Vertebrados: Agnatos.

Los agnatos son vertebrados sin mandíbulas. Los agnatos primigenios son los Ostacodermos, que en la actualidad han desaparecido. Actualmente hay unas cincuenta especies de agnatos. Se diferencian dos grandes grupos, Petromitante, constituido por las lampreias y Mixinoideo. Son conocidos como Ciclóstomos, por la forma circular de su boca. no tienen extremidades pares, aunque proceden de animales que sí poseían estas extremidades.

Boca de una lamprea (Agnato)

Poseen un cuerpo pisiforme (forma de pez), fusiforme, con un solo orificio nasal en la cabeza. No tienen aletas pares, pero como indicábamos se trata de una pérdida evolutiva, ya que los Agnatos primitivos si las poseían. La boca es una especie de embudo sin mandíbula (de ahí su nombre), en la que no aparecen dientes, sino un sistema de soporte cartilaginoso recubierto de tejido conjuntivo y un epitelio, que en su capa superficial está cornificado (capa córnea). Esta especie de soporte (a modo de dientes) es capaz de regenerarse. Sirve para raspar la superficie sobre la que se asiente. Posee glándulas salivares con anticoagulantes, siendo capaz de succionar. En el fondo de la boca se encuentra la lengua, encajada, formando una especie de pistón. Al retraer la lengua, esta actúa como pistón, como ventosa, ayudado por la capa a modo de corona que constituye su boca. Algunas especies se alimentan de seres vivos, otras son carroñeras.

Anatomía externa de una lamprea.

El orificio bucal no comunica con la cavidad branquial. Tiene siete pares de hendiduras branquiales. No hay láminas branquiales, se comunican con una serie de sacos internos. Estas bolsas branquiales no se comunican con el tubo digestivo, se comunican con un acueducto, un tubo lateral que deriva del esófago. Con esto, se adecua a la alimentación. Cuando nada, traga agua por la boca, pasa al conducto y del conducto sale al exterior. Pero cuando está fijado, no tiene orificios respiratorios aislados. El saco posee músculos de modo que puede comprimirse y ensancharse, de modo que absorbe agua del exterior y la expulsa del saco sin necesidad de la boca. y como no comunica directamente con el tubo digestivo, no diluye al alimento ni la respiración le estorba a la hora de comer.

Tiene presentes gnotocorda y médula espinal. El sistema circulatorio es común al del resto de vertebrados acuáticos, de ciruito único. El corazón se encuentra en una zona cercana a las branquias.

Esquema del sistema circulatorio de los agnatos.

Las lampreas tienen elementos precursores de las vértebras. Se trata de un rudimento que hace las veces de columna vertebral. También presentan gnotocorda. Entre los elementos del esqueleto destaca la presencia de cráneo, aunque no se trate de un cráneo compaco. Por un lado se encuentra encerrado el encéfalo y por otro los órganos sensoriales, que están recubiertos por una cápsula de cartílago. También hay una zona cartilaginosa que recubre al corazón y los elementos respiratorios.

Entre los peces, algunos requieren completar su ciclo vital parte en agua dulce, parte en agua salada, es decir, parte de su ciclo vital se lleva a cabo en agua dulce y parte en agua salada. Se denominan diadromos. Dentro de los diadromos encontramos los anadromos, que tienen sus fase de reproducción y desarrollo juvenil en agua dulce y crecimiento en agua marina, como ocurre con la lamprea y el salmón. Y los catadromos que se reproducen en el mar y migran a la zonas fluviales a crecer, como ocurre con las anguilas.

Lamprea.

Las lampreas de España son anadromos. Va asociado, con frecuencia, a la semelparidad. Los samelparos son animales que se reproducen una sola vez y se mueren, mientras que la iteroparidad supone que pueden tener varios ciclos reproductores.

Es decir, que las lampreas presentan semelparidad, no hacen caminos de ida y vuelta. Cuando va a tener lugar la reproducción, sus productos sexuales supondrán una proporción muy grande del peso corporal, entre el 50% y el 60%. Por eso la mortalidad postreproductora es altísima y no suele reproducirse más de una vez, muere tras la reproducción.

La reproducción de estos animales es sexual con sexos separados. Los adultos nadan para llegar al río. Durante el viaje, no se alimentan. Su tubo digestivo degenera, de forma que pierden la capacidad de alimentarse. Hacen la puesta, pudiendo poner entre veinte mil y más de doscientos mil oocitos.

Durante la fecundación, el macho se enrolla sobre la hembra. No hay fecundación interna, simplemente dirige el chorro de esperma. A la hembra le sale una protuberancia que ayuda al macho a engancharse durante el enrollamiento y que no se escape. El macho posee órgano de fecundación con el que dirigir el chorro de esperma (aunque como dijimos, la fecundación es externa).

De los oocitos nacen las larvas, llamadas larva ammocetes. Es el modelo más primitivo de entre los vertebrados, su alimentación es microfágica, recordando mucho a un procordado. Tiene la boca en forma de herradura, vive en los fondos de los ríos, no tiene órganos visuales, solo una mancha fotosensible en el extremo de la cola que le sirve para saber si está enterrado totalmente o no. Las branquias son una especie de grietas. Tras pasar do o tres años creciendo en fase larvario, sufre una metamorfosis rápida, llevada a cabo en una serie de pasos, formándose el juvenil, que es morfológicamente igual al adulto, pero pequeño. Se engancha a algún pez y comienza a crecer alimentándose de él.

Pez bruja

Hemos estudiado las características generales de los Agnatos más habituales, al que pernetencen las lampreas. Pasaremos ahora a definir las principales características del otro grupo de agnatos, el grupo Mixinoidea. El mixinoideo más característico es el pez bruja.

Aunque externamente se parecen a las lampreas, internamente presentan diferencias. Tienen tentáculos alrededor de la boca, no tienen ojos, el orificio nasal se comunica con la boca y tienen entre cinco y quince hendiduras respiratorias. Si son sedentarios, son de agua dulce, si no son sedentarios, van a reproducirse a zonas de agua dulce. Hay alguna excepción, de individuos que siempre viven en agua marina. No sufren metamorfosis.

Tiempo Geologico: Mediciones de la Edad de la Tierra.

C. Darwin

Hablamos de tiempo geológico para dneominar la estimación de vida del planeta Tierra. Hoy en día se consideran unos 4550 millones de años. A esta escala, la unidad de tiempo es el millón de años. Debemos tener en cuenta que, al final, el tiempo es tiempo físico, ha sido igual ahora que ha sido siempre.

Durante muchos siglos el concepto de eternidad estuvo presente. Pero al planeta se le estimaba un tiempo de vida muy corto. A finales del siglo XVIII James Hutton, estudiando rocas, se dio cuenta de que podía ver en ellas huellas de los procesos que estaban ocurriendo en ese momento. Había cantos rodados, como los que encontraba actualmente en los ríos. De ahí surgiría la teoría del uniformitarismo, según la cual en el pasado han sucedido procesos como los que hoy suceden. Y según se veían rocas más viejas, no se veían prespectivas de un principio.

Lord Kelvin.

Quien más popularizó estas ideas fue Lyell, a mediados del siglo XIX. Se les llamó teorías actualistas. Se buscó procesos medibles e irreversibles para intentar caulcular la edad de la Tierra: culación de sodio en el agua marina, espesor de sedimentos que hay en la Tierra, pérdida de calor de la Tierra… Sin embargo ninguno parecía funcionar.

El primero de los intentos se basa en suponer que el agua de los océanos era dulce y el sodio procede de los contintentes. Calculando el aporte anual de los ríos, se podía calcular cuándo esa agua estuvo dulce. Se obtenía una valor d eunos 90 millones de años. Sin embargo, en este proceso fallan varias cosas. Por un lado no se tuvo en cuenta el proceso inverso, es decir, la salida de sodio del océano en forma de rocas. De hecho, hay un ciclo geoquímico del sodio. Tampoco se tuvo en cuenta que la cantidad de tierras emergidas no fue siempre la misma (este era un dato que ellos desconocían).

El sistema de medir lel grosor de los sedimentos se basaba en medir cúanto aumentaban los sedimentos en una cuenca sedimentaria en un año, para después extrapolar a todo el grueso del sedimento. Se llegó a una cifra de entre 700 y 1400 millones de años. Pero el dato variaba mucho en función de los autores. Y es que no hay una velocidad fija de sedimentación.

Un método muy conocido para calcular la edad de la Tierra fue el de Knord-Kelvin, que calculó el tiempo que se iba enfriando el suelo. La pérdida de calor se creyó observar a partir de que, cuando se perfora un pozo, la temperatura aumenta aproximadamente un grado cada 33 metros (de media, ya que el valor no es uniforme). Knord y Kelvin pensaron que era debido a que el calor se escapaba del interior de la Tierra, estableciéndose un gradiente geotérmico.

Calculando desde que, en su origen, la Tierra estaría incandescente, obtuvo un valor de unos 100 millones de años. Este dato parecía irrefutable. Idearon también otro método basado en la irradiación del sol. Teniendo en cuenta que con una irradiación del 10% menor o mayor la vida no sería posible, calculó hacia atrás cuánto tiempo habría pasado desde que se originara la vida sobre la tierra. Y la cifra obtenida resultaba coherente con los 100 millones de años de vida del planeta que había estimado.

Estas cifras eran demasiado cortas para resultar compatibles con las teorías de la evolución de Darwin. Sin embargo, las cifras basadas en las teorías evolutivas resultaban subjetivas.

Layer intentó cuantificar la edad a partir de la propia teoría d ela evolución y calculó cuántos años harían falta que que se hiciera una renovación total de moluscos sobre los estratos. La cifra obtenida fue de unos 20 millones de años. Calculó cuántas rocas se habían renovado en el registro estratigráfico y obtuvo una cifra de unos 240 millones de años, una cifra bastante más alta que la de Kelvin. Sin embargo, su método de cálculo no era muy bueno.

En 1896 Berkely descubrió por casualidad que los átomos de radio generaban calor a su alrededor. Había átomos inestables que se desinteraban, liberando energía y transformándose en otros elementos (radioactividad). Existen bastantes tipos diferentes de elementos capaces de producir radioactividad. Hay átomos inestables que emiten partículas y se obtienen elementos estables después de cierto tiempo, en uno o varios pasos.

En el proceso, podemos encontrar partículas α (compuestas por dos neutrones y dos protones), partículas β (compuestas por un electrón) o partículas γ (radiación electromagnética de gran energía). La causa de que los átomos se desintegren está en la estructura del núcleo. Algunos átomos se desintegran muy rápidamente y otros más despacio.

Rutherford sugirió a Baltwood que la radioactividad podría permitir conocer la edad de los minerales con átomos radiactivos. Son los llamados elementos primordiales o elementos padres que, tras la desintegración, dan lugar a elementos hijos o radiogénicos.

 

Curva de desintegración de elementos radiactivos.

Podemos deducir que Nt = λN0. El valor λ de es propio para cada elemento. Hablamos de tiempos en los que los elementos se van desintegrando. Pero no tiene sentido hablar de tiempo de desintegración, ya que la curva se acercará al 0 en el infinito. Por eso no se mide el tiemo total de desintegración, son la vida media o tiempo de desintegración, es decir, el tiempo que tarde en desintegrarse la mitad de los átomos del compuesto radioactivo.

Por ejemplo, el U238 se desintegra en Pb206 con un tiempo de semidesintegración de 4510 millones de años. El U235 se desintegra en Pb207 con un tiempo de semidesintegración de 713 millones de años. El K40 se desintegra en Ar40 con un tiempo de semidesintegración de 1300 millones de años. El Rb87 se desintegra en Sr87 con un tiempo de semidesintegración de 47000 millones de años. Y el C14 se desintegra en N14 con un tiempo de semidesintegración de 5700 años.

La idea de que este fenómeno se puede usar para medir la edad de los minerales surge de forma sencilla. Si se pueden medir cuántos elementos radiogénicos hay y se conoce el tiempo de desintegración, se puede saber cuánto tiempo se lleva desintegrando el elemento padre.

Para ello deben cumplirse varias premisas. Por un lado, inicialmente no debería haber elementos hijos en la muestra y si los hubiese, debería haber alguna manera de estimar la cantidad del mismo a fin de poder discriminarlo. Por otro lado, desde que se formó el mineral, este debe haber estado en un sistema termodinámico cerrado, del que no haya habido entrada ni salida de elementos.

Este método comenzó a aplicarse a fin de estimar la edad de rocas. De una roca, buscamos sus minrales ocn elementos radioactivos. La edad que se obtiene no es la de la roca, ni mucho menos la de la tierra en si misma, sino la del mineral concreto.

Con este método se fueron buscando rocas antiguas. La más antigua encontrada fue datada en 3450 millones de años. Kelvin murió sin ser capaz de aceptar esta idea. Y curiosamente la radioactividad es la causante del aumento de temperatura en la Tierra que hace que los cálculos de Kelvin no sean válidos. De hecho, es la radioactividad de algunos minerales la que hace que, al hundirnos en la Tierra, la temperatura fuese aumentando.

Aun faltaba por saber, no obstante, la edad total o final de la Tierra. Se obtendría por el método del plomo. Se basa en considerar que el Sistema Solar funciona como un sistema cerrado desde su origen y que los distintos isótopos del plomo, inicialmente, estarían en una proporción determinada, que ha variado porque se le han añadido por formación  a partir de elementos radiogenéticos.

Debemos conocer, para que el método funcione, la relación inicial de plomo en los primeros estadíos del Sistema Solar. Para ello se pensó en algunos meteoritos que parecen ser restos de las primeras fases de formación del Sistema Solar. En ellos habría plomo sin derivar de elementos padres, todo es mplomo primordial (de no ser así, siempre quedaría algo de uranio). Para conocer la relación isotópica media, se tomaron muestras en el centro de cuencas oceáncias, donde llegan muy pocos sedimentos. Se comparó el plomo de los metoeritos con este plomo de las cuencas para saber como había variado. Y de este modo se obutvo una edad de unos 4550 millones de años.

Se hizo la misma comparación con una roca datada en 2700 millones de años y se obtuvo que el tiempo transcurrido desde el origen del planeta a la formación de la roca sería de unos 2000 millones de años (también comprobando la relación de plomo de la misma con la esperada según los meteoritos primigenios).

Como puede comprobarse, se obtienen cifras similares. Se hicieron pruebas con otros elementos y todos los resultados son similares.

Los estudios geológicos, las etapas geológicas, parten desde la roca más tantigua y la roca más antigua conocida tiene, como hemos dichos, unos 3700 millones de años. Existe una edad pregeológica, de unos 1000 millones de años, que no conocemos directamente, pues no se conocen rocas tan antiguas.

En cuanto al método del carbono 14, se usa para dataciones a más corto plazo. El C14 se forma en capas altas de la atmósfera por el bombardeo de los rayos cósmicos sobre el N14. Cuando las plantas toman carbono de la atmósfera, lo hacen en forma de CO2 cuyo carbono podrá ser bien C14 o bien C12 con una determinada proporción. Dado que las plantas no discriminan el CO2 por su composición isotópica, este será capturado con la misma concentración isotópica que en la atmósfera. Mientras la planta vive, la relación entre los dos  isótopos de carbono es estable, ya que el intercambio con la atmósfera es constante. Pero una vez la planta muere, este intercambio se detiene y el C14 empezará a desaparecer paulatinamente transformándose en N14.

El ritmo de desintegración se conoce. Cuando se aplica el método de carbono 14 a restos orgánicos antiguos se comprueba como la relación entre C14 y N14 es diferente a la relación de los mismos en la atmósfera actual. Así podremos concoer cuándo se murió el organismo.

No se puede palicar a restos orgánicos muy antiguos, ya que se desintegra muy deprisa. Por esta razón, es un método de datación poara uso arqueológico.

Otros sistema de datación es la Dentrocronología. Consiste en contar los anillos de crecimiento de los árboles. Si al lado del árbol vivo hay troncos más viejos, pueden hacerse encadenamientos sucesivos de edades. Se basa en que alguno de los anillos tenga alguna peculiaridad: un año seco que el anillo se estreche mucho, una erupción volcánica que queda marcada por las cenizas que tiñen el anillo de un color distinto o cosas por el estilo. Con este sistema se ha llegado a hacer dataciones con registros de hasta 9000 años de antigüedad.

Las secuencias más antiguas se hiceron en base de secuoyas y pinos americanos, que son muy longevos. En Europa se han realizado basándolos en robles, consiguiendo registros de unos 1000 años.

Con este método, se chequó el carbono 14 para contrastar si funciona o no. Se ha comprobado que el funcionamiento es especialmente bueno para los últimos 5000 años. A partir de 5000 años deben hacerse correcciones. Estas correcciones se deben a que la concentraciones de los distintos tipos de isótopos del carbono en la atmósfea no siempre han sido las mismas.

Sucesión estratrigráficas. Métodos de datación relativos.

La sucesión estratigráfica muestra la sucesión de rocas de más antiguas a más nuevas y se basa en las leyes de Steno, en el contenido de fóisles de las rocas y en la existencia de determinados rasgos geológicos (discontinuidades, transgresiones, etc.).

Las leyes de Steno fueron enunciadas en el siglo XVII y son básicamente tres.

La primera es la ley de la superposición, según la cual en una serie de estratos, los más jóvenes son los de la parte superior y los más viejos los de la parte inferior.

La segunda es la ley de la horizontalidad, según la cual cuando una capa o estrato se forma, lo hace horizontalmente. Si la disposición no es horizontal, se debería a algún proceso geológico.

La tercera ley es la ley de continuidad lateral. Un estrato tiene la misma edad en todos sus puntos al movernos lateralmente (horizontalmente) por él.

Estas leyes son avances muy importantes para su tiempo, pero tienen muchas excepciones al tratarse de leyes muy generales.

Los naturalistas se dieron cuenta, por otro lado, de que las rocas en diferentes posiciones tenían fósiles distintos según corresponde a tiempos distintos de fomración (cuando se han enunciado estas leyes, no se conocía aun la teoría de la evolución). A cada tipo de roca tendía a corresponderle un tipo de fósil.

También sirvió para hacer la escala estratigráfica las discordancias, que son paquetes de estratos que no reposan de forma paralela sobre estratos posteriores. Las posibilidades para la existencia de discordancias son enormes. Veamos un ejemplo gráfico:

 

Discordancias estratigráficas.

Una discordancia significa siempre que antes debio haber una deformación.

Una transgresión es un avance de las aguas del mar. Una regresión es un descenso de las aguas del mar. Si hay una glaciación y una gran cantidad de agua se congela en los polos, fomando hielo, el nivel del mar desciende. Si los hielos se derriten, hay una transgtresión. Todos estos procesos se ven en los registros estratigráficos.

Transgresión en un registro estratigráfico.

El esquema del ejemplo es unatransgresión; si el esquea fuese inverso, es decir, con las calizas debajo, se trataría de una regresión.

De este modo se pudieron datar en términos relativos grupos de rocs, es decir, clasificar las rocas de una serie estratigráfica de más antigua a más nueva, aunque sin conocer la edad concreta de cada una de ellas. Para lograrlo debe existir una separación observable en las rocas.

Con todo ello, podemos realizar un esquema de las eras geológicas de la Tierra:

Eras Geológicas de la Tierra.

Gracias a los fósiles se hacen dataciones relativas, al comparar unos con otros. Por ejemplo, si en una calcita encontramos braquiópodos fósiles, podemos deducir si esta roca es más antigua o reciente que otra analizando si son braquópodos típicos del carbonífero o del devónico.

Este es el método más usado. Los métodos radiológicos son caros y además debe trabajarse con elementos radioactivos (que no siempre están presentes). Se han realizado estudios radiológicos con rocas de todas las edades y de este modo se ha podido completar la cronología.

El periodo más conocido es el Fanerozóico, que como vemos en el esquema parte de los últimos 570 millones de años. Sin embargo, la roca más antigua data de unos 3700 millones de años. Hasta la cifra de los 570 millones de años hay un tiempo de la Tierra que apenas conocemos.

En cuanto al paso del Paleozóico al Mesozóico, se establece tras la gran extinción del Pérmico. Pudo ser debida a una gran acidificación del agua del mar y un gran cambio climático en la Tierra.

Durante muchos años existió la duda de la eficacia de los métodos radiométricos. Se llegó a una comprobación a través de un camino muy curioso. Los físicos han calculado que la Tierra está rotando a velocidades cada vez menores. Pierde unos 20 segundos cada millón de años. Es debido, fundamentalmente, a la atracción gravitatoria de la Luna sobre la Tierra (la Tierra ejerce tal efecto gravitacional sobre la Luna que su rotación está frenada). El tiempo que la Tierra tarda en dar una vuelta al Sol apenas ha variado (o se supone que apenas ha variado). Hace millones de años, un año duraba el mismo tiempo aproximadamente, pero al rotar más deprisa, tenía más días (los días eran más cortos).

Se hizo el cálculo basándose en los millones de años de los periodos de la Tierra y con esto se calcula cuántos días tenía un año cualquiera de cada uno de los periodos. Así, en el Pérmico, hace 225 millones de años, los años tenían unos 385 días. En el Carbonífero, hace unos 280 millones de años, un año tenía unos 390 días. En el Devónico, hace unos 325 millones de años, el año tenía unos 396 días. En el Silúrico, unos 345 millones de años atrás, el año tendría unos 401 días. En el Ordovícico, hace 395 millones de años, el año contaría con unos 405 días. En el cámbrico, hace unos 435 millones de años, el año tendría unos 412 días. Y en el límite con el Precámbrico, hace 570 millones de años, el años contaría con unos 421 días.

 

Coral fósil.

Existe un grupo de corales, los Corales Rugosos o Tetracoralerios, que vivieron durante el Paleozóico y se extinguieron durante la gran extinción del Pérmico. Dentro de ellos hay formas solitarias y coloniales. Muchos de ellos muestran laminillas y anillos de crecimiento. Encontramos anillos gruesos y anillos finos dentro de estas laminillas.

Se interpreta que cada laminilla fina es un crecimiento diario. Los cilcos grandes corresponden a crecimientos estacionales. Entre los anillos gruesos hay un año. De este modo, podemos contar las laminillas finas que encontramos dentro de cada lámina gruesa de crecimiento anual y así sabremos cuántos días tenía cada año en la época en la que crecía el coral.

Se tomaron corales del Silúrico y del Devónico y se hicieron los contajes. El número de anillos fínos concuerdan con los estudiados haciendo la correspondiente extrapolación del frenado de la Tierra. De este modo se pueden comparar las mediciones radiométricas de rocas de la misma época que estos organismos con los datos de extrapolación de frenado, que son independientes de métodos radiométricos. Así se ha podido certificar que las edades radiométricas funcionan.

Esquema de un coral anillado.

La mayor parte del tiempo geológico no está registrado en las rocas. La sedimenrtación es un proceso excepcional, si se compara con el tiempo total de vida de la Tierra. Se estima que entre el 50 y el 90% del tiempo no han dejado ningún tipo de registro.

En las rocas sedimentarias, los estratos están dfinidos por superficies de estratificación y que definen los interestratos. Las superficies de estartificación son interrupciones en la sedimentación. El estrato deriva de periodos de sedimentación. De ahí la discontinuidad entre un estrato y el siguiente. El tiempo resgistrado en el interestrático es mucho mayor que el registrado en el intraestrato (como hemos indicado, entre un 50 y un 90% superior). A cada interrupción se les llama diastema. Es el tiempo no registrado. Representa un problema para sucesos continuos, como la evolución.

A las edades del tiimpo, como Eras, Épocas y Periodos se les llama genéricamente Unidades Geocronológicas. Cuando hablamos de un cuerpo físico de estratos, cada uno de ellos se denomina genéricamente Unidad Cronoestratigráfica.

El Eon geocronológico no posee equivalente cronoestratigráfico. Una Era geocronológica corresponde a un Eratema cronoestratigráfica. Un Periodo equivale a un Sistema. Una Época geocronológica equivale a una Serie cronoestratigráfica. Y una Edad geocronológica equivale a un Piso cronoestratigráfico.

Cuando hablamos del Carbonífero, hablamos del tiempo, estamos hablando del Periodo Carbonífero. Si nos queremos referir al paquete de estratos (con fósiles, por ejemplo), hablamos del Sistema del Carbonífero, es decir, consideramos al Carbonífero como un paquete de estratos.

Equinodermos: características generales y clasificación.

Características generales.

Estrella de mar: Equinodermos.

Se trata de un grupo animal perteneciente a los Deuteróstomos o deuterostomados. En ellos, el blastoporo dará lugar al ano o de no ser así, dará lugar al ano una zona cercana a ese blastoporo. Hay dos grandes grupos, los equinodermos y los cordados.

Los equinodermos son animales marinos. Con baja capacidad de regulación osmótica y rangos limitados de salinidad. Muchas especies poseen una regulación pasiva, cuando se exponen a un medi acuático con salinidad baja, toman agua, se produce una ganancia de peso relativo. Y cuando vuelve a su medio original, expulsa el agua y vuelve a adquirir su peso corporal habitual.

Existen unas siete mil especies. Colonizan ambientes no demasiado variados: viven en agua marina, nunca en el exterior, como mucho en grietas (zona intermareal).

Poseen, típicamente, un esqueleto calcáreo formado por un conjunto de placas calcáreas que pueden suponer desde una caja que cubre a todo el animal, hasta unas pequeñas espículas invisibles a simple vista.

Hay un registro fósil de equinodermos muy variado (correspondiente a ese esqueleto). Nos indica que las formas primitivas eran sésiles, con un pedúnculo, fijadas al sustrato. Entre los equinodermos actuales, solo el grupo de los Equinoideos poseen esa forma. Estos son los erizos de mar, pero son solo una parte de los equinodermos. El resto son pentámeros (es decir, con un número de brazos igual o múltiplo de cinco), con simetría radial que deriva de larvas planctónicas con simetría bilateral. En fases más avanzadas de desarrollo, se van apreciando brazos y los adultos presentan simetría radial pentamérica.

Los representantes de este grupo son las estrellas de mar. Viven en aguas someras. Y en su cuerpo diferenciamos una parte oral y una parte aboral. En este tipo de equinodermos el eje oral – aboral no coincide con el eje mayor del cuerpo, sino que la zona oral es la inferior y la aboral la superior. Poseen un núcleo corporal donde se encuentra el aparato digestivo. Los órganos más voluminosos se proyectan hacia los brazos. El aparato digestivo se extiende ampliamente por los brazos, al igual que las gónadas y el sistema ambulacral. Y es que el núcleo corporal es pequeño. Si vemos un corte transversal de un brazo, vemos que en la cara inferior aparecen unos pies ambulacrales o podios.

Piel ambulacrales o podios.

Los Asterodios poseen además un sistema de endoesqueleto formado por placas calcáreas que constituye el armazón del todo el cuerpo y le da rigidez. Las placas están cubiertas por una epidermis ciliada. Por debajo, se encuentran las espinas. La epidermis posee también glándulas mucosas, que mantienen limpia la superficie. Los cilios pueden encargarse del transporte del alimento. Esto ocasiona problemas importantes de desecación. En superficie, hay órganos o elementos específicos, los pedicalarios, que son una especie de pinzas con formas variadas y la posibilidad de incorporar pedúnculos o valvas. El pedúnculo, que puede aparecer o no, podrían asociarse a una glándula con veneno en la zona del ano. Sirven para limpiar la superficie corporal de la captación de alimento, pero también pueden suponer un sistema de defensa.

Otra estructura serían las pápulas o branquias dérmicas, que son útiles, por ejemplo en erizos, para ponerse en contacto con el exterior. Sería una evaginación del celoma, que sale de entre dos placas dérmicas, compuesto por el peritoneo y recubierto por la epidermis externa.

El sistema orgánico más novedoso es el sistema ambulacral o sistema acuífero. Se trata de un sistema de canales derivados del celoma que recorre todo el cuerpo y cuya función primitiva parece estar relacionada con la alimentación, pero que secundariamente ha ido adquiriendo una función que se ha convertido en la principal y más importante en algunos equinodermos: el movimiento. Comienza en el madreporito, una placa calcarea de la zona dorsal, conectando por el canal pétreo que lo pone en contacto con un tubo anular que rodea al esófago. De ese canal anular salen canales radiales, uno a cada lado, de los cuales salen a su vez canales laterales. Y cada canal lateral va a dar a un podio o pie ambulacral.

Esquema del sistema ambulacral.

El sistema mete y saca agua a presión en los piel ambulacrales, de forma que consigue que se contraiga o se estire. Se acumula en la ampolla de la parte superior y dependiendo de cómo se contraigan o estiren los músculos laterales, puede proyectarse. Los movimientos son muy lentos y requieren mucha coordinación.

Puede servir como mecanismo accesorio de alimentación, puede provocar una presión continua sobre las valvas de los moluscos, consiguiendo abrirlas. Posteriormente introduce el esófago en el interior, evagina parte del estómago. Puede llegar a introducir esta evaginación de tubo digestivo por una rendija de una décima de milímetro y extraer así el contenido del interior de la valva.

El estómago tiene dos partes. La boca se encuentra en posición ventral. La parte del estómago anterior de denomina estómago cardiaco y la posterior estómago pilórico.

Hay especies carroñeras y casi todas pueden comer animales muertos. Vierten líquidos y absorben alimentos predigeridos. La parte pilórica del estómago tiene prolongaciones hacia los brazos denominados ciegos pilóricos. Concretamente, cada brazo poseerá dos ciegos pilóricos.

La mayoría de las especies tienen un intestino corto y un ano en la parte superior. Algunas son más simples y hacen digestión externa, tragan lo digerido y lo expulsan de nuevo por la boca (no necesitan ano). Son carnívoros poco específicas, ya que son lentos y no pueden nadar. Pueden tener alimentación por acción ciliar, pero resultará poco importante.

 

Esquema de la anatomía de una estrella de mar.

Tienen capacidad de desprender partes del cuerpo. Pueden hacerlo a voluntad y esto dará lugar a reproducción asexual. Hay especies que pueden partir su cuerpo en dos mitades y cada una dará lugar a un individuo completo. También puede originarse un individuo completo si se rompe un brazo, a condición de que lleve una quinta parte del disco. Pero el modo de reproducción más habitual es la reproducción sexual, con sexos diferenciados. Aparecerán un par de gónadas por brazo. Algunas especies son hermafroditas, pero no estarán maduras sus partes masculinas y femeninas a la vez, sino que se activarán de forma sucesiva. La fase femenina ocurre en un momento más retardado, cuando son más adultos y más fértiles. A esto contribuyen varios factores, como el mantenimiento, el crecimiento y la reproducción.

El ingreso de energía es mayor en animales más grandes. Y las tasas metabólicas son mayores cuando aumenta el tamaño, pero no de forma pareja, la tasa metabólica aumenta a mayor velocidad que el tamaño del individuo. Y el crecimiento tampoco es uniforme con la edad. Poseen crecimiento indeterminado, es decir, el único límite es la edad del animal. A partir de la edad reproductora la velocidad de crecimiento se reduce mucho. A mayor edad, más parte de su tasa metabólica queda a disposición de la reproducción y menos se usa para el crecimiento. Por eso es importante que la hembra sea grande. Los gametos femeninos son más costosos, los masculinos son menos costosos. Por eso pasa primero por la fase masculina y cuando alcanza cierto tamaño o edad pasa a la fase femenina. La mortalidad asociada a la reproducción es mayor en machos que en hembras.

Tablas de ingreso y gasto de energía en equinodermos.

En general, en los primeros años, la mayor parte de la energía se invierte en el crecimiento. Cuanto más crece el animal, más se atenúa el crecimiento y más aumenta la energía invertida en la reproducción.

Para estudiar toda la anatomía hemos tomado como modelo los Asteroideos. Pero existen más grupos, con sus características.

Clasificación de los Equinodermos.

   Asteroidea.

Todas las características generales estudiadas hasta ahora, así como los datos y dibujos sobre anatomía general de los Equinodermos, corresponden al grupo Asteroidea, que es el más representativo y que incluye a las estrellas de mar.

   Ociroidea (Ophiuroidea).

Los Ociroideos poseen un disco central corporal en el que se unen todos los órganos viscerales (veremos que este disco central está mas desarrollado en Asteroideos). Los brazos son finos, sin surcos ambulacrales (esta es una de las diferencias con Asteroideos), son macizos y ocupados por vértebras. No poseen órganos viscerales.

El parecido con Asteroideos es solo superficial. En algunos, apenas hay epidermis. El sistema acuífero es parecido, pero menos desarrollado. La placa está en posición oral. Los podios no sirven para la locomoción, se mueven por acción muscular sobre las vértebras. Estos podios están reducidos, sin ventosas. Los órganos están en el disco. Hay bursas a ambos lados de la inserción de brazo, dos por cada uno. Su función es respiratoria. Adosadas a la pared de esas bolsas están las gónadas.  Los gametos se vierten al exterior.

Tienen boca, un esófago corto y una estructura en forma de saco o en forma de dedos. Carece de ano y expulsa los desechos por la boca.

Una característica especial son las vértebras. No se trata de tejido óseo ni nada similar, sin placas calcáreas asociadas al sistema ectodérmico. Son estructuras rígidas, que encajan unas a otras y poseen zonas de inserción de músculos, realmente recuerdan a las vértebras. Son las responsables del movimiento.

Vértebras de un Ophiuroideo.

Tienen una capacidad de cortar partes del cuerpo y regenerar la parte perdida, similar a lo que ocurre en asteroideos o incluso de forma más acusada. Podría incluso reproducirs asexualmente. Lo más normal es la reproducción sexual con sexos separados. Algunas especies son incubadoras, vivíparas, con cámaras de incubación.

   Equinoidea.

Los Equinoideos son los erizos de mar. Son Equinodermos de vida libre, atípicos en canto a su simetría, ya que su simetría radial se encuentra camuflada, con una forma esférica y todos los órganos encerrados en un caparazón continuo y recubierto de espinas. Es decir, no encontramos un cuerpo o disco del que salgan brazos.

Encontramos metamería, las estructuras se repiten en número de cinco y en el caparazón podemos distinguir cinco zonas ambulacrales y cinco zonas interambulacrales. Cada placa individual tiene líneas anuales de crecimiento. Los pies ambulacralaes se aprecian en la cara interior y se encuentran alineados (en forma de meridianos). Las placas se unen unes a otras. Las zonas ambulacrales están perforadas (los pies ambulacrales aparecen como pequeñas perforaciones) y las zonas interambulacrales no se encuentran perforadas. Las espinas se asientan sobre una rótula. Una epidermis recubre todo el caparazón, espinas incluidas. Esta epidermis es ciliada, con pedicelarios y una estructura compleja.

La boca está en la cara inferior, en el centro de una especie de membrana. Encontramos lo que se denomina linterna de Aristóteles, un aparato masticador con dientes en crecimiento continuo. Estos dientes son rascadores y raspadores. El tubo digestivo es largo y voluminoso, con un intestino que da vueltas alrededor de la cara interna del caparazón. Posee un sifón que transporta agua, expulsa el agua que toma con los alimentos para que no diluya sus jugos gástricos. El ano se encuentra en la zona superior.

 

Esquema de la anatomía de un erizo de mar.

Hay cinco placas grandes en la zona interna, alineadas con las interambulacrales. Son las placas genitales. En ellas encontramos los poros que expulsan los elementos sexuales. De estas cinco placas, una de ellas es el gameporito, por donde entra en conexión con el sistema acuífero y de ahí puede expulsar los gametos al exterior. El sistema acuífero tiene un canal anular alrededor del intestino, ramificado y que contacto con las zonas ambulacrales. Las branquias se encuentran alrededor de la boca y serían sus superficies respiratorias.

Tienen reproducción sexual con sexos separados. Los machos son de mayor tamaño que las hembras (cuando tienen la misma edad). En este grupo no hay capacidad de regeneración destacada.

   Holotuloidea.

 

Holotuloideo.

En los Olotuloideos el eje longitudinal mayor coincide con el eje boca-ano. El sistema endoesquelético es vestigial, tiene poca importancia. Aparecen sáculos microscópicos, incluidos dentro de la dermis. Tienen forma de pepino. En la parte anterior poseen tentáculos, normalmente en un número múltiplo de cinco (generalmente entre diez y treinta) y encierran la boca. Sirven para la captura del alimento. Retraen la corona de tentáculos llevándolos a la boca. el ano está en el otro extremo del animal.

Los tentáculos forman parte del sistema ambulacral, lo mismo que una hilera de podios que se disponen en series de cinco, en forma de hilera, apreciándose aquí la simetría radial. Dos de ellas, compuestos por pies muy reducidos, se sitúan en la parte superior y se denominan Bivium. Y los otros tres, con pies de mayor tamaño y ventosas se sitúan en la parte inferior y se denominan Tritium. Estos últimos son los encargados del movimiento del animal.

Corte transversal del tentáculo de un holotuloideo

La pared del cuerpo es muy rugosa, debido a la musculatura. Posee una epidermis superficial y la dermis tiene acículas microscópicas de endosesqueleto, encontrándose por debajo las capas musculares.

Presenta árboles respiratorios que conectan con la parte de la cloaca, que es por donde entra y sale el agua. Las gónadas están en la parte anterior.

Puede expulsar parte de sus vísceras como sistema defensivo. En la zona anal encontramos los órganos de Cuvier, que es la parte visceral que expulsa cuando se siente amenazado. A veces rompe la pared del cuerpo y expulsa otras partes viscerales.

Se reproduce sexualmente. En este caso no presenta cinco gónadas, sino solo una que desemboca en el conducto por la zona de la boca.

   Crinoidea.

Los Crinoideos enlazan con el prototipo más primitivo de Equinodermos. Son pedunculados, sésiles, con un soporte en la parte central del cuerpo en forma de cáliz que mira hacia la parte superior del cuerpo. Los ha con tallo, sésiles, pedunculados y con cierta oscilación (salvo cuando se encuentran en forma larvaria) y la métula, que son animales libres, nadadores, con cirros en la base que les sirven para equilibrarse mientras nada, no para fijarse.

 

Fósil de un crinoideo.

Del cáliz salen cinco brazos, que pueden posteriormente dividirse en más. De cada rama saldrán ramas laterales denominadas pínulas. En todas esas ramas, la cara interna está surcada por un canal ambulacral. Todo el sistema puede abrirse como un paraguas invertido, a modo de red para capturar el alimento. Está en estado tensado y lanza un latigazo. Así, el alimento cae hacia la boca o rocorren los canales ambulucrales que llevan el alimento hacia la boca. Los que viven en zonas con mucha cantidad de alimento, tiene ramas más cortas.

El hecho de que en este grupo la función de todo el sistema esté relacionado con la alimentación, hace suponer que era la utilidad principal del sistema y que la función locomotora que aparece en Asteroideos es secundaria, derivada de esta.

El aparato acuífero osee muchos conductos paterno, con un orificio externo cada uno. La boca se encontraría en el centro del cáliz. El ano también se encuentra en el cáliz, pero a un lado.

La reproducción, sexual con sexos separados. No hay órganos reproductores bien diferenciados, sino muchas zonas con acúmulos de células reproductoras.