Download Guia TP 1

TRABAJO PRÁCTICO N° 1
PATRONES MORFOLÓGICOS DE LOS ANIMALES
CONTENIDOS: Patrones morfológicos de los animales. Niveles de organización. Características
determinantes de la organización. Simetría: radial y bilateral. Planos y ejes. Metamería. Cavidades del
cuerpo: acelomados, pseudocelomados y celomados. Cefalización y centralización sistema nervioso.
Conceptos de homología y analogía.
OBJETIVOS
• Reconocer las principales características morfofisiológicas de los animales.
• Identificar las estructuras que definen algunos de los filos animales.
• Identificar y diferenciar diferentes filos animales.
• Asociar las estructuras corporales de los distintos grupos con adaptaciones particulares y/o posición
filogenética.
MATERIALES
Láminas, cortes histológicos, material conservado y/o disecado, bibliografía.
INTRODUCCIÓN
La característica unificadora de los animales (Metazoos) es su modo de nutrición, ellos deben buscar
fuentes de alimento o elaborar estrategias para asegurar que éste vaya a su encuentro (heterótrofos). La
movilidad de todo el organismo, de sus partes, o de ambas cosas es un requisito para la supervivencia
animal. La movilidad requiere de sistemas eficientes de integración y control de las diferentes poblaciones
de células que constituyen el organismo, estas características unificadoras de los animales son también la
clave de su diversidad.
Los animales modernos derivan de protistas unicelulares, los coanoflagelados y se clasifican en base a
diversos criterios o características para dilucidar las relaciones evolutivas entre los diferentes grupos o filos.
Actualmente, entre las características consideradas se cuentan: la cantidad de capas de embrionarias de
donde derivan las células, el plan básico del cuerpo (tipo de cavidad digestiva) y la disposición de sus partes,
la presencia o ausencia de cavidades corporales y la manera en que se forman, el patrón de desarrollo desde
el óvulo fecundado hasta el animal adulto, así como la estructura de las moléculas y genomas animales.
Las características unificadoras que permiten diferenciar los distintos filos de animales son la simetría
general del cuerpo, la cantidad de hojas germinativas formadas en el desarrollo embrionario,el origen del
blastoporo en el embrión, tipo de celoma, la organización del sistema digestivo y la existencia o no de
segmentación corporal. Estas características brindan indicios de las relaciones evolutivas interfiléticas o, al
menos, permiten efectuar una primera comparación del cuerpo de los animales, describiendo sus patrones
arquitectónicos comunes.
Los filos son agrupaciones de especies animales que presentan características estructurales y una
organización topográfica (espacial) de sus órganos particular y claramente diferenciada de otros. Es
importante tener en cuenta que los criterios de clasificación de los animales ha sufrido importantes
modificaciones en la historia. En la actualidad, los animales se clasifican en 30 filos y se considera que cada
ha derivado de un linaje monofilético. La diferencia entre colonias de protistas y animales multicelulares
simples como los poríferos (agregados celulares), es que en estos organismos las células están diferenciadas
y sus actividades son coordinadas. En la evolución animal, el linaje que condujo a las esponjas se separó
temprano de aquel que encaminó a todos los otros animales, considerados eumetazoos. Los eumetazoos
tienen células especializadas que actúan como una unidad regulada y coordinadapara cumplir diferentes
funciones, es decir, como un verdadero tejido.
Simetría. La simetría es el patrón de disposición espacial de las partes del cuerpo de un organismo
respecto a un punto, línea o plano de referencia. La simetría más simple y basal, es la irregular,
considerándose a los animales que la presentan como asimétricos, tal es el caso de las esponjas (poríferos).
La simetría radial, en tanto, es aquella que determina múltiples porciones similares ubicadas en torno a un
punto, exactamente como ocurre con una pizza cortada en porciones iguales. Se la asocia a la ocurrencia de
vida sésil o poco activa y se halla en los cnidarios (medusas) y ctenóforos. Finalmente, la simetría bilateral,
es una característica común en la mayoría de los animales que se mueven libremente. Un animal con simetría
bilateral puede ser dividido en imágenes especulares: un lado izquierdo y un lado derecho, organizado en
torno de un eje medio antero-posterior. Se da con la aparición del mesodermo y se considera que permitió,
1
posteriormente, la adquisición de caracteres más complejos como un sistema muscular y un sistema nervioso
centralizado y cefalizado. A partir de los platelmintos y hasta los cordados, todos los animales presentan
este tipo de simetría (nemátodos, anélidos, moluscos, crustáceos, artrópodos, equinodermos, entre otros).
Los equinodermos en su vida larval tienen simetría bilateral y en la etapa adulta poseen una simetría
pentámera adquirida de forma secundaria.
Cantidad de hojas germinativas. En el desarrollo embrionario de los animales (excepto poríferos
que son agregados celulares), las células se organizan formando capas u hojas embrionarias, a partir de las
cuales derivan las capas que constituyen el cuerpo de los organismos. Algunos animales, conocidos como
diploblásticos, poseen sólo dos capas corporales, una externa o ectodermo y otra interna o endodermo
(cnidarios y ctenóforos). En estos organismos el endodermo tapiza la cavidad digestiva y el ectodermo foma
la epidermis. Entre ambas capas se encuentra una matriz extracelular, denominada mesoglea. El resto de los
animales denominados triblásticos, desarrollan una tercera capa embrionaria intermedia, el mesodermo. La
aparición de esta capa embrionaria constituyó un punto de inflexión en la evolución de los animales, ya que
trajo aparejado la adquisición de mayor complejidad en el diseño corporal. A partir del mesodermo, se
desarrollaron nuevos tejidos (tejido conectivo y muscular), espacios o cavidades corporales (celoma) y
numerosos órganos (sistema reproductor, excretor, circulatorio, entre otras estructuras).
Origen del blastoporo en el embrión. En los animales triblásticos, al comienzo del desarrollo
embrionario y como resultado de la rápida segmentación del cigoto, se forma una esfera hueca o blástula
(semejante a una pelota), contituida por una capa simple de células que se invaginan o introducen hacia el
interior de la cavidad (blastocel) por uno de sus polos (gastrulación). Como consecuencia de esta
invaginación, en dicho polo se forma un orifico o apertura que se conoce con el nombre de blastoporo. El
patrón de desarrollo después de la formación del blastoporo se ha utilizado para dividir a los animales en dos
grandes grupos: protostomados(el blastoporo queda ubicado en la región anterior del embrión donde luego
se formará la boca) y deuterostomados(el blastoporo se sitúa en la región posterior del embrión donde se
formará el ano).
Plan básico del cuerpo (tipo de cavidad digestiva). La cavidad digestiva diferenciada, con una boca
como orificio de entrada de los alimentos y por lo tanto con una digestión casi exclusivamente extracelular,
es característica de los eumetazoos, y podría haber sido el primer sistema en aparecer en los organismos
diblásticos. El plan corporal básico de los animales puede clasificarse en dos tipos según la organización del
sistema digestivo: en forma de saco ciego, o en forma de tubo doblemente perforado. El primero es hallado
en cnidarios y platelmintos, animales considerados como algunos de los más simples actualmente existentes.
Este tipo de sistema digestivo presenta una única abertura que sirve a la vez, como boca y ano. El sistema
digestivo en forma de tubo doblemente perforado, presenta una boca y un ano. Esta organización está
presente en el resto de los animales. Evolutivamente, la aparición de un tubo digestivo con un orificio de
entrada y otro de salida, permitió un aumento en la eficiencia digestiva y por tanto en el tamaño y la
complejidad corporal.
Celoma y cavidades corporales. Entre las capas del cuerpo de muchos animales se ubican espacios
llenos de líquido, denominados cavidades corporales, las cuales tienen influencia en el movimiento o
desplazamiento del individuo.Los animales triblásticos pueden o no tener una cavidad corporal desarrollada
dentro del mesodermo, denominada celoma. Esta cavidad alberga numerosas vísceras como: parte del
sistema digestivo, corazón, pulmones y sistema reproductor. Los organismos que carecen de una cavidad
corporal cerrada, considerados más simples, se llaman acelomados. En estos, el cuerpo se halla “relleno” de
células mesenquimáticas que pueden contener algunos espacios o intersticios entre los órganos (platelmintos,
entre otros). Otros animales tienen una cavidad corporal llamada seudoceloma y a estos organismos se los
conoce como seudocelomados(nemátodos, entre otros). El seudoceloma deriva del blastocel, cavidad que
aparece en el interior de la blástula. Esta cavidad persiste en la etapa adulta y está tapizada por una capa de
mesodermo adosado a la pared corporal externa (ectodermo), pero ausente alrededor de las vísceras u
órganos internos. Los animales celomados (desde anélidos en adelante) presentan una cavidad corporal que
se desarrolló dentro de la capa de mesodermo y se halla, recubierta por una membrana, el peritoneo. El
mesodermo se encuentra adyacente a la pared externa del cuerpo y a los órganos internos o vísceras. Entre
las funciones que cumple el celoma se mencionan: servir de soporte como hidroesqueleto facilitando el
movimiento, intervenir en el transporte y excreción de nutrientes, metabolitos, gametas, etc.
Segmentación corporal o metamería. La metamería, característica de los animales bilaterales, es la
repetición de las partes o regiones del cuerpo, comprendiendo tanto estructuras internas como externas a lo
largo del eje longitudinal del animal. Es decir, consiste en la división del cuerpo en módulos o segmentos
repetidos, llamados metámeros. En algunos casos, la segmentación es evidente como en las lombrices de
2
tierra, en otros se ha modificado considerablemente (en asociación al tipo de locomoción del animal en su
ambiente) y es menos conspicua (mamíferos).
Se considera que la metamería es verdadera cuando involucra la segmentación del mesodermo y la
formación de tabiques. El metamerismo se ha presentado en dos ocasiones en la historia evolutiva de los
animales, una en la filogenia de anélidos y artópodos y otra en la evolución de los cordados. Los animales
con cuerpo segmentado tienen la posibilidad de alterar la forma del cuerpo de manera compleja y controlar
los movimientos con mayor precisión. En algunos grupos más simples puede presentarse solo la repetición
de algunos órganos sin la formación de tabiques, condición que se conoce como seudometamería
(platelmintos).
Cefalización y centralización del sistema nervioso. Estos fenómenosson considerados hitos
sobresalientes en la evolución, porque implican un aumento considerable en la complejidad morfológica,
fisiológica y conductual. La cefalización se refiere a la adquisición de un polo o extremo anterior explorador,
donde se concentra un mayor número de células nerviosas que pueden llegar a formar verdaderos centros
nerviosos y órganos de los sentidos que le sirven para monitorear el medio. Este carácter está correlacionado
directamente con la adquisición de la simetría bilateral. Los animales con simetría radial, sésiles o poco
activos como los cnidarios, no poseen grado alguno de cefalización aunque presentan una red de células
nerviosas distribuídas en forma difusa en el cuerpo. Las primeras tendencias hacia la cefalización aparecen
en platelmintos (planarias), alcanzando un gran desarrollo en artrópodos, moluscos y cordados. El sistema
nervioso está constituído por órganos específicos y definidos que tienden a concentrarse sobre la línea media
del cuerpo del animal. Estos órganos pueden ser cerebros anteriores y cefálicos, cadenas ganglionares,
ganglios y cordones nerviosos, como la médula espinal.
ACTIVIDADES PRÁCTICAS
I- Simetría
1. Observe las figuras y marque en ellas los diferentes planos (sagital, frontal y transversal) cuando le resulte
posible. Haga lo propio con las regiones oral, aboral, cefálica, caudal, dorsal y ventral. Indique el tipo de
simetría que tienen los organismos de las figuras y señale el Phylum al que pertenecen.
3
2. Observe el material disecado y/o conservado que tenga a su disposición. Esquematícelos y marque los
diferentes planos (sagital, frontal y transversal) cuando le resulte posible.
Haga lo propio con las regiones oral, aboral, cefálica, caudal, dorsal y ventral.
Indique el tipo de simetría que tienen los organismos de las figuras y señale el Phylum al que pertenecen
II- Hojas germinativas y cavidades corporales.
3. Señale en los diagramas que representan cortes transversales del cuerpo de animales triblásticos, las capas
(ectodermo, endodermo y mesodermo) y cavidades corporales (celoma, seudoceloma) presentes. Observe las
fotografías e indique si los organismos poseen o no algún tipo de cavidad corporal y el Phylum al que
pertenecen.
4
4. ¿Se considera actualmente al celoma como indicativo de la posición filogenética o “grado evolutivo” de
un animal? Fundamente.
III- Plan básico del cuerpo (tipo de cavidad digestiva)
5. Observe las siguientes figuras e indique el tipo de cavidades o sistemas digestivos presentes. Señale el
Phylum al que pertenecen los organismos en cuestión.
IV- Segmentación corporal o metamería
6. Observe las siguientes figuras e indique si presentan segmentación corporal o metamería. Señale el
Phylum al que pertenecen el organismo de cada imagen.
5
7. En material conservado y/o disecado y en cortes histológicos observe e indique si se observa
segmentación corporal o metamería. Señale el Phylum al que pertenecen los organismos analizados.
Esquematice.
V- Cefalización y centralización
8. Señale en la figura el tipo de organización del sistema nervioso en los distintos organismos.
6
9. ¿Qué es la cefalización? ¿En que grupo animal se dio por primera vez? Señale en que animales se
simplificó secundariamente e indique por qué.
¿Qué es la centralización del sistema nervioso? ¿Qué grupo la presentó por primera vez?
¿Cómo se relacionan la cefalización y la centralización del sistema nervioso?
VI- Filos animales
8. Observe el siguiente árbol filogenético de los animales y en él señale: a partir de qué grupo surge la
simetría radial, la simetría bilateral y la cefalización. Además indique en qué filos se observa repetición
serial, segmentación y/o metamería.
BIBLIOGRAFÍA
(algunos disponibles en el enlace de Recursos bibliográficos de la página web de la Cátedra
www.efn.uncor.edu/departamentos/divbioeco/morfoani/recursosbib.htm).
•
•
•
•
•
•
•
•
Audesirk,T.;G.Audesirk y B.Byers.2008.Biología.La vida en la Tierra.Ed. Pearson Educación de
México, México.
Carezzano, F. y S. Urquiza. 2014. Traducción de Schimidt-Rhaesa, A. 2007. The evolution of organ
system. Oxford University Press (Capítulo 8, 148-153)
Carranza, M.; G. Celaya; F. Carezzano y M. A. Bistoni. 2012. Morfología de los Animales. Visión
funcional y adaptativa. Ed. SIMA, Córdoba. I.S.B.N. 978-987-1253-25-8. 421 pp.
Curtis, H.; S. Barnes; A. Schnek y A. Massarini. 2008. Biología. Ed. Médica Panamericana, Buenos
Aires.
Hickman, C. 2009. Principios Integrales de Zoologia. Ed.Mcgraw-Hill / Interamericana, Barcelona.
Hickman, C; L. Roberts y A. Larson. 2003. Zoología. Principios generales. Ed Interamericana McGrawHill, Madrid.
Schimidt-Rhaesa, A. 2007. The evolution of organ system. Oxford University Press
Urquiza, S. y F. Carezzano. 2013. El origen evolutivo de la segmentación y los ojos. Boletín Biológica
29 (7): 26-30.
7
PREGUNTAS DE AUTOEVALUACIÓN
1- Mencione los niveles de organización que son objeto de estudio de la Morfología Animal.
2- Liste los grandes grupos zoológicos que conforman el y de un ejemplo de cada uno.
3- Mencione los criterios o patrones que permiten establecer las principales características morfológicas
entre los animales.
4- Defina los conceptos e indique los diferentes tipos o variedades que se presentan de: simetría y
metamería.
5- Analice y discuta la siguiente afirmación: Los placozoos y las esponjas no poseen órganos, apenas
algunos tejidos diferenciados.
6- Diferencie entre un organismo basal y uno simplificado secundariamente.
7- ¿Una estructura simple es necesariamente primitiva? Justifique.
8- Defina y diferencie entre los conceptos de homología, homoplasía y homocracía u homología profunda.
9- ¿Por qué la simplificación secundaria de las estructuras interfiere en la determinación de la homología
entre órganos?
10- Diferencie entre el Urmetazoo y el Urbilateria. ¿Qué estructuras y órganos se habrían originado en
ambos?
11- ¿Cuáles son las diferencias entre la condición acelomada, pseudocelomada y eucelomada?
12- La cefalización es:
a- La concentración de estructuras sensoriales en la línea media.
b- La concentración de estructuras nerviosas, sensoriales y digestivas en el polo anterior.
c- La adquisición de un cerebro.
d- Ninguna de las opciones anteriores es correcta.
13- Los animales son:
a- Organismos móviles, sin paredes celulares, eucariotas, y con células formando colonias.
b- Organismos móviles, sin paredes celulares y eucariotas, pluricelulares o unicelulares.
c- Organismos móviles, sin paredes celulares y eucariotas, con tejidos u órganos diferenciados.
d- Organismos eucariotas, pluricelulares, donde algunas células no pueden alimentarse por si
mismas.
e- Ninguna de las opciones anteriores es correcta.
14- El plan corporal es:
a- La cantidad y disposición de tejidos que posee un animal.
b- La orientación de los ejes de simetría hallados en un organismo animal.
c- La disposición y arreglo de los órganos y los sistemas presentes en un animal.
d- Ninguna de las opciones anteriores es correcta.
8