Reino Animal

BIOLOGÍA II

REINO ANIMAL: LOS METAZOOS

Origen de los Metazoos

Los Metazoos constituyen todo aquello que consideramos como animales.

Existen varias hipótesis que pretenden explicar el origen de los metazoos; la más apoyada por los zoólogos es la hipótesis colonial, propuesta por primera vez en 1874 por Haeckel. Según esta hipótesis, los metazoos derivaron de un antecesor organizado como una colonia de células flageladas, esférica y hueca. Las células individuales se fueron diferenciando dentro de la colonia hacia papeles funcionales específicos (células reproductoras, somáticas, nerviosas, etc.). De este modo, lo que originariamente fue una colonia de organismos unicelulares pasó a ser un único organismo pluricelular; la especialización celular habría resultado irreversible y las células ya no podrían vivir separadas del conjunto.

Los argumentos a favor de esta hipótesis se basan en la tendencia de los protistas flagelados a formar colonias; en que los animales más sencillos, como las esponjas marinas y los Cnidarios, tienen células flageladas, y en que existen espermatozoides flagelados en todos los animales.

Características que definen a los animales

No hay un rasgo individual que caracterice a los animales, por lo que definiremos el grupo en base a una lista de características; ninguna de ellas es exclusiva de los animales, pero, en conjunto, permiten distinguirlos de los miembros de otros reinos. Estas características son:

1.     Son multicelulares.

2.    Son heterótrofos por ingestión, es decir, obtienen su ener­gía consumiendo el cuerpo de otros organismos.

3.    Por lo regular, se reproducen sexualmente. Aunque algunas especies presentan ambas formas de reproducción: asexual y sexual.

4.    Las células animales carecen de pared celular.

5.    Tienen motilidad (pueden trasladarse) du­rante alguna etapa de su vida. Incluso las esponjas esta­cionarias tienen una etapa larvaria (una forma juvenil) que nada libremente.

6.    La mayor parte de los animales pueden responder rápida­mente a los estímulos externos como resultado de la acti­vidad de las células nerviosas, el tejido muscular o ambos. 

Actividades

Lee el texto. Luego realiza las siguientes actividades:

1.    Desarrolla la hipótesis que explica el origen de los metazoos, indica que evidencias la sustentan y señala quién la propuso.

2.    ¿Qué características definen a los animales?

3.    Recorta y pega la imagen A, que muestra el árbol evolutivo que estudiaremos.

Imagen A: Árbol evolutivo con los principales grupos de Animales

Comenzaremos nuestro análisis de los diferentes grupos de animales por los poríferos.

PORÍFEROS

Actualmente la mayoría de los zoólogos opina que las esponjas tuvieron un origen evolutivo común con los demás metazoos, pero divergieron muy al comienzo de la vida evolutiva de éstos; por esta razón, se las suele colocar en un subreino propio, el Parazoa ("al lado de los animales"). En efecto, hasta el siglo XIX, las esponjas se clasificaban como animales-planta ("zoófitos"), porque durante su vida adulta todas ellas son sésiles (es decir, están fijas al sustrato).

Las esponjas son comunes en los fondos de los océanos de gran parte del mundo. La mayoría vive a lo largo de las costas, en aguas de escasa profundidad, pero algunas, como las frágiles esponjas vítreas, se encuentran a gran profundidad, donde las corrientes son relativamente lentas. Unos pocos tipos son de agua dulce.

Estructura

Las esponjas son de tamaño muy variado, algunas tienen las dimensiones de un grano de arroz, pero hay especies que exceden el medio metro de altura y diámetro. Algunas son radialmente simétricas, pero la mayoría son irregulares.

La mayoría de las especies tienen colores vivos: verdes, amarillos, naranjas, púrpuras, rojos, etc. El significado de la coloración es incierto. Se ha sugerido para algunas especies una función de protección frente a la radiación solar y como coloración de advertencia.

El cuerpo de la esponja representa un nivel de organización celular. Es decir, las células presentan cierta diferenciación pero sin perder su individualidad: pueden vivir separadas del conjunto. No están organizadas en tejidos verdaderos pero entre ellas existe algún tipo de reconocimiento celular que las cohesiona y las mantiene organizadas. Por lo tanto, aunque las células individuales pueden tener funciones especializadas, actúan de modo más o menos independiente.

Veamos la estructura corporal.

La superficie de una esponja está perforada por muchos orificios pequeños denominados ostíolos o poros inhalantes, de donde deriva el nombre Porífera (que tiene poros). Dichos poros desembocan en la cavidad interior, el espongocele o atrio, que a su vez se abre al exterior a través del ósculo, una amplia abertura situada en el extremo superior del tubo. Una corriente constante de agua pasa a través de los poros inhalantes hacia el espongocele y sale por el ósculo.

La pared del cuerpo es relativamente simple:

§      La mayor parte de la superficie exterior está formada por células aplanadas, denominadas pinacocitos, que constituyen el pinacodermo. Los pinacocitos basales segregan una sustancia que une la esponja al sustrato.

              Entre los pinacocitos existen poros; cada poro está formado por un porocito, es decir, una célula en forma de anillo que se extiende desde la superficie externa hasta el espongocele. El orificio del porocito forma el ostíolo, que se abre y cierra por contracción.

§      El mesohilo se encuentra debajo del pinacodermo. Está formado por una matriz gelatinosa de proteína que contiene:

a)       Material esquelético: que proporciona una estructura de soporte a las células. Puede estar formado por espículas calcáreas o silíceas, fibras de espongina, o una combinación de ambas. Las espículas son estructuras rígidas, mientras que la espongina es una proteína parecida al colágeno; algunas esponjas contienen tanta espongina que su textura es dura y semejante a la del caucho.

b)       Amebocitos: células ameboides que cumplen diferentes funciones. Algunos intervienen en la reproducción, otros secretan el esqueleto de espículas o de espongina. También, llevan partículas de alimento desde los coanocitos a las células del pinacodermo que no intervienen en la alimentación.

§      En el lado interno del mesohilo y recubriendo el espongocele, existe una capa de células, los coanocitos. Cada coanocito es ovoide, un extremo es adyacente al mesohilo, el otro, se proyecta en el interior del espongocele y tiene un flagelo rodeado por un collar de vellosidades. Se encargan de mover agua a través de la esponja, de obtener alimento y también participan en la reproducción.

Fisiología

Alimentación. Respiración. Respuestas a Estímulos

La fisiología de una esponja depende en gran medida de la corriente de agua que fluye. El agua lleva alimento y oxígeno a las células, también elimina sus desechos. Incluso los óvulos y los espermatozoides entran y salen de las esponjas con las corrientes de agua.

La corriente se produce por el batido de los flagelos de los coanocitos, que impulsa el agua desde los ostíolos al ósculo. Mediante la regulación de la amplitud del ósculo y el cierre de los ostíolos, el animal puede controlar la velocidad del flujo, e incluso, detenerlo por completo.

Las esponjas son animales filtradores que dependen de la corriente de agua que pasa a través del cuerpo como fuente de alimento; estas se alimentan de partículas orgánicas muy finas, bacterias, protistas unicelulares, etc. Todas las células de la esponja fagocitan partículas, pero los coanocitos y algunos amebocitos tienen la capacidad de transferir partículas fagocitadas a otras células.

El batido del flagelo impulsa el agua a través del collar, hacia la abertura  del mismo. El collar funciona como una especie de colador, las partículas demasiado grandes para pasar por el mismo quedan retenidas en el moco segregado, se deslizan hacia su base, donde son fagocitadas por el cuerpo celular del coanocito. El alimento captado por estas células pasa a los amebocitos vecinos para su digestión y posterior distribución a las células del pinacodermo.

Las esponjas carecen de sistema nervioso y sus reacciones son básicamente locales. La coordinación depende de la transmisión de sustancias mensajeras por difusión en el mesohilo o por medio de células ameboides.

Reproducción

Presentan reproducción sexual y asexual; a continuación describiremos cada tipo:

1.    La reproducción asexual puede producirse de dos formas diferentes:

ª   Por regeneración: proceso por el cual tienen la capacidad de reparar heridas y restaurar partes perdidas. Si se corta una esponja en pequeños fragmentos o si se separan sus células en pequeños grupos, se pueden formar nuevas esponjas a partir de ellos.

ª   Por formación de gémulas (conjuntos de amebocitos dentro de una capa externa protectora formada por amebocitos, una sustancia semejante a espongina y espículas). La producción de estas formas resistentes es más frecuente en organismos dulceacuícolas porque, en el océano las condiciones son relativamente estables, pero el ambiente de agua dulce es mucho más variable. La formación de gémulas sucede sobre todo en otoño y cada individuo produce un gran número de ellas; al llegar el invierno la esponja progenitora se desintegra, pero las gémulas son capaces de soportar la desecación y congelación, lo que les permite sobrevivir al invierno. Llegada la primavera, las células interiores se desarrollan hasta convertirse en una esponja adulta que alcanzará su tamaño definitivo a finales del verano.

2.    La reproducción sexual de las esponjas es altamente especializada. La mayoría son hermafroditas, es decir, un mismo individuo tiene estructuras reproductoras masculinas y femeninas, por lo tanto, produce espermatozoides y óvulos.  Los gametos derivan de amebocitos de gran tamaño, pero se ha visto que los coanocitos también pueden formar gametos, sobre todo espermatozoides. Los espermatozoides, similares a los de otros animales, son llevados por corrientes de agua fuera del ósculo de una esponja hacia la cavidad interior de otra esponja. Allí, luego de ingresar por los ostíolos, son englobados y transportados por los coanocitos hasta los óvulos maduros, donde se produce la fecundación. Este método de fecundación interna es único entre los animales.

La mayoría de las esponjas proporcionan "cuidados maternos", ya que el progenitor retiene al nuevo individuo durante las etapas tempranas de desarrollo. La esponja embrionaria desarrolla una larva flagelada nadadora de vida libre que, después de pasar poco tiempo en el plancton, se establece en un sitio apropiado y crece como esponja adulta.

CNIDARIOS

Los Cnidarios son un grupo grande de animales acuáticos, a menudo, de notable belleza, que incluye a los corales, anémonas, hidras, medusas, etc.  Todos son marinos a excepción de las hidras.

Sus células, a diferencia de las esponjas están organizadas en tejidos verdaderos y sus actividades son coordinadas por un sistema nervioso primitivo. Presentan simetría radial.

¿Qué es un tejido? Es un agregado de células, generalmente del mismo tipo, organizadas para cumplir una función común.

Cnidarios (Gr. Knide: ortiga + L. aria: parecido a)  toma su nombre de las células llamadas cnidocitos, características de estos animales. Los cnidarios son carnívoros, capturan su presa por medio de tentáculos que forman un círculo alrededor de la boca. Los tentáculos tienen cnidocitos, células especiales que contienen orgánulos urticantes llamados nematocistos. Los nematocistos se descargan en respuesta a un estímulo químico o táctil. Los filamentos tubulares de los nematocistos pueden ser venenosos, pegajosos o estar provistos de púas que paralizan, enlazan o detienen a las presas.

La pared del cuerpo consta de tres capas básicas:

§            Epidermis: un tejido externo, compuesto principalmente por células epitelio-musculares que desempeñan una función de cubierta protectora y también actúan como células musculares. Además tiene cnidocitos, especialmente abundantes en los tentáculos.

§            Gastrodermis: tejido que recubre la cavidad gastrovascular. Está constituida principalmente por dos tipos de células vinculadas con la digestión: glandulares y nutritivas. Cuando la presa (principalmente pequeños crustáceos) llega a la cavidad gastrovascular, las células glandulares segregan enzimas que reducen gradualmente la presa a una sopa caldosa. La mezcla se favorece por el movimiento de los flagelos. Las células nutritivas, entonces fagocitan los pequeños fragmentos, concluyendo la digestión intracelular. Los nutrientes por difusión llegan a las otras partes y los residuos no digeridos son expulsados por la boca por contracciones del cuerpo del animal.

La gastrodermis también cumple función Circulatoria: El batido de los flagelos de las células gastrodérmicas produce la circulación del agua a través de la cavidad gastrovascular, proporcionando oxígeno a las células que la tapizan y retirando el dióxido de carbono y las partículas de alimento no digerido al exterior, a través de la única abertura. Es decir, el intercambio gaseoso se realiza a través de la superficie corporal interna y externa.

§            Mesoglea: ubicada entre las dos anteriores, es una capa de sustancia viscosa, con aspecto de gelatina,  constituida por un material semejante al colágeno.

Sistema nervioso

En los Cnidarios más simples, como por ejemplo la Hydra, existen dos tipos de células nerviosas: células receptoras sensoriales y células asociadas a una red nerviosa. Las células receptoras sensoriales son más sensibles a los estímulos químicos y mecánicos y, cuando se las estimula, transmiten impulsos a las células adyacentes, que entonces responden en conjunto. La conexión de células nerviosas que yace en la base de la capa epidérmica es el ejemplo más simple de un sistema nervioso que reúne a las células de un organismo entero en una integridad funcional. Coordina las contracciones musculares de la Hydra y posibilita una amplia variedad de actividades. Sin embargo, no existe un centro de operaciones para el sistema nervioso.

Formas corporales

Existen dos formas corporales básicas: una de ellas, generalmente sésil, es el pólipo, y la otra forma, generalmente de natación libre, es la medusa. Típicamente el cuerpo del pólipo es tubular o cilíndrico, con el extremo oral que lleva la boca y los tentáculos dirigido hacia arriba; el extremo opuesto o aboral fijo al sustrato.

El cuerpo de la medusa toma aspecto de campana o sombrilla con la cara convexa dirigida hacia arriba y la boca en el centro de la cara cóncava, mientras que los tentáculos cuelgan hacia abajo.

La mesoglea del pólipo es más o menos fina, en cambio en la medusa es extremadamente gruesa y constituye la mayor parte del volumen del animal.

Ciclo vital de un Cnidario

El ciclo de vida de los cnidarios se caracteriza por una forma larval, conocida como plánula, que es un organismo pequeño, ciliado y de vida libre. Después de esta etapa larval, algunos cnidarios alternan la forma pólipo y medusa en su ciclo de vida. En estas especies, los pólipos se reproducen asexualmente por medio de un proceso llamado estrobilación y las medusas sexualmente por medio del proceso de fecundación.

Actividades

1.   Lee los textos referidos a Poríferos y Cnidarios. Subraya las ideas principales.

2.  Elabora en tu carpeta el siguiente cuadro comparativo:

Filum Característica		PORÍFEROS			CNIDARIOS
Nivel de organización
Tipo de simetría
Característica que da el nombre al filum
Estructura corporal / fción		Capa	Estructura	Fción	Capa	Estructura	Fción
		Pinaco-dermo			Epidermis
		Mesohilo			Mesoglea
		Coanocitos			Gastro-dermis
Circulación / respiración
Alimentación
Sistema nervioso/ res-puesta a estímulos
Reproduc-ción	Sexual
	Asexual