domingo, 26 de enero de 2014

Comparative Anatomy: Nutrition.

I post two schemes related to living beings nutrition: a general scheme of the animal nutrition process in animals and a scheme of the main digestive or nutritional structures in living beings.
Level: 2º ESO.

Animal nutrition.

Nutrition, structures and digestive systems

sábado, 18 de enero de 2014

Vertebrados: Mamíferos.

Los mamíferos son vertebrados amniotas hometermos con el cuerpo recubierto de pelos y que alimentan a sus crías con leches, procedente de unas glándulas mamarias pares que aparecen en la zona ventral.


Poseen un encéfalo grande y muy desarrollado. El cráneo también presenta un desarrollo importante y es particularmente compacto, unido por suturas, digitaciones que ensamblan los huesos. Toda la caja forma un bloque rígido. La única parte móvil de este cráneo son las mandíbulas, constituidas por un solo hueso y que posee principalmente capacidad de movimiento hacia arriba y abajo, siendo muy reducidos el resto de movimientos (a derecha e izquierda). Los huesos son gruesos.

Los dientes están diferenciados por su función y morfología, ocupando distintas zonas en la mandíbula. La dentición se reemplaza a lo largo de la vida, apareciendo una dentición de leche o inmadura y una dentición adulta.

La piel posee multitud de glándulas, sudoríparas y sebáceas, en ocasiones asociadas a folículos pilosos. Por el canal por el que emerge el pelo, emergen las glándulas sebáceas, aunque en algunas zonas pueden independizarse.

El corazón tiene cuatro cavidades. Y hay un diafragma muscular que separa la cavidad torácica de la cavidad abdominal, resultando importante para el proceso respiratorio. El celoma posee tres cavidades, la pericárdica, y la visceral que a su vez se divide en dos partes, una en la que están los pulmones y otra donde se encuentran los intestinos y la mayor parte del aparato digestivo.

Dentición.

 Existe una especialización en la dentición de los mamíferos, tanto en cuanto a la forma como al número de piezas. El número suele ser constante y reducido. Salvo en pocas excepciones, habrá menos de 44 piezas. Se implantan en los maxilares, premaxilares y dentarios.

En el diente encontraremos la corona, superficial y la raíz que se encuentra hundida en un alveolo. La parte más exterior está constituida por el esmalte. Por dentro, encontramos la dentina. Y la pulpa está en el interior, siendo este un tejido vivo que produce al resto de tejidos más exteriores. En la pulpa encontraremos vasos sanguíneos y nervios.

En la raíz no hay esmalte. Hay un cemento que tiene la importante misión de ayudar a que el diente no se desajuste, rellenando los huecos que se puedan producir. Secundarimente, se utiliza para determinar la edad del animal por las líneas que se generan del interior del diente al cortarlo transversalmente.

La dentición es heterodonta, expresándose como cuatro tipos de piezas: los caninos, los incisivos, los premolares y los molares.

Los incisivos se encuentran sobre el premaxilar, son los últimos implantados, unicúspides y con una sola raíz. Su función es la de capturar o captar el alimento con un cierto grado de finura. Las especies con más capacidad de selección de alimentos tienden a tener los incisivos más desarrollados. Y si usa las manos, como los primates, suelen tender a reducirse.

Sobre los maxilares encontramos los caninos. Son unicúspides y con una sola raíz. Se relacionan con la rotación del alimento y para matar a las presas, desgarrar tejidos. Son largos y curvados hacia atrás.

Después encontramos los malariformes, que corresponden a los premolares y molares, que en ocasiones no se diferencian bien. Los premolares nacen y se reemplazan por otros. Los malares no están sometidos a reemplazamiento. Suelen nacer más tarde y una sola vez. Por lo demás, tienen coronas complejas y raíces múltiples.

Como ya indicamos, salvo excepciones la dentición se reemplaza, con dos series de dientes. Una de ellas presenta todos los dientes excepto los molares y acabarán cayendo, siendo reemplazadas a lo largo de la vida.

El número e identidad de las piezas es constante en cada especie. Existe una fórmula dentaria general, según la cual un adulto suele tener en la parte superior tres incisivos, un canino, cuatro premolares y dos molares y en la parte inferior tres incisivos, dos caninos, cuatro premolares y tres molares.

Hay dos categorías de malariformes. Por un lado están los braquidentos, con corona corta y raíz larga, en general con más de una raíz que tiende cerrarse y con un crecimiento limitado. Y por otro están los dipsodontos, propios de herbívoros especializados, con corona alta y crecimiento ilimitado, ya que se van desgastando al comer tierra y otras sustancias abrasivas.

Dentro de los braquiodentos hay dos modelos. Por un lado, los sacadentos, de carnívoros, corresponde a una dentición cortadora, con cúspides verticales bien desarrolladas, poco componente horizontas y planos y o bien encajan los de arriba en los de abajo o bien aparece un deslizamiento lateral.
 
Tipos de denticiones de braquiodentos.
El otro tipo es el brumodento, típica de omnívoros. Es decir, la dentición por ejemplo de los humanos. Poseen cúspides redondeadas, con un componente transversal grande y cuya función es triturar los alimentos.

Evolución de la dentición.

Los vertebrados inferiores son haplodontos, con todos los dientes iguales, con una sola cúspide y que encaja en una mandíbula a otro, de forma que alternan los dientes. Apenas está presente en los mamíferos primitivos. Su función principal es retener las presas.
 
Dentición haplodonta
La dentición pricenodonta se da en mamíferos primitivos y en algunos reptiles. Poseen una cúspide principal y dos cúspides pequeñas. La cúspide principal penetra entre los dos intercúspides del otro diente. La función es romper y cortar.
 
Dentición pricenodonta
En el siguiente paso nos encontramos con las cúspides a los lados, en forma de triángulo. Se denomina trituberculada. El diente comienza a tener un componente horizontal transversal, más masticador. En terónidos encontramos una superfice bajo lateral que amplía la superficie de masticación.

La dentición es un carácter que aporta gran información sobre el animal, ya que nos indica qué come. Un ejemplo es el tamaño de los caninos. La muela carnicera, es decir, el premolar corto de la mandíbula superior es la encargada de cerrar con la del maxilar inferior. Se trata del eje de la mandíbula, es el punto de aplicación de fuerza. No siempre es la pieza más destacada, es muy grande en supercarníoros y se pierden piezas a su alrededor, es decir, se reduce el número de piezas.
 
Mandíbula de carnívoro
El axis coronoide es una apófisis para inserción muscular. La apófisis articulada, en herbívoros, tiene forma esférica, lo que permite la rotación de la mandíbula. En los carnívoros, en cambio, solo permite un movimiento en el plano vertical, lo que hace que la mandíbula actúe como unas tijeras. La apófisis angular es otra zona de inserción angular.

Es muy importante la distancia entre la muela carnicera y el axis coronoide, conocida como distancia T. Cuanto más carácter carnívoro tenga el animal, más corta será esa distancia.
 
Carnivoro
En la mandíbula hay un patrón base que no llega a modificarse del todo en las distintas especializaciones y adaptaciones a la dieta. Se superponen modificaciones con estructuras que no cambian del todo respecto al modelo primitivo.

Otra medida importante son los ángulos. El ángulo α mide la inclinación en la elevación de las cúspides de la muela carnicera. El ángulo β se toma sobre el cuarto premolar superior y mide el componente transversal. Ángulos α grandes y β pequeños aparecerán en supercarnívoros. También se han medido estos ángulos en animales prehistóricos y midiendo la variación del ángulo vemos la diversificación.

Por otro lado, cuanto mayor sea el tamaño de la muela carnicera (valor C) y más pequeño el valor de la medida T, más carácter carnívoro tendrá la especie. Está comprobado que estas medidas responden con bastante fidelidad a la dieta del carnívoro.

Si los carnívoros de tamaño medio llevasen una dieta exclusivamente carnívoro, necesitarían comer entre 20 y 30 presas de pequeño tamaño al día.  Esta cantidad es excesivamente elevada, pero forzosa debido a las relaciones superficie – volumen. Y esta dificultad hace que sea imposible. Los carnívoros grandes o bien cazan en grupo presas grandes, que pueden comer durante muchos días, o comen otras cosas en vez de comer muchas presas más pequeñas (como frutos, insectos, reptiles o carroña).

Las presas tienden a ser pequeñas , en algunos pocos casos, de tamaños superiores, no apareciendo presas de tamaño intermedio. Los carnívoros sí que se pueden presentar de tamaño medio (aunque también hay grandes depredadores, como los osos). Consideramos presa de tamaño medio a animales como las liebres y estas para sobrevivir deben poseer otras propiedades, como ser muy veloces. Pero, en la península ibérica, son unas de las pocas especies de tamaño intermedio.

Las presas pequeñas también suelen presentar adaptaciones, como el erizo que se defiende con las púas, o las ardillas, con su capacidad de subir a los árboles. Algunas presas se adaptan a la vida acuática o se esconden bajo tierra.

Termorregulación.

El mamífero debe poseer un sistema de termorregulación capaz de poner en marcha sistemas de compensación, como la vasodilatación periférica, la capacidad de tiritar, etc. Por lo tanto debe existir un centro termorregulador. Se pensaba que podría ser la propia piel la que recibiera señales y respondiese, actuando como un sistema local. Estas respuestas existen, pero dan lugar a respuestas difusas. Sin embargo, también existe un centro que analiza y controla la temperatura corporal. Se encuentra en el hipotálamo.

Los niveles de temperatura corporal están relacionados con la relación superficie – volumen, ya que cambia la cantidad de calor que se pierde por la superficie del cuerpo. Hay pautas de variación geográfica del tamaño corporal y de los apéndices. Hay dos reglas que, aunque no son del todo universales (ya que hay excepciones), son bastante generales. Son las reglas de Allen y de Bergman.

Según la ley de Allen, para especies muy próximas, las de las zonas más frías tenderán a tener más reducidas las partes salientes del cuerpo, los apéndices. Según la ley de Bergman, complementaria a la de Allen, para dos especies muy próximas, las de zonas frías tienden a adquirir mayor tamaño corporal. Y es que aunque la temperatura interna sea constante en el cuerpo, en las extremidades la temperatura tiende a bajar (por ejemplo, aunque nuestro cuerpo está a 37ºC, los pies pueden bajar a menos de 31ºC si la temperatura exterior fuese menor de 20ºC). Si un animal vive en zonas frías, reducirá las zonas por donde se pierde calor y aumenta la zona central del cuerpo, que es la que produce calor. La mayor producción de calor se encuentra en los órganos viscerales (hígado, riñones, pulmones), que pueden aportar hasta el 70% de la temperatura del cuerpo.

En mamíferos acuáticos el problema se intensifica, ya que el agua es un conductor del calor más eficaz. Y no se forma una capa aislante pegada a la piel, como ocurre con el aire. Esto hace que los mamíferos marinos, en general, tienden a tener un elevado tamaño corporal. Además, aparecerán otras adaptaciones para la temperatura. Uno será la adaptación a una temperatura corporal más baja. Pero no se trata de una adaptación muy extendida y este descenso será como máximo de 1 ó 2ºC. Otra posibilidad es que tuviesen una tasa metabólica alta, lo que también ocurre aunque de forma moderada. Una adaptación importante es el perfeccionamiento de los mecanismos de aislamiento. El método clásico es la existencia de capas de grasa. Un aislamiento plantearía problemas de sobrecalentamiento cuando aumentase la temperatura exterior, que podría llevar a sobrecalentamiento del animal. El mecanismo debe coordinarse con el de disipación del calor.

El mecanismo de disipación del calor sería habitual en aquellos mamíferos terrestre con pelo. Aparece una circulación periférica y una circulación profunda. En animales marinos, como focas, hay un sistema en paralelo, una parte de la circulación pasa por la superficie y otra por el interior y se deriva hacia una parte u otra para equilibrar el sistema térmico. Se trata de un sistema no voluntario. Deben regularse las cantidades de sangre que van por fuera y por dentro. Además de esto, la situación de aislamiento que producen la capa de grasa no pueden ser totales. Las aletas deben tener una articulación y en esta zona no puede haber grasa. Una capa gruesa también dificulta la acción de lo órganos sensoriales. Por todas estas razones existe, además, un sistema de contracorriente, con las arterias situadas en zonas centrales y las venas rodeando a éstas.

Los mamíferos son homeotermos. Algunas especies en algún tiempo bajan su temperatura corporal, porque están en el límite de la homeotermia debido a su tamaño corporal o porque hay estados de hibernación o semihibernación. Con respecto al límite de la homeotermia, la superficie corporal indica lo que pierde y el volumen, lo que produce calor. A menor tamaño, más tasa metabólica y a partir de un cierto tamaño mínimo, aumenta bruscamente. El nivel tope ronda los 2,5 ó 3 gramos, valor por debajo del cual no parece posible la homeotermia. Pueden pasar partes del día con bajadas de temperaturas, en algunos casos tienen variaciones de dos o tres grados respecto a su temperatura estándar. Requieren alimentación casi continua, lo cual condiciona el resto de su sistema de vivir. Se reduce la esperanza de vida.

Otra situación diferente es la hibernación. Se trata de un sistema de previsión de que el balance va ser muy desfavorable durante una época del año y de este modo se remedia. Y gran parte de su ciclo vital estará condicionado por la hibernación. En ocasiones afecta al ciclo reproductor. Y la hibernación está condicionada por el clima. Por ejemplo, se sabe que algunos animales al cambiarlos a otro clima dejan de hibernar. Durante la hibernación hay una pérdida de peso. Antes de la hibernación comen, acumulan reservas y después las pierden durante la hibernación. Mantienen una cierta actividad metabólica, aunque en general reducen la temperatura corporal, en algunos casos a niveles muy bajos (en murciélagos se llegan a temperaturas de pocos grados sobre cero). De este modo ahorra energía. En muchos casos los hibernantes inactivos llegan a temperaturas corporales cercanas a la temperatura ambiente.

Algunos animales se consideran pseudohibernantes. Por ejemplo os osos. La temperatura corporal desciende, pero no más de seis o siete grados respecto a la normal. Hay un descenso moderado de la temperatura acompañada de efectos parecidos a lo que les sucede a los auténticos hibernantes. Hay un descenso de las tasas metabólicas, con un ahorro energético. A nivel fisiológico, es importante hacer la distinción entre los dos tipos de hibernación, aunque en zoología es implemente un caso menos extremo de hibernación.

Piel y anexos.

     Pelos.

Hay varios tipos de pelos según donde se implanta y la función que cumplen. Las vibrisas son pelos largos, en la cara, sensibles y fuertes, cuya función es sensorial. Los pelos denominados jarra aparecen sobre casi todo el cuerpo, en a superficie, son flexibles, más pigmentados, responsables de la coloración y diseño del animal. Por debajo, los pelos denominados barra, más cortos, flexibles y encargados de la termorregulación.
 
Estructura del pelo
En algunos mamíferos encontramos tendencia a la reducción o desaparición de pelos, como ocurre en cetáceos y en algunos mamíferos terrestres de gran tamaño en zonas cálidas (como elefantes, rinocerontes o hipopótamos).

Algunos pelos se adecuan a otras funciones, aparte de la termorregulación. Asociado al pelo habrá una glándula sebácea que cubre el pelo de grasa y lo hace más hidrófobo. Explica también porque grandes mamíferos acuáticos y algunos terrestres no tienen pelo, ya que no les sirve para la termorregulación.

La orientación del pelo también varía en distintas zonas del cuerpo. Encontramos pelos de diferentes tamaños, formas y orientaciones en distintas zonas del cuerpo. En especies de pequeño tamaño, el pelo suele estar implantado hacia atrás, para que no suponga un freno para el animal. En otros casos el pelo se orienta de forma que facilita el escurrido del agua. en animales que viven colgados boca abajo, como los perezosos, los pelos de la barriga y espalada se implantan de abajo a arriba para que escurra el agua. En primates está dispuesta de forma anómala, ya que se disponen para escurrir el agua cuando ponen los brazos y manos sobre la cabeza.
En animales como los topos, que van hacia atrás y adelante por las galerías, el pelo está de punta y es muy fino, sensible y le sirve para saber donde se encuentra la pared.
 
Estructura de la piel
Otras posibles funciones de los pelos son las señales y la comunicación. Por ejemplo, cuando los corzos levantan la cola y aparece la mancha blanca es una especie de señal de alarma para el resto. O cuando los animales erizan el pelo como señal de amenaza o de estrés.
Glándulas derivadas de la piel.

     Glándulas.

Las glándulas sebáceas son de tipo holocrino (las células mueren y se expulsa la mezcla). Asociadas a pelos, el canal desemboca al folículo piloso. Protege la epidermis de la desecación e impregnan los pelos. Están ausentes en cetáceos.

Otro tipo de glándulas son las sudoríparas. Producen sudor con fines de termorregulación y más del 90% de la su composición es agua. el resto, sales minerales. Provoca evaporación de agua, que consume calor y de esta forma refrigera la piel.
 
Glándula sebácea
Algunas glándulas de este tipo son modificadas y adquieren otras funciones. Un ejemplo son las glándulas mamarias. En otros casos, las modificaciones sirven como sistema de emisión de señales, produciendo sustancias olorosas con fines como marcar el territorio.

El tipo de glándulas más específicos son las mamarias. Caracterizan al grupo de los mamíferos (les dan nombre). En otros grupos de animales encontramos sucedáneos de la leche, como en algunas aves que la producen y la vierten al tubo digestivo. Pero ni la producción, ni la composición, ni la forma de excretar el alimento tiene nada que ver con lo que ocurre en mamíferos. Como los requerimientos nutricionales son parecidos, todo tipo de secreción nutritiva va a tener una composición parecida y en muchos casos adquiere también coloración blanquecina. Sin embargo se produce de forma distinta y se absorbe de manera diferente.

La composición de la leche es muy variable. Siempre hay agua, normalmente albúmina y grasa en forma de gotas flotando (emulsionada), sales minerales y lactosa. Varía según el grupo de mamíferos, en algunos casos varían de forma concordante con el ciclo vital. Por ejemplo, si se necesita un crecimiento rápido, habrá leche con muchas proteínas, mientras que en casos de desarrollos más lentos no se necesitan proteínas en tanta cantidad.

El número de glándulas mamarias variará según la especie. Se encuentra en la zona ventral. En los placentarios, es decir en los euterios, su número estará entre 2 y 22. En los metaterios (como los marsupiales) podemos encontrar más de 22 mamas e incluso pueden aparecer en números impares. En cualquier caso la glándula acaba en un pezón adaptado a la boca del juvenil. En prototerios (como el ornitorrinco) no encontramos pezones, la leche sale a una zona donde o bien la lame, a bien la chupa a través de los pelos.

El número de glándulas mamarias no tiene una variabilidad caprichosa, hay una conexión con el número de crías que pare la hembra. Hay una regularidad bastante grande en este sentido, se impone un límite superior al límite de la camada. Y suele coincidir más o menos con la mitad. El apego empírico a esto proviene porque si hay una camada mayor al número de mamas, hay una mortalidad en la descendencia y el aumento en exceso de mamas tampoco compensa.

     Otros anexos.

Otro tipo de anexos característicos son garras, uñas y pezuñas. Son de origen epidérmico, apareciendo en los extremos de manos y pies. aparece en todos los mamíferos excepto en los cetáceos.

Una garra estaría compuesta por láminas córneas de origen epidérmico, denominadas láminas dorsales, curvadas en los dos sentidos, con un componente esquelético, ya que se asocian a la última falange y un coginete plantar que es una zona engrosada, con grasa, tejido conectivo, músculo y una superficie de apoyo. El apoyo es suave, amortiguado. Se hace de esta forma más silencioso en la marcha.

El siguiente modelo es el modelo uña, específica del hombre y otros pimates. La lámina dorsal es plana y la lámina plantar está reducidísima. En la marcha, se apoya en la almoadilla y no en la uña.

En el caso de las pezuñas, presentes en herbívoros de gran tamaño, el peso del animal se apoya sobre las propias uñas.

Otros mamíferos tienen escamas cutáneas, como ocurre en el armadillo. Son comparables a las de los reptiles por su apariencia externa, aunque realmente no se parecen en nada. Tienen una función protectora, no teniendo relación con la termorregulación ni la retención de agua. No reemplaza a los pelos. Hay pocos grupos que las presenten. En otros mamíferos hay escamas epidérmicas en zonas concretas, como las que tienen los ratones en la cola o los castores.

Anexos cutáneos: cuernos.
Otro tipo de anexo endurecido son los cuernos. Hay estructuras que se parecen y que poseen la misma función, pero que no son homólogos. Por ejemplo, la jirafa posee extensiones del propio hueso del cráneo que no pueden ser considerados cuernos (de hecho, están recubiertos de piel y pelo). Los cuernos de los rinocerontes, aunque no son similares a los auténticos cuernos, si que tienen un origen epidérmico (son estructuras muy queratinizadas)., estando constituidos por filamentos muy   por fuera una funda córnea que es una producción epidérmica, siendo esta última zona la que posee capacidad de crecimiento. Esta funda es permanente y crece por superposición. Hay dos géneros excepcionales en los que esta funda se cae y se renueva cada año. Los cuernos aparecen en ambos sexos, aunque están más desarrollados en los machos. Por último tenemos los cuernos de los cérvidos. Son caedizos, se renuevan cada año, de forma que caen y se reemplaza. Suelen aparecer solo en los machos. Están constituidos por algo equiparable al hueso y se forman en la base de un callo, en el que se interrumpe el riego sanguíneo y constituyendo por lo tanto una estructura muerta. Parece que los cuernos de los cérvidos no proporciona ventajas a los individuos durante su vida cotidiana, siendo una selección sexual, pues suelen presentar berreas, luchas entre machos, de forma que los machos con cornamentas mejor dotadas trinfan en las luchas y se aparean por más hembras.
apretados. Otro modelo serían las astas de los bóvidos, con un núcleo que es una prolongación del hueso frontal

Reproducción y desarrollo.

En los mamíferos encontramos placenta. Cuanto más evolucionada esté la placenta, menos vitelo tiene el huevo. La más desarrollada es la del tipo corionalantoideo. Toda la nutrición tiene lugar a través de la placenta tras su desarrollo, por lo que se requiere muy poco vitelo.

No hay flujo directo de sangre a través de la placenta, pero se facilita el transporte. Hay un intercambio por ósmosis y transporte activo, pero nunca se mezclan las sangres de la madre y el hijo. La placenta asegura alimentación, respiración y eliminación de desechos. En casos particulares se producen hormonas que regulan la gestación (por ejemplo, en yeguas). Los cuerpos lúteos son los que producen hormonas que controlan la gestación. Se encuentran en el folículo, en los cuerpos fructíferos. En las yeguas estos desaparecen muy temprano y después es la placenta la encargada de segregar. En los marsupiales la placenta está en el saco vitelino.
 
Embrión en mamíferos.
Hay varios tipos de sistemas de unión con la madre. En ocasiones la unión se lleva a cabo por toda la superficie del saco embrionario, hablándose de unión difusa. En otros casos, se lleva se habla de unión cotilodenaria, uniéndose solo por una especie de bastones (generalmente varios). También podemos encontrar una especie de cinturón alrededor del saco embrionario, hablándose de placenta zonal. Y placenta zona, en la que no encontramos una franja, sino una especie de disco.

Sistemática.

Encontraremos dos subclases de mamíferos. Reconocemos por un lado los mamíferos ovíparos, denominados monotremas (o prototerios) y por otro lado dividiremos el resto en dos grandes grupos, los marsupiales (metaterios) y los placentarios (euterios).

     Prototerios.

Los prototerios son los ornitorrincos y animales similares. Poseen una zona oral alargada, en forma de pico. Son mamíferos primitivos. Están conectados con los reptiles. Como ellos poseen los primeros huesos largos de las extremidades en posición transversal.
 
Prototerios: Ornitorrinco.
Tienen una cloaca. Y son ovíparos. Pero son mamíferos, tienen un solo hueso en la mandíbula, diafragma que separa los dos celoma, pelo y sobre todo glándulas mamarias. En cuanto a la temperatura corporal, tienen una homeotermia imperfecta, no la mantienen de forma restringida en tan pocos grados. Y es que carecen de glándulas sudoríparas o equivalentes. Solo en el pico presentan algo parecido. Si poseen capacidad de vasodilatación, cambio de ritmo respiratorio y cardiaco y tiritonas, pero estos no son mecanismos de gran precisión.

La cloaca es común al genital, urinario y digestivo. Los órganos copuladores no son como los del resto de mamíferos, los del macho aparecen como un saliente de la cloaca con un conducto genital. Su oocito es de tipo telolecito, con mucho vitelo. Los nutrientes los obtiene del propio huevo. Y no tienen pezones, las crías se alimentan lamiendo la superficie de donde sale la leche o chupan un grupo de pelos por los que resbala.

Se distinguen dos familias, los Ornitorrichidae y los Tachyglossidae.

Los primeros son los que poseen pico y solo viven en Australia y Tasmania. Poseen el tamaño aproximado de un conejo, son acuáticos, con membranas interdigitales, sobre todo en las patas traseras. En estas patas traseras presentan también un espolón venoso. El pico surge de un alargamiento de los dentarios en el inferior y de los premaxilares y maxilares en el superior, recubierto por un estuche córneo fino (es decir, no es homólogo al de las aves). Además, posee en el multitud de glándulas. Los bordes del pico están acanalados, son como peines que permiten salir el agua cuando muerde. Tiene dientes, pero solo en individuos jóvenes. Después son reemplazados por una placa córnea oscura. Solo presentan un ovario. Los huevos están parcialmente calcificados y miden entre 1,5 y 2 centímetros. Cada hembra pone un número pequeño de huevos.

La otra familia, los Tachyglossidae son las equidnas. Hay dos géneros. En ellos, el pico no es aplanado y poseen una lengua larga. No poseen dientes (ni en sus fases juveniles). Son ovíparos, pero no ponen huevos calcificados. La hembra los retienen en una cámara incubadora y ahí completan su desarrollo. Esa bolsa no se puede comparar con la de os marsupiales, ya que solo sirve para el almacenamiento.

     Metaterios.

Son los marsupiales. Presentan placenta, pero no es como la del resto de mamíferos. Hay un género que ya presenta una placenta evolucionada. Tienen una cierta diversidad de especies y tipos morfológicos. El área de agrupación geográfica es muy reducido, apareciendo sobre todo en Oceanía, aunque también en Sudamérica. En la zona principal, las faunas de marsupiales tienen una
Metaterios: canguro.
convergencia evolutiva con los euterios, las soluciones encontradas para condiciones ambientales similares son también parecidas. Hay marsupiales carnívoros que se alimentan de otros marsupiales, los cuales adquieren adaptaciones para la carrera. Los cánidos marsupiales no están emparentados con los cánidos euterios, pero poseen un parecido marcado, derivado de convergencia evolutiva. Es decir, han ido encontrando las mismas soluciones. Tienen una cierta diversidad.

En general, se trata de animales más primitivos. El encéfalo tiende a estar más reducido, el sistema de reproducción parece más imperfecto, menos evolucionado. El grado de homeotermia no es tan estable como en euterios.

Suelen presentar dentición especializada, pero no tanto como en euterios. Suelen tener un número de piezas elevado, no hay reemplazamiento dentario.
El rasgo más distintivo es la reproducción. Las crías nacen en un estado muy primario de desarrollo, apareciendo en una gestación muy breve, de entre 7 y 40 días. Desde que nace, se instala en el marsupio. Dentro de este hay pezones, en un número muy variable. Y las crías crecen en el marsupio, meten el pezón en la boca y se anclan hasta que se finaliza el desarrollo.

El grado de desarrollo cuando nace no es uniforme. Las cavidades nasales y las patas suelen estar muy desarrollada, la madre humedece con saliva el camino hacia el marsupio, pero es el recién nacido quien debe ir escalando con las patas. Y el desarrollo de las fosas nasales se debe a que al meter el pezón en la boca, deben poder respirar y este suele llegar hasta muy adentro.

Tiene dos oviductos, que no coinciden a la gestación.

     Euterios.

El resto de mamíferos, o los mamíferos en los que solemos pensar, son los euterios. Tienen todos los caracteres generales de lo mamíferos europeos, asiáticos, africanos y norteafricanos. Se trata de animales con un solo útero.


No describimos el grupo por pertenecer al tema de fisiología animal general.

Euterios: primate.

sábado, 11 de enero de 2014

Cormófitos: características y desarrollo.

El término Cormófito alude a un grupo de plantas que poseen raíces, tallos y hojas.

Los cormófitos son los vegetales que han conquistado la tierra. El paso agua tierra es complejo, difícil. Muchas plantas viven aún en el agua.

Existen una serie de problemas de adaptación a la tierra. Por una parte el agua es un medio homogéneo, no hay cambios bruscos de temperatura.

El agua es el medio en si mismo, por lo que las plantas no se desecan como lo harán al conquistar la tierra firme. Por ello deben evitar pérdidas de agua.
Debe existir un sistema que les permita mantenerse erguidas, ya que las plantas entrarán en competencia por la luz solar. Para buscar captar radiaciones solares deben, por lo tanto, crecer en altura. Y además deben evitar que los rayos ultravioleta las deterioren.

Frente a la desecación, los cormófitos presentan una epidermis especial. Veamos un ejemplo de corte de transversal de una hoja de cormófito:

Corte de hoja de cormófito.
La epidermis está formada por una o varias capas de células, normalmente carentes de platos. Tienen en su superficie externa un recubrimiento, denominado cutícula, compuesto por sustancias insolubles en agua, como cutina y suberina; su función es hacer impermeable la epidermis. Ni gases ni agua son capaces de traspasar estas cutículas (lógicamente ni en una dirección ni en otra). Con esto se impide que el agua del interior se pierda. Pero se requerirán estomas, que permitan la entrada y salida de gases (sin ellos la planta moriría por no poder intercambiar estos gases y agua con el exterior). Los estomas se abren y cierran dependiendo de las condiciones externas. Además las plantas de climas más secos poseen un engrosamiento de la cutícula aún mayor.

Epidermis de hoja con un estoma.
En cuanto al hecho de mantenerse erguidas, los cormófitos han adquirido unos tejidos llamados tejidos de sostén. Existen tres categorías:
  • Esclerénquima.
  • Colénquima.
  • Xilema.

Todos ellos se encuentran, fundamentalmente, en tallos y raíces, siendo su aparición en hojas más reducida.

El esclerénquima es un tejido formado por células muertas llamadas fibras. Sus paredes celulares están engrosadas con lignina (constituyen la parte fundamental de la madera).

El colénquima está formado por células vivas. El engrosamiento de las paredes se debe a acumulación en las mismas de celulosa; la celulosa no es un tejido impermeable (al contrario que la lignina), lo que permite a la célula seguir viva.

El xilema es el tejido conductor de agua y sales minerales cuyas paredes están engrosadas con lignina, constituyendo por lo tanto un tejido muerto. La otra parte del tejido conductor es el floema, que no constituye un sistema efectivo de sostén y que está formado por células vivas (el floema transporta la savia elaborada, mientras que el xilema transporta la savia bruta).

Frente a los rayos ultravioleta las plantas han logrado protegerse gracias a una elevada producción de ácidos fenólicos que rechazan esta radiación ultravioleta (estos ácidos fenólico son exclusivos de cormófitos, no apareciendo en talófitos).

En los cormófitos encontramos dos estructuras denominadas teloma y mesoma. El teloma es el segmento Terminal único de un eje ramificado. El mesoma son las porciones que quedan en las partes inferiores según el eje se va ramificando.

Existen cinco procesos básicos en cormófitos para la formación de flores y hojas (a partir de un hipotético talófito primitivo); es la teoría talomática de Zimmermann:
  • Culminación: los cormófitos más primitivos presentan ramificación dicótoma (las ramificaciones crecen en la misma magnitud). Según la culminación, una de las ramas que se forma tendrá más potencia, crecerá más que la otra. Por lo tanto una de las ramificaciones será principal.
  • Planación: también llamada aplastamiento. Las ramificaciones dicótomas de los cormófitos más primitivos estaban en varios planos de simetría. Por este proceso se aplastan, quedando todas en el mismo plano de simetría.
  • Reducción: los ejes ramificados se reducen a un solo eje, ya que de los meristemos que originaba las dos ramas laterales uno de ellos desaparece.
  • Concrescencia: hay dos tipos, dependiendo de si se da en uno o varios planos. Por crecimiento lateral de los ejes se forman una serie de tejidos. Se forma una especie de lámina si están en un plano o de cilindro si hay varios planos.
  • Incurvación: los ejes se tuercen, giran y cuelgan por crecimientos diferenciales de dos zonas opuestas (crece más por una parte que por otra, crece más por la mitad de arriba que por la de abajo).

Estos procesos no sucedieron uno tras otros. Pueden darse sueltos, puede no darse alguno de ellos, etc.

Existen otra serie de estructuras características. Por ejemplo las hojas. Podemos encontrarnos con los siguientes tipos de vegetales en función de las hojas:
  • Microfilos: hojas generalmente pequeñas, con un solo nervio central (que es el conjunto de vasos leñosos y tejidos leñosos).
  • Macrofilos: tienen hojas con muchas nervaduras extendidas sobre la lámina.

En algunas hojas (como en los helechos) aparecen unos esporangios en su cara inferior denominados soros.
Soros.
La teoría talomática de Zimermann es la más seguida, pero no es la única. Otra teoría desarrollada es la teoría de la enación de Coger, en 1908. Propone un origen para Micrófilos y Macrofilos.

Los micrófilos se originarían a partir de estructuras primitivas de las cuales, por enación, es decir, por expansión lateral de tejidos no conductores que formarían unos apéndices alargados; una vez formados, podrían penetrar en ellos haces vasculares.

Formación de micrófilos.

Según esta teoría la formación de macrofilos sería un proceso posterior a la formación de micrófilos. Se trataría de ramificaciones que continúan ramificándose hasta formar una hoja.

Formación de marófilos por ramificación de micrófilos.
Esta teoría, hoy en día, no se considera como buena, ya que para que debe aparecer un apéndice en primer término cuya nutrición no se explica en absoluto (es decir, no explica cómo le llega la savia elaborada al apéndice hasta que se forme el sistema vascular).

Otra teoría importante es la Teoría Estélica de Van Tieghen (1886) y sus posteriores modificaciones. Trata de la formación de tallos. Los tallos tienen como función permitir que el vegetal permanezca erguido, para que esta pueda crecer en longitud; debe tener sistemas que permitan al mismo ser duros, aportando cierta resistencia y flexibilidad (sin la flexibilidad, el viento podría romperlo). Deben tener este equilibrio entre resistencia y flexibilidad bien establecido.

Distribución de haces vasculares en tallos

Los tallos primitivos eran muy rígidos porque tenían, en una zona central, los tejidos lignificados. Pero no resultaban flexibles, por lo que los vientos fuertes los romperían. Esto se manifiesta más si se trata de árboles (al menos más que en las plantas de pocos centímetros).

Miristelas en formación de dictiostelas.
La flexibilidad se obtiene rompiendo esa masa rígida central en varios tubos y mandando varios tubos lignificados a la periferia.

La teoría estélica intenta de este modo desarrollar los procesos por los que las antiguas plantas pasaron de ser rígidos a ser flexibles.


Define estela como la unidad morfológica y funcional que se deriva de la columna de traquidas de posición central que aparecen en los antiguos cormófitos tipo Rhina.

Sifonostela anfiflóica.