto digestivo y del tracto respiratorio.
  4. El mesodermo da lugar al sistema nervioso central.

Cada una de las tres capas germinales está programada para dar lugar a órganos y tejidos corporales específicos, aunque existen variaciones sobre estos temas. En términos generales, el endodermo da lugar al revestimiento del tracto digestivo (incluido el estómago, los intestinos, el hígado y el páncreas), así como al revestimiento de la tráquea, los bronquios y los pulmones del tracto respiratorio, junto con algunos otras estructuras. El ectodermo se convierte en la cubierta epitelial externa de la superficie del cuerpo, el sistema nervioso central y algunas otras estructuras. El mesodermo es la tercera capa germinal que forma entre el endodermo y el ectodermo en los triploblastos. Esta capa germinal da lugar a todos los tejidos musculares especializados (incluidos los tejidos cardíacos y los músculos de los intestinos), los tejidos conectivos como el esqueleto y las células sanguíneas y la mayoría de los demás órganos viscerales como los riñones y el bazo. Los animales diploblásticos pueden tener tipos de células que cumplen múltiples funciones, como las células epiteliomusculares, que sirven tanto de recubrimiento como de células contráctiles.

Presencia o ausencia de un celoma

Una subdivisión adicional de animales con tres capas germinales (triploblastos) da como resultado la separación de animales que pueden desarrollar una cavidad corporal derivado del mesodermo, llamado celoma, y ​​los que no lo hacen. Este epitelio revestido de células cavidad celómica, generalmente lleno de líquido, se encuentra entre los órganos viscerales y la pared del cuerpo. Alberga muchos órganos, como los sistemas digestivo, urinario y reproductivo, el corazón y los pulmones, y también contiene las principales arterias y venas del sistema circulatorio. En los mamíferos, la cavidad corporal se divide en la cavidad torácica, que alberga el corazón y los pulmones, y la cavidad abdominal, que alberga los órganos digestivos. En la cavidad torácica, una subdivisión adicional produce la cavidad pleural, que proporciona espacio para que los pulmones se expandan durante la respiración, y la cavidad pericárdica, que proporciona espacio para los movimientos del corazón. La evolución del celoma está asociada a muchas ventajas funcionales. Por ejemplo, el celoma proporciona amortiguación y absorción de impactos para los principales sistemas de órganos que encierra. Además, los órganos alojados dentro del celoma pueden crecer y moverse libremente, lo que promueve el desarrollo y la colocación óptimos de los órganos. El celoma también proporciona espacio para la difusión de gases y nutrientes, así como flexibilidad corporal, lo que promueve una mejor motilidad animal.

Los triploblastos que no desarrollan un celoma se denominan acoelomados y su región del mesodermo está completamente llena de tejido, aunque todavía tienen una cavidad intestinal. Los ejemplos de acelomatos incluyen animales del filo Platyhelminthes, también conocidos como gusanos planos. Los animales con un verdadero celoma se denominan eucoelomatos (o celomatos) ((Figura)). En tales casos, un celoma verdadero surge completamente dentro de la capa germinal del mesodermo y está revestido por una membrana epitelial. Esta membrana también recubre los órganos dentro del celoma, conectándolos y manteniéndolos en posición mientras les permite cierta libertad de movimiento. Los anélidos, moluscos, artrópodos, equinodermos y cordados son todos eucoelomatos. Un tercer grupo de triploblastos tiene un celoma ligeramente diferente revestido en parte por mesodermo y en parte por endodermo. Aunque sigue siendo funcionalmente un celoma, estos se consideran celomas "falsos", por lo que llamamos a estos animales pseudocelomates. El phylum Nematoda (gusanos redondos) es un ejemplo de pseudocoelomate. Los celomatos verdaderos se pueden caracterizar aún más basándose en otras características de su desarrollo embriológico temprano.

Figura 5. Cavidades corporales. Los triploblastos pueden ser (a) acoelomatos, (b) eucoelomatos o (c) pseudocelomatos. Los acoelomados no tienen cavidad corporal. Los eucoelomatos tienen una cavidad corporal dentro del mesodermo, llamada celoma, en la que tanto el intestino como la pared del cuerpo están revestidos con mesodermo. Los pseudocelomatos también tienen una cavidad corporal, pero solo la pared del cuerpo está revestida de mesodermo. (crédito a: modificación del trabajo por Jan Derk crédito b: modificación del trabajo por NOAA crédito c: modificación del trabajo por USDA, ARS)

Desarrollo embrionario de la boca

Los eucoelomatos tribloblásticos, bilateralmente simétricos, se pueden dividir en dos grupos según las diferencias en el origen de la boca. Cuando se forma el intestino primitivo, la abertura que primero conecta la cavidad intestinal con el exterior del embrión se llama blastoporo. La mayoría de los animales tienen aberturas en ambos extremos del intestino: la boca en un extremo y el ano en el otro. Una de estas aberturas se desarrollará en o cerca del sitio del blastoporo. En Protostomes (& # 8220mouth first & # 8221), la boca se desarrolla en el blastoporo ((Figura)). En los deuterostomas (& # 8220mouth second & # 8221), la boca se desarrolla en el otro extremo del intestino ((Figura)) y el ano se desarrolla en el sitio del blastoporo. Los protostomas incluyen artrópodos, moluscos y anélidos. Los deuterostomas incluyen animales más complejos como los cordados, pero también algunos animales "simples" como los equinodermos. Sin embargo, la evidencia reciente ha desafiado esta visión simple de la relación entre la ubicación del blastoporo y la formación de la boca, y la teoría permanece en debate. Sin embargo, estos detalles de la formación de la boca y el ano reflejan general diferencias en la organización de los embriones protostoma y deuterostoma, que también se expresan en otras características del desarrollo.

Una de estas diferencias entre protostomas y deuterostomas es el método de formación del celoma, comenzando desde la etapa de gástrula. Dado que la formación de la cavidad corporal tiende a acompañar la formación del mesodermo, el mesodermo de los protostomas y deuterostomas se forma de manera diferente. El celoma de la mayoría de los protostomas se forma mediante un proceso llamado esquizocoely. El mesodermo en estos organismos suele ser el producto de blastómeros, que migran al interior del embrión y forman dos grupos de tejido mesodérmico. Dentro de cada grupo, las cavidades se desarrollan y se fusionan para formar la abertura hueca del celoma. Los deuterostomas difieren en que su celoma se forma a través de un proceso llamado enterocoely. Aquí, el mesodermo se desarrolla como bolsas que se desprenden del tejido endodermo. Estas bolsas eventualmente se fusionan y expanden para llenar el espacio entre el intestino y la pared del cuerpo, dando lugar al celoma.

Otra diferencia en la organización de los embriones protostoma y deuterostoma se expresa durante la escisión. Los protostomas se someten a una división en espiral, lo que significa que las células de un polo del embrión se rotan y, por lo tanto, se desalinean con respecto a las células del polo opuesto. Esto se debe al ángulo oblicuo de división con respecto a los dos polos del embrión. Los deuterostomas se someten a una división radial, donde los ejes de división son paralelos o perpendiculares al eje polar, lo que da como resultado la alineación paralela (hacia arriba y hacia abajo) de las células entre los dos polos.

Figura 6. Protostomes y deuterostomes. Los eucoelomatos se pueden dividir en dos grupos según su desarrollo embrionario temprano. En los protostomas, la boca se forma en o cerca del sitio del blastoporo y la cavidad corporal se forma al dividir la masa mesodérmica durante el proceso de esquizocolemia. En los deuterostomas, la boca se forma en un sitio opuesto al extremo blastoporo del embrión y el mesodermo se pellizca para formar el celoma durante el proceso de enterocoely.

Una segunda distinción entre los tipos de escisión en protostomas y deuterostomas se relaciona con el destino de la resultante blastómeros (células producidas por escisión). Además de la escisión en espiral, los protostomas también experimentan una escisión determinada. Esto significa que incluso en esta etapa temprana, el destino de desarrollo de cada célula embrionaria ya está determinado. Una célula determinada no tiene la capacidad de convertirse en ningún tipo de célula que no sea su destino original. La extracción de un blastómero de un embrión con división determinada puede resultar en estructuras faltantes y embriones que no se desarrollan. Por el contrario, los deuterostomas se someten a una división indeterminada, en la que las células aún no están completamente comprometidas en esta etapa temprana para convertirse en tipos celulares específicos. La extracción de blastómeros individuales de estos embriones no da como resultado la pérdida de estructuras embrionarias. De hecho, se pueden producir gemelos (clones) como resultado de blastómeros que se han separado de la masa original de células de blastómeros. Sin embargo, a diferencia de los protostomas, si algunos blastómeros se dañan durante la embriogénesis, las células adyacentes pueden compensar las células faltantes y el embrión no se daña. Estas células se denominan células indeterminadas. Esta característica de los deuterostomas se refleja en la existencia de familiares células madre embrionarias, que tienen la capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula hasta que su destino se programe en una etapa posterior de desarrollo.

Conexión Evolution

La evolución del celoma

Uno de los primeros pasos en la clasificación de los animales es examinar el cuerpo del animal. Una estructura que se utiliza en la clasificación de animales es la cavidad corporal o celoma. La cavidad corporal se desarrolla. dentro de mesodermo, por lo que solo los animales triploblásticos pueden tener cavidades corporales. Por lo tanto, las cavidades corporales se encuentran solo dentro de la Bilateria. En otros clados animales, el intestino está cerca de la pared del cuerpo o separado de él por un material gelatinoso. La cavidad corporal es importante por dos razones. El líquido dentro de la cavidad corporal protege a los órganos del impacto y la compresión. Además, dado que en los embriones triploblásticos, la mayoría de los músculos, el tejido conectivo y los vasos sanguíneos se desarrollan a partir del mesodermo, estos tejidos que se desarrollan dentro del revestimiento de la cavidad corporal pueden reforzar el intestino y la pared corporal, ayudar en la motilidad y hacer circular los nutrientes de manera eficiente.

Para recapitular lo que hemos comentado anteriormente, los animales que no tienen celoma se denominan acoelomados. El principal grupo de acelomatos en la Bilateria son los gusanos planos, incluidas las formas parasitarias y de vida libre, como las tenias. En estos animales, el mesénquima llena el espacio entre el intestino y la pared del cuerpo. Aunque se encuentran dos capas de músculo justo debajo de la epidermis, no hay músculo ni otro tejido mesodérmico alrededor del intestino. Los gusanos planos dependen de la difusión pasiva para el transporte de nutrientes a través de su cuerpo.

En pseudocelomates, hay una cavidad corporal entre el intestino y la pared del cuerpo, pero solo la pared del cuerpo tiene tejido mesodérmico. En estos animales, el mesodermo se forma, pero no desarrolla cavidades dentro de él. Los principales phyla pseudocoelomate son los rotíferos y nematodos. Los animales que tienen un verdadero celoma se llaman eucoelomates todos los vertebrados, así como los moluscos, anélidos, artrópodos y equinodermos, son eucoelomatos. El celoma se desarrolla dentro del mesodermo durante la embriogénesis. De los principales filos bilaterianos, los moluscos, anélidos y artrópodos son esquizoceles, en el que el mesodermo se divide para formar la cavidad corporal, mientras que los equinodermos y cordados son enteroceleros, en el que el mesodermo se forma como dos o más brotes fuera del intestino. Estos brotes se separan del intestino y se unen para formar la cavidad corporal. En los vertebrados, los mamíferos tienen una cavidad corporal subdividida, con la cavidad torácica separada de la cavidad abdominal. Los pseudocoelomatos pueden haber tenido antepasados ​​eucoelomados y pueden haber perdido su capacidad para formar un celoma completo a través de mutaciones genéticas. Por lo tanto, este paso en la embriogénesis temprana, la formación del celoma, ha tenido un gran impacto evolutivo en las diversas especies del reino animal.

Resumen de la sección

Los organismos del reino animal se clasifican según la morfología de su cuerpo, sus vías de desarrollo y sus afinidades genéticas. Las relaciones entre Eumetazoa y clados más basales (Ctenophora, Porifera y Placozoa) aún se están debatiendo. Los Eumetazoa (& # 8220animales verdaderos & # 8221) se dividen en aquellos con simetría radial versus bilateral. Generalmente, los animales más simples y a menudo inmóviles muestran simetría radial, lo que les permite explorar su entorno en todas las direcciones. Los animales con simetría radial también se caracterizan generalmente por el desarrollo de dos capas germinales embriológicas, el endodermo y el ectodermo, mientras que los animales con simetría bilateral se caracterizan generalmente por el desarrollo de una tercera capa germinal embriológica, el mesodermo. Los animales con tres capas germinales, llamados triploblastos, se caracterizan además por la presencia o ausencia de una cavidad interna del cuerpo llamada celoma. La presencia de un celoma ofrece muchas ventajas, y los animales con un celoma pueden denominarse celomatos verdaderos o pseudocelomatos, dependiendo de la medida en que el mesodermo recubre la cavidad corporal. Los celomatos se dividen además en uno de dos grupos llamados protostomos y deuterostomas, en función de una serie de características de desarrollo, incluidas las diferencias en la escisión del cigoto, el método de formación de celoma y la rigidez del destino de desarrollo de los blastómeros.


La mayoría de las especies animales se someten a una separación de tejidos en capas germinales durante el desarrollo embrionario. Recuerde que estas capas germinales se forman durante gastrulacióny que cada capa germinal suele dar lugar a tipos específicos de tejidos y órganos embrionarios. Los animales desarrollan dos o tres capas germinales embrionarias (Figura). Los animales que muestran simetría radial, birradial o rotacional desarrollan dos capas germinales, una capa interna (endodermo o mesendodermo) y una capa exterior (ectodermo). Estos animales se llaman diploblastos, y tienen una capa intermedia inanimada entre el endodermo y el ectodermo (aunque las células individuales pueden estar distribuidas a través de esta capa intermedia, no hay coherente tercera capa de tejido).Los cuatro clados considerados diploblásticos tienen diferentes niveles de complejidad y diferentes vías de desarrollo, aunque hay poca información sobre el desarrollo en Placozoa. Los animales más complejos (generalmente aquellos con simetría bilateral) desarrollan tres capas de tejido: una capa interna (endodermo), una capa externa (ectodermo) y una capa intermedia (mesodermo). Los animales con tres capas de tejido se llaman triploblastos.

Embriones diploblásticos y triploblásticos. Durante la embriogénesis, los diploblastos desarrollan dos capas germinales embrionarias: un ectodermo y un endodermo o mesendodermo. Los triploblastos desarrollan una tercera capa, el mesodermo, que surge del mesendodermo y reside entre el endodermo y el ectodermo.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre diploblastos y triploblastos es falsa?

  1. Los animales que muestran solo simetría radial durante su vida útil son diploblastos.
  2. Los animales que muestran simetría bilateral son triploblastos.
  3. El endodermo da lugar al revestimiento del tracto digestivo y del tracto respiratorio.
  4. El mesodermo da lugar al sistema nervioso central.

Cada una de las tres capas germinales está programada para dar lugar a órganos y tejidos corporales específicos, aunque existen variaciones sobre estos temas. En términos generales, el endodermo da lugar al revestimiento del tracto digestivo (incluido el estómago, los intestinos, el hígado y el páncreas), así como al revestimiento de la tráquea, los bronquios y los pulmones del tracto respiratorio, junto con algunos otras estructuras. El ectodermo se convierte en la cubierta epitelial externa de la superficie del cuerpo, el sistema nervioso central y algunas otras estructuras. El mesodermo es la tercera capa germinal que forma entre el endodermo y el ectodermo en los triploblastos. Esta capa germinal da lugar a todos los tejidos musculares especializados (incluidos los tejidos cardíacos y los músculos de los intestinos), los tejidos conectivos como el esqueleto y las células sanguíneas y la mayoría de los demás órganos viscerales como los riñones y el bazo. Los animales diploblásticos pueden tener tipos de células que cumplen múltiples funciones, como las células epiteliomusculares, que sirven tanto de recubrimiento como de células contráctiles.


Caracterización animal basada en características del desarrollo embriológico

La mayoría de las especies animales se someten a una separación de tejidos en capas germinales durante el desarrollo embrionario. Recuerde que estas capas germinales se forman durante la gastrulación y que están predeterminadas para convertirse en tejidos y órganos especializados del animal. Los animales desarrollan dos o tres capas de gérmenes embrionarios ([enlace]). Los animales que muestran simetría radial desarrollan dos capas germinales, una capa interna (endodermo) y una capa externa (ectodermo). Estos animales se llaman diploblastos. Los diploblastos tienen una capa inerte entre el endodermo y el ectodermo. Los animales más complejos (aquellos con simetría bilateral) desarrollan tres capas de tejido: una capa interna (endodermo), una capa externa (ectodermo) y una capa intermedia (mesodermo). Los animales con tres capas de tejido se denominan triploblastos.

Durante la embriogénesis, los diploblastos desarrollan dos capas germinales embrionarias: un ectodermo y un endodermo. Los triploblastos desarrollan una tercera capa, el mesodermo, entre el endodermo y el ectodermo.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre diploblastos y triploblastos es falsa?

  1. Los animales que muestran simetría radial son diploblastos.
  2. Los animales que muestran simetría bilateral son triploblastos.
  3. El endodermo da lugar al revestimiento del tracto digestivo y del tracto respiratorio.
  4. El mesodermo da lugar al sistema nervioso central.

Cada una de las tres capas germinales está programada para dar lugar a determinados tejidos y órganos corporales. El endodermo da lugar al revestimiento del tracto digestivo (incluido el estómago, los intestinos, el hígado y el páncreas), así como al revestimiento de la tráquea, los bronquios y los pulmones del tracto respiratorio, junto con algunas otras estructuras. El ectodermo se convierte en la cubierta epitelial externa de la superficie del cuerpo, el sistema nervioso central y algunas otras estructuras. El mesodermo es la tercera capa germinal que forma entre el endodermo y el ectodermo en los triploblastos. Esta capa germinal da lugar a todos los tejidos musculares (incluidos los tejidos cardíacos y los músculos de los intestinos), los tejidos conectivos como el esqueleto y las células sanguíneas y la mayoría de los demás órganos viscerales como los riñones y el bazo.


Conexión de arte

El árbol filogenético de los animales se basa en evidencias morfológicas, fósiles y genéticas.

¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?

  1. Los eumetazoos tienen tejidos especializados y los parazoos no.
  2. Lophotrochozoa y Ecdysozoa son ambos Bilataria.
  3. Acoela y Cnidaria poseen simetría radial.
  4. Los artrópodos están más estrechamente relacionados con los nematodos que con los anélidos.

138 Funciones utilizadas para clasificar animales

Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

  • Explicar las diferencias en los planes corporales de los animales que respaldan la clasificación básica de los animales.
  • Comparar y contrastar el desarrollo embrionario de protostomas y deuterostomas.

& lt! & # 8211 & ltanchor han desarrollado un esquema de clasificación que categoriza a todos los miembros del reino animal, aunque existen excepciones a la mayoría de las “reglas” que gobiernan la clasificación de los animales ((Figura)). Los animales se han clasificado tradicionalmente de acuerdo con dos características: plan corporal y vía de desarrollo. La característica principal del plan corporal es su simetría: cómo se distribuyen las partes del cuerpo a lo largo del eje principal del cuerpo. Los animales simétricos se pueden dividir en mitades aproximadamente equivalentes a lo largo de al menos un eje. Las características del desarrollo incluyen el número de capas de tejido germinal formadas durante el desarrollo, el origen de la boca y el ano, la presencia o ausencia de una cavidad interna del cuerpo y otras características del desarrollo embriológico, como los tipos de larvas o si los períodos de crecimiento son o no. intercalados con muda.


¿Cuál de las siguientes afirmaciones es falsa?

  1. Los eumetazoos tienen tejidos especializados y los parazoos no.
  2. Lophotrochozoa y Ecdysozoa son ambos Bilataria.
  3. Acoela y Cnidaria poseen simetría radial.
  4. Los artrópodos están más estrechamente relacionados con los nematodos que con los anélidos.

Caracterización animal basada en la simetría corporal

En un nivel muy básico de clasificación, los animales verdaderos se pueden dividir en gran medida en tres grupos según el tipo de simetría de su plan corporal: radialmente simétrico, bilateralmente simétrico y asimétrico. La asimetría se observa en dos clados modernos, el Parazoa ((Figura)a) y Placozoa. (Aunque debemos notar que los fósiles ancestrales de los Parazoa aparentemente exhibían simetría bilateral). Un clado, los Cnidaria ((Figura)antes de Cristo), exhibe simetría radial o birradial: los ctenóforos tienen simetría rotacional ((Figura)mi). La simetría bilateral se observa en el mayor de los clados, la Bilateria ((Figura)D) sin embargo, los equinodermos son bilaterales como larvas y se metamorfosean secundariamente en adultos radiales. Todos los tipos de simetría están bien adaptados para satisfacer las demandas únicas del estilo de vida de un animal en particular.

La simetría radial es la disposición de las partes del cuerpo alrededor de un eje central, como se ve en una rueda de bicicleta o un pastel. Da lugar a que los animales tengan superficies superior e inferior, pero sin lados derecho e izquierdo, ni delante ni detrás. Si un animal radialmente simétrico se divide en cualquier dirección a lo largo del eje oral / aboral (el lado con boca es el "lado oral" y el lado sin boca es el "lado aboral"), las dos mitades serán imágenes especulares. Esta forma de simetría marca los planes corporales de muchos animales en los phyla Cnidaria, incluidas las medusas y las anémonas de mar adultas ((Figura)antes de Cristo). La simetría radial equipa a estas criaturas marinas (que pueden ser sedentarias o solo capaces de moverse lentamente o flotar) para experimentar el medio ambiente por igual desde todas las direcciones. Animales simétricos bilateralmente, como mariposas ((Figura)D) tienen un solo plano a lo largo del cual el cuerpo se puede dividir en mitades equivalentes. La Ctenophora ((Figura)mi), aunque se parecen a las medusas, se considera que tienen simetría rotacional en lugar de simetría radial o birradial porque la división del cuerpo en dos mitades a lo largo del eje oral / aboral las divide en dos copias de la misma mitad, con una copia rotada 180 o, en lugar de dos imágenes especulares.


La simetría bilateral implica la división del animal a través de un plano medio sagital, lo que da como resultado dos imágenes especulares superficiales, mitades derecha e izquierda, como las de una mariposa ((Figura)D), cangrejo o cuerpo humano. Los animales con simetría bilateral tienen una “cabeza” y una “cola” (anterior frente a posterior), frontal y posterior (dorsal frente a ventral) y lados derecho e izquierdo ((Figura)). Todos los Eumetazoa, excepto aquellos con simetría radial secundaria, son bilateralmente simétricos. La evolución de la simetría bilateral que permitió la formación de los extremos anterior y posterior (cabeza y cola) promovió un fenómeno llamado cefalización, que se refiere a la colección de un sistema nervioso organizado en el extremo anterior del animal. A diferencia de la simetría radial, que es más adecuada para estilos de vida estacionarios o de movimiento limitado, la simetría bilateral permite un movimiento direccional y aerodinámico. En términos evolutivos, esta forma simple de simetría promovió la movilidad direccional activa y controlada y aumentó la sofisticación de la búsqueda de recursos y las relaciones depredador-presa.


Los animales del filo Echinodermata (como las estrellas de mar, los dólares de arena y los erizos de mar) muestran una simetría radial modificada cuando son adultos, pero como hemos señalado, sus estadios larvarios (como los bipinnaria) inicialmente exhiben simetría bilateral hasta que se metamorfosean en animales con simetría radial (esto se denomina simetría radial secundaria). Los equinodermos evolucionaron a partir de animales simétricos bilateralmente, por lo que se clasifican como simétricos bilateralmente.

Mire este video para ver un bosquejo rápido de los diferentes tipos de simetría corporal.

Caracterización animal basada en características del desarrollo embriológico

La mayoría de las especies animales se someten a una separación de tejidos en capas germinales durante el desarrollo embrionario. Recuerde que estas capas germinales se forman durante gastrulacióny que cada capa germinal suele dar lugar a tipos específicos de tejidos y órganos embrionarios. Los animales desarrollan dos o tres capas germinales embrionarias ((Figura)). Los animales que muestran simetría radial, birradial o rotacional desarrollan dos capas germinales, una capa interna (endodermo o mesendodermo) y una capa exterior (ectodermo). Estos animales se denominan diploblastos y tienen una capa intermedia inanimada entre el endodermo y el ectodermo (aunque las células individuales pueden distribuirse a través de esta capa intermedia, no hay coherente tercera capa de tejido). Los cuatro clados considerados diploblásticos tienen diferentes niveles de complejidad y diferentes vías de desarrollo, aunque hay poca información sobre el desarrollo en Placozoa. Los animales más complejos (generalmente aquellos con simetría bilateral) desarrollan tres capas de tejido: una capa interna (endodermo), una capa externa (ectodermo) y una capa intermedia (mesodermo). Los animales con tres capas de tejido se denominan triploblastos.


¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre diploblastos y triploblastos es falsa?

  1. Los animales que muestran solo simetría radial durante su vida útil son diploblastos.
  2. Los animales que muestran simetría bilateral son triploblastos.
  3. El endodermo da lugar al revestimiento del tracto digestivo y del tracto respiratorio.
  4. El mesodermo da lugar al sistema nervioso central.

Cada una de las tres capas germinales está programada para dar lugar a órganos y tejidos corporales específicos, aunque existen variaciones sobre estos temas. En términos generales, el endodermo da lugar al revestimiento del tracto digestivo (incluido el estómago, los intestinos, el hígado y el páncreas), así como al revestimiento de la tráquea, los bronquios y los pulmones del tracto respiratorio, junto con algunos otras estructuras. El ectodermo se convierte en la cubierta epitelial externa de la superficie del cuerpo, el sistema nervioso central y algunas otras estructuras. El mesodermo es la tercera capa germinal que forma entre el endodermo y el ectodermo en los triploblastos. Esta capa germinal da lugar a todos los tejidos musculares especializados (incluidos los tejidos cardíacos y los músculos de los intestinos), los tejidos conectivos como el esqueleto y las células sanguíneas y la mayoría de los demás órganos viscerales como los riñones y el bazo. Los animales diploblásticos pueden tener tipos de células que cumplen múltiples funciones, como las células epiteliomusculares, que sirven tanto de recubrimiento como de células contráctiles.

Presencia o ausencia de un celoma

Una subdivisión adicional de animales con tres capas germinales (triploblastos) da como resultado la separación de animales que pueden desarrollar una cavidad corporal derivado del mesodermo, llamado celoma, y ​​los que no lo hacen. Este epitelio revestido de células cavidad celómica, generalmente lleno de líquido, se encuentra entre los órganos viscerales y la pared del cuerpo. Alberga muchos órganos, como los sistemas digestivo, urinario y reproductivo, el corazón y los pulmones, y también contiene las principales arterias y venas del sistema circulatorio. En los mamíferos, la cavidad corporal se divide en la cavidad torácica, que alberga el corazón y los pulmones, y la cavidad abdominal, que alberga los órganos digestivos. En la cavidad torácica, una subdivisión adicional produce la cavidad pleural, que proporciona espacio para que los pulmones se expandan durante la respiración, y la cavidad pericárdica, que proporciona espacio para los movimientos del corazón. La evolución del celoma está asociada a muchas ventajas funcionales. Por ejemplo, el celoma proporciona amortiguación y absorción de impactos para los principales sistemas de órganos que encierra. Además, los órganos alojados dentro del celoma pueden crecer y moverse libremente, lo que promueve el desarrollo y la colocación óptimos de los órganos. El celoma también proporciona espacio para la difusión de gases y nutrientes, así como flexibilidad corporal, lo que promueve una mejor motilidad animal.

Los triploblastos que no desarrollan un celoma se denominan acoelomados y su región mesodermo está completamente llena de tejido, aunque todavía tienen una cavidad intestinal. Los ejemplos de acelomatos incluyen animales del filo Platyhelminthes, también conocidos como gusanos planos. Los animales con un verdadero celoma se denominan eucoelomatos (o celomatos) ((Figura)). En tales casos, un celoma verdadero surge completamente dentro de la capa germinal del mesodermo y está revestido por una membrana epitelial. Esta membrana también recubre los órganos dentro del celoma, conectándolos y manteniéndolos en posición mientras les permite cierta libertad de movimiento. Los anélidos, moluscos, artrópodos, equinodermos y cordados son todos eucoelomatos. Un tercer grupo de triploblastos tiene un celoma ligeramente diferente revestido en parte por mesodermo y en parte por endodermo. Aunque sigue siendo funcionalmente un celoma, estos se consideran celomas “falsos”, por lo que llamamos a estos animales pseudocelomates. El phylum Nematoda (gusanos redondos) es un ejemplo de pseudocoelomate. Los celomatos verdaderos se pueden caracterizar aún más basándose en otras características de su desarrollo embriológico temprano.


Desarrollo embrionario de la boca

Los eucoelomatos tribloblásticos, bilateralmente simétricos, se pueden dividir en dos grupos según las diferencias en el origen de la boca. Cuando se forma el intestino primitivo, la abertura que primero conecta la cavidad intestinal con el exterior del embrión se llama blastoporo. La mayoría de los animales tienen aberturas en ambos extremos del intestino: la boca en un extremo y el ano en el otro. Una de estas aberturas se desarrollará en o cerca del sitio del blastoporo. En Protostomes (& # 8220mouth first & # 8221), la boca se desarrolla en el blastoporo ((Figura)). En los deuterostomas (& # 8220mouth second & # 8221), la boca se desarrolla en el otro extremo del intestino ((Figura)) y el ano se desarrolla en el sitio del blastoporo. Los protostomas incluyen artrópodos, moluscos y anélidos. Los deuterostomas incluyen animales más complejos como los cordados, pero también algunos animales "simples" como los equinodermos. Sin embargo, la evidencia reciente ha desafiado esta visión simple de la relación entre la ubicación del blastoporo y la formación de la boca, y la teoría permanece en debate. Sin embargo, estos detalles de la formación de la boca y el ano reflejan general diferencias en la organización de los embriones protostoma y deuterostoma, que también se expresan en otras características del desarrollo.

Una de estas diferencias entre protostomas y deuterostomas es el método de formación del celoma, comenzando desde la etapa de gástrula. Dado que la formación de la cavidad corporal tiende a acompañar la formación del mesodermo, el mesodermo de los protostomas y deuterostomas se forma de manera diferente. El celoma de la mayoría de los protostomas se forma a través de un proceso llamado esquizocoely. El mesodermo en estos organismos suele ser el producto de blastómeros, que migran al interior del embrión y forman dos grupos de tejido mesodérmico. Dentro de cada grupo, las cavidades se desarrollan y se fusionan para formar la abertura hueca del celoma. Los deuterostomas se diferencian en que su celoma se forma a través de un proceso llamado enterocoely. Aquí, el mesodermo se desarrolla como bolsas que se desprenden del tejido endodermo. Estas bolsas eventualmente se fusionan y expanden para llenar el espacio entre el intestino y la pared del cuerpo, dando lugar al celoma.

Otra diferencia en la organización de los embriones protostoma y deuterostoma se expresa durante la escisión. Los protostomas se someten a una división en espiral, lo que significa que las células de un polo del embrión se rotan y, por lo tanto, se desalinean con respecto a las células del polo opuesto. Esto se debe al ángulo oblicuo de división con respecto a los dos polos del embrión. Los deuterostomas se someten a una división radial, donde los ejes de división son paralelos o perpendiculares al eje polar, lo que da como resultado la alineación paralela (hacia arriba y hacia abajo) de las células entre los dos polos.


Una segunda distinción entre los tipos de escisión en protostomas y deuterostomas se relaciona con el destino de la resultante blastómeros (células producidas por escisión). Además de la escisión en espiral, los protostomas también experimentan una escisión determinada. Esto significa que incluso en esta etapa temprana, el destino de desarrollo de cada célula embrionaria ya está determinado. Una célula determinada no tiene la capacidad de convertirse en ningún tipo de célula que no sea su destino original. La extracción de un blastómero de un embrión con división determinada puede resultar en estructuras faltantes y embriones que no se desarrollan. Por el contrario, los deuterostomas se someten a una división indeterminada, en la que las células aún no están completamente comprometidas en esta etapa temprana para convertirse en tipos celulares específicos. La extracción de blastómeros individuales de estos embriones no da como resultado la pérdida de estructuras embrionarias. De hecho, se pueden producir gemelos (clones) como resultado de blastómeros que se han separado de la masa original de células de blastómeros. Sin embargo, a diferencia de los protostomas, si algunos blastómeros se dañan durante la embriogénesis, las células adyacentes pueden compensar las células faltantes y el embrión no se daña. Estas células se denominan células indeterminadas. Esta característica de los deuterostomas se refleja en la existencia de familiares células madre embrionarias, que tienen la capacidad de convertirse en cualquier tipo de célula hasta que su destino se programe en una etapa posterior de desarrollo.

La evolución del celoma Uno de los primeros pasos en la clasificación de los animales es examinar el cuerpo del animal. Una estructura que se utiliza en la clasificación de animales es la cavidad corporal o celoma. La cavidad corporal se desarrolla. dentro de mesodermo, por lo que solo los animales triploblásticos pueden tener cavidades corporales. Por lo tanto, las cavidades corporales se encuentran solo dentro de la Bilateria. En otros clados animales, el intestino está cerca de la pared del cuerpo o separado de él por un material gelatinoso. La cavidad corporal es importante por dos razones. El líquido dentro de la cavidad corporal protege a los órganos del impacto y la compresión. Además, dado que en los embriones triploblásticos, la mayoría de los músculos, el tejido conectivo y los vasos sanguíneos se desarrollan a partir del mesodermo, estos tejidos que se desarrollan dentro del revestimiento de la cavidad corporal pueden reforzar el intestino y la pared corporal, ayudar en la motilidad y hacer circular los nutrientes de manera eficiente.

Para recapitular lo que hemos comentado anteriormente, los animales que no tienen celoma se denominan acoelomados. El principal grupo de acelomatos en la Bilateria son los gusanos planos, incluidas las formas parasitarias y de vida libre, como las tenias. En estos animales, el mesénquima llena el espacio entre el intestino y la pared del cuerpo. Aunque se encuentran dos capas de músculo justo debajo de la epidermis, no hay músculo ni otro tejido mesodérmico alrededor del intestino. Los gusanos planos dependen de la difusión pasiva para el transporte de nutrientes a través de su cuerpo.

En pseudocelomates, hay una cavidad corporal entre el intestino y la pared del cuerpo, pero solo la pared del cuerpo tiene tejido mesodérmico. En estos animales, el mesodermo se forma, pero no desarrolla cavidades dentro de él. Los principales phyla pseudocoelomate son los rotíferos y nematodos. Los animales que tienen un verdadero celoma se llaman eucoelomates todos los vertebrados, así como los moluscos, anélidos, artrópodos y equinodermos, son eucoelomatos. El celoma se desarrolla dentro del mesodermo durante la embriogénesis. De los principales filos bilaterianos, los moluscos, anélidos y artrópodos son esquizoceles, en el que el mesodermo se divide para formar la cavidad corporal, mientras que los equinodermos y cordados son enteroceleros, en el que el mesodermo se forma como dos o más brotes fuera del intestino. Estos brotes se separan del intestino y se unen para formar la cavidad corporal. En los vertebrados, los mamíferos tienen una cavidad corporal subdividida, con la cavidad torácica separada de la cavidad abdominal. Los pseudocoelomatos pueden haber tenido antepasados ​​eucoelomados y pueden haber perdido su capacidad para formar un celoma completo a través de mutaciones genéticas. Por lo tanto, este paso en la embriogénesis temprana, la formación del celoma, ha tenido un gran impacto evolutivo en las diversas especies del reino animal.

Resumen de la sección

Los organismos del reino animal se clasifican según la morfología de su cuerpo, sus vías de desarrollo y sus afinidades genéticas. Las relaciones entre Eumetazoa y clados más basales (Ctenophora, Porifera y Placozoa) aún se están debatiendo. Los Eumetazoa (& # 8220animales verdaderos & # 8221) se dividen en aquellos con simetría radial versus bilateral. Generalmente, los animales más simples y a menudo inmóviles muestran simetría radial, lo que les permite explorar su entorno en todas las direcciones. Los animales con simetría radial también se caracterizan generalmente por el desarrollo de dos capas germinales embriológicas, el endodermo y el ectodermo, mientras que los animales con simetría bilateral se caracterizan generalmente por el desarrollo de una tercera capa germinal embriológica, el mesodermo. Los animales con tres capas germinales, llamados triploblastos, se caracterizan además por la presencia o ausencia de una cavidad interna del cuerpo llamada celoma. La presencia de un celoma ofrece muchas ventajas, y los animales con un celoma pueden denominarse celomatos verdaderos o pseudocelomatos, dependiendo de la medida en que el mesodermo recubre la cavidad corporal. Los celomatos se dividen además en uno de dos grupos llamados protostomos y deuterostomas, en función de una serie de características de desarrollo, incluidas las diferencias en la escisión del cigoto, el método de formación de celoma y la rigidez del destino de desarrollo de los blastómeros.


27,4 | La historia evolutiva del reino animal

Al final de esta sección, podrá:

  • Describir las características que caracterizaron a los primeros animales y cuándo aparecieron en la tierra.
  • Explicar la importancia del período Cámbrico para la evolución animal y los cambios en la diversidad animal que tuvieron lugar durante ese tiempo.
  • Describe algunas de las cuestiones no resueltas que rodean la explosión cámbrica.
  • Discutir las implicaciones de las extinciones masivas de animales que han ocurrido en la historia evolutiva.

Muchas preguntas sobre los orígenes y la historia evolutiva del reino animal continúan siendo investigadas y debatidas, a medida que las nuevas evidencias fósiles y moleculares cambian las teorías predominantes. Algunas de estas preguntas incluyen las siguientes: ¿Cuánto tiempo han existido los animales en la Tierra? ¿Cuáles fueron los primeros miembros del reino animal y qué organismo fue su antepasado común? Si bien la diversidad animal aumentó durante el período Cámbrico de la era Paleozoica, hace 530 millones de años, la evidencia fósil moderna sugiere que las especies animales primitivas existieron mucho antes.

Vida animal precámbrica

El tiempo anterior al período Cámbrico se conoce como Período ediacárico (desde hace unos 635 millones de años hasta hace 543 millones de años), el período final de la Era Neoproterozoica del Proterozoico tardío (Figura 27.14). Se cree que la vida animal temprana, denominada biota de Ediacara, evolucionó a partir de protistas en este momento. Algunas especies de protesta llamadas coanoflagelados se parecen mucho a las células de coanocitos de los animales más simples, las esponjas. Además de su similitud morfológica, los análisis moleculares han revelado homologías de secuencia similares en su ADN.

Figura 27.14 (a) La historia de la Tierra se divide en eones, eras y períodos. Tenga en cuenta que el período de Ediacara comienza en el eón Proterozoico y termina en el período Cámbrico del eón Fanerozoico. (b) Las etapas en la escala de tiempo geológico se representan como una espiral. (crédito: modificación del trabajo por USGS)

Durante mucho tiempo se creyó que la vida más temprana que comprendía la biota de Ediacara incluía solo criaturas marinas diminutas, sésiles y de cuerpo blando. Sin embargo, recientemente ha habido una creciente evidencia científica que sugiere que especies animales más variadas y complejas vivieron durante este tiempo, y posiblemente incluso antes del período ediacárico.

Recientemente se descubrieron en Australia Meridional fósiles que se cree representan los animales más antiguos con partes duras del cuerpo. Estos fósiles esponjosos, llamados Coronacollina acula, se remontan a 560 millones de años y se cree que muestran la existencia de partes duras del cuerpo y espículas que se extendían a 20–40 cm del cuerpo principal (se estima que tienen unos 5 cm de largo). Otros fósiles del período ediacárico se muestran en Figura 27.15ab.

Figura 27.15 Los fósiles de (a) Cyclomedusa y (b) Dickinsonia datan de hace 650 millones de años, durante el período ediacárico. (crédito: modificación del trabajo de “Smith609” / Wikimedia Commons)

Otro descubrimiento fósil reciente puede representar la primera especie animal jamás encontrada. Si bien la validez de esta afirmación aún está bajo investigación, estos fósiles primitivos parecen ser criaturas pequeñas, de un centímetro de largo, parecidas a esponjas. Estos fósiles de Australia del Sur se remontan a 650 millones de años, lo que en realidad coloca al animal putativo antes del gran evento de extinción de la edad de hielo que marcó la transición entre los Período criogénico y el período ediacárico. Hasta este descubrimiento, la mayoría de los científicos creían que no había vida animal antes del período ediacárico. Muchos científicos creen ahora que, de hecho, los animales pueden haber evolucionado durante el período criogénico.

La explosión cámbrica de la vida animal

El período Cámbrico, que se produjo entre aproximadamente 542 y 488 millones de años atrás, marca la evolución más rápida de nuevos filos animales y diversidad animal en la historia de la Tierra. Se cree que la mayoría de los phyla animales que existen hoy en día tuvieron sus orígenes durante este tiempo, a menudo referido como el Explosión cámbrica (Figura 27.16). Durante este período surgieron equinodermos, moluscos, gusanos, artrópodos y cordados. Una de las especies más dominantes durante el período Cámbrico fue el trilobite, un artrópodo que fue uno de los primeros animales en exhibir un sentido de la visión (Figura 27.17abcd).

Figura 27.16 La interpretación de un artista muestra algunos organismos del período Cámbrico. Figura 27.17 Estos fósiles (a – d) pertenecen a trilobites, artrópodos extintos que aparecieron en el período Cámbrico temprano, hace 525 millones de años, y desaparecieron del registro fósil durante una extinción masiva al final del período Pérmico, aproximadamente 250 millones de años. atrás.

La causa de la explosión del Cámbrico aún se debate. Hay muchas teorías que intentan responder a esta pregunta. Los cambios ambientales pueden haber creado un entorno más adecuado para la vida animal. Ejemplos de estos cambios incluyen el aumento de los niveles de oxígeno atmosférico y los grandes aumentos en las concentraciones de calcio oceánico que precedieron al período Cámbrico (Figura 27.18). Algunos científicos creen que una plataforma continental expansiva con numerosas lagunas o estanques poco profundos proporcionó el espacio vital necesario para que coexistieran un mayor número de diferentes tipos de animales. También hay apoyo para las teorías que sostienen que las relaciones ecológicas entre especies, como los cambios en la red trófica, la competencia por el alimento y el espacio, y las relaciones depredador-presa, fueron preparadas para promover una coevolución masiva repentina de especies. Sin embargo, otras teorías afirman razones genéticas y de desarrollo para la explosión cámbrica. La flexibilidad morfológica y la complejidad del desarrollo animal proporcionado por la evolución de Hox los genes de control pueden haber proporcionado las oportunidades necesarias para el aumento de posibles morfologías animales en la época del período Cámbrico. Las teorías que intentan explicar por qué ocurrió la explosión del Cámbrico deben poder proporcionar razones válidas para la diversificación masiva de animales, así como explicar por qué sucedió. cuando lo hizo. Existe evidencia de que apoya y refuta cada una de las teorías descritas anteriormente, y la respuesta puede muy bien ser una combinación de estas y otras teorías.

Figura 27.18 La concentración de oxígeno en la atmósfera terrestre aumentó bruscamente hace unos 300 millones de años.

Sin embargo, quedan preguntas sin resolver sobre la diversificación animal que tuvo lugar durante el período Cámbrico. Por ejemplo, no entendemos cómo ocurrió la evolución de tantas especies en tan poco tiempo. ¿Hubo realmente una "explosión" de vida en este momento en particular? Algunos científicos cuestionan la validez de esta idea, porque hay cada vez más pruebas que sugieren que existía más vida animal antes del período Cámbrico y que las llamadas explosiones (o radiaciones) de otras especies similares también ocurrieron más adelante en la historia. Además, la gran diversificación de especies animales que parece haber comenzado durante el período Cámbrico continuó hasta bien entrado el período Ordovícico siguiente. A pesar de algunos de estos argumentos, la mayoría de los científicos están de acuerdo en que el período Cámbrico marcó una época de evolución y diversificación animal impresionantemente rápida que no tiene parangón en ninguna otra parte de la historia.

Ver un animación (http://openstaxcollege.org/l/ocean_life) de cómo pudo haber sido la vida en el océano durante la explosión del Cámbrico.

Evolución poscámbrica y extinciones masivas

Los períodos que siguieron al Cámbrico durante la Era Paleozoica están marcados por una mayor evolución animal y el surgimiento de muchos nuevos órdenes, familias y especies. A medida que los filos animales continuaron diversificándose, nuevas especies se adaptaron a nuevos nichos ecológicos. Durante el período Ordovícico, que siguió al período Cámbrico, la vida vegetal apareció por primera vez en la tierra. Este cambio permitió que especies de animales anteriormente acuáticos invadan la tierra, alimentándose directamente de plantas o vegetación en descomposición. Los cambios continuos de temperatura y humedad a lo largo del resto de la Era Paleozoica debido a los movimientos de las placas continentales fomentaron el desarrollo de nuevas adaptaciones a la existencia terrestre en los animales, como los apéndices con extremidades en los anfibios y las escamas epidérmicas en los reptiles.

Los cambios en el medio ambiente a menudo crean nuevos nichos (espacios de vida) que contribuyen a una rápida especiación y una mayor diversidad. Por otro lado, los eventos cataclísmicos, como las erupciones volcánicas y los impactos de meteoritos que destruyen la vida, pueden resultar en pérdidas devastadoras de diversidad. Tales períodos de extinción masiva (Figura 27.19) han ocurrido repetidamente en el registro evolutivo de la vida, borrando algunas líneas genéticas y creando espacio para que otras evolucionen hacia los nichos vacíos que quedaron atrás. El final del período Pérmico (y la Era Paleozoica) estuvo marcado por el mayor evento de extinción masiva en la historia de la Tierra, una pérdida de aproximadamente el 95 por ciento de las especies existentes en ese momento. Algunos de los filos dominantes en los océanos del mundo, como los trilobites, desaparecieron por completo. En tierra, la desaparición de algunas especies dominantes de reptiles del Pérmico hizo posible que surgiera una nueva línea de reptiles, los dinosaurios. Las condiciones climáticas cálidas y estables de la siguiente Era Mesozoica promovieron una diversificación explosiva de los dinosaurios en todos los nichos imaginables en la tierra, el aire y el agua. Las plantas también se irradiaron hacia nuevos paisajes y nichos vacíos, creando comunidades complejas de productores y consumidores, algunos de los cuales se volvieron muy grandes gracias a la abundancia de alimentos disponibles.

Otro evento de extinción masiva ocurrió al final del período Cretácico, poniendo fin a la Era Mesozoica. Los cielos se oscurecieron y las temperaturas cayeron cuando un gran impacto de meteorito y toneladas de ceniza volcánica bloquearon la entrada de la luz solar. Las plantas murieron, los herbívoros y los carnívoros murieron de hambre, y los dinosaurios, en su mayoría de sangre fría, cedieron su dominio del paisaje a más mamíferos de sangre caliente. En la siguiente Era Cenozoica, los mamíferos irradiaron hacia nichos terrestres y acuáticos antes ocupados por dinosaurios, y las aves, los vástagos de sangre caliente de una línea de reptiles dominantes, se convirtieron en especialistas aéreos. La aparición y el predominio de las plantas con flores en la Era Cenozoica creó nuevos nichos para los insectos, así como para las aves y los mamíferos. Los cambios en la diversidad de especies animales durante el Cretácico tardío y el Cenozoico temprano también fueron promovidos por un cambio dramático en la geografía de la Tierra, ya que las placas continentales se deslizaron sobre la corteza a sus posiciones actuales, dejando algunos grupos de animales aislados en islas y continentes, o separados por cadenas montañosas. o mares interiores de otros competidores. A principios del Cenozoico, aparecieron nuevos ecosistemas, con la evolución de pastos y arrecifes de coral. A finales del Cenozoico, ocurrieron más extinciones seguidas de especiación durante las edades de hielo que cubrieron altas latitudes con hielo y luego se retiraron, dejando nuevos espacios abiertos para la colonización.


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Comentarios:

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  3. Bakazahn

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