Los gusanos planos son organismos acoelomatosos que incluyen formas de vida libre y parasitarias. Los nematodos, o gusanos redondos, poseen un pseudocoeloma y consisten en formas de vida libre y parasitarias. Finalmente, los artrópodos, uno de los grupos taxonómicos más exitosos del planeta, son organismos celomatosos con un exoesqueleto duro y apéndices articulados. Los nematodos y los artrópodos pertenecen a un clado con un ancestro común, llamado Ecdysozoa. El nombre proviene de la palabra ecdysis, que se refiere al desprendimiento periódico o muda del exoesqueleto. Los phyla de ecdysozoan tienen una cutícula dura que cubre sus cuerpos que deben ser eliminados periódicamente y reemplazados para que aumenten de tamaño.
Gusanos planos
Las relaciones entre los gusanos planos, o phylum Platyhelminthes, se están revisando y la descripción aquí seguirá las agrupaciones tradicionales. La mayoría de los gusanos planos son parásitos, incluidos los parásitos importantes de los humanos. Los gusanos planos tienen tres capas de germen embrionario que dan lugar a superficies que cubren tejidos, tejidos internos y el revestimiento del sistema digestivo. El tejido epidérmico es una capa única de células o una capa de células fusionadas que cubren una capa de músculo circular sobre una capa de músculo longitudinal. Los tejidos mesodérmicos incluyen células de soporte y células secretoras que secretan moco y otros materiales a la superficie. Los gusanos planos son acoelomatosos, por lo que sus cuerpos no contienen cavidades ni espacios entre la superficie externa y el tracto digestivo interno.
Procesos fisiológicos de gusanos planos
Las especies de gusanos planos de vida libre son depredadores o carroñeros, mientras que las formas parásitas se alimentan de los tejidos de sus huéspedes. La mayoría de los gusanos planos tienen un sistema digestivo incompleto con una abertura, la "boca", que también se usa para expulsar los desechos del sistema digestivo. Algunas especies también tienen una abertura anal. El intestino puede ser un saco simple o altamente ramificado. La digestión es extracelular, con enzimas secretadas en el espacio por las células que recubren el tracto, y los materiales digeridos son transportados a las mismas células por fagocitosis. Un grupo, los cestodos, no tiene un sistema digestivo, porque su estilo de vida parasitario y el entorno en el que viven (suspendidos dentro de la cavidad digestiva de su huésped) les permite absorber nutrientes directamente a través de la pared de su cuerpo. Las lombrices intestinales tienen un sistema excretor con una red de túbulos en todo el cuerpo que se abren al medio ambiente y a las celdas de llamas cercanas, cuyos cilios golpean para dirigir los líquidos residuales concentrados en los túbulos fuera del cuerpo. El sistema es responsable de la regulación de las sales disueltas y la excreción de desechos nitrogenados. El sistema nervioso consiste en un par de cordones nerviosos que se extienden a lo largo del cuerpo con conexiones entre ellos y un gran ganglio o concentración de células nerviosas en el extremo anterior del gusano; aquí, también puede haber una concentración de células fotosensoriales y quimiosensoriales.
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| Este planario es una lombriz de vida libre que tiene un sistema digestivo incompleto, un sistema excretor con una red de túbulos en todo el cuerpo y un sistema nervioso formado por cordones nerviosos que se extienden a lo largo del cuerpo con una concentración de nervios y fotosensoriales y células quimiosensoriales en el extremo anterior. |
Como no existe un sistema circulatorio o respiratorio, el intercambio de gases y nutrientes depende de la difusión y las uniones intercelulares. Esto necesariamente limita el grosor del cuerpo en estos organismos, obligándolos a ser gusanos "planos". La mayoría de las especies de gusanos planos son monoicas (hermafroditas, que poseen ambos conjuntos de órganos sexuales), y la fertilización es típicamente interna. La reproducción asexual es común en algunos grupos en los que un organismo completo puede regenerarse a partir de una parte de sí mismo.
Diversidad de gusanos planos
Los gusanos planos se dividen tradicionalmente en cuatro clases: Turbellaria, Monogenea, Trematoda y Cestoda. Los turbellarios incluyen principalmente especies marinas de vida libre, aunque algunas especies viven en ambientes terrestres húmedos o de agua dulce. Los simples planarios encontrados en estanques de agua dulce y acuarios son ejemplos. La capa epidérmica de la parte inferior de los turbellarios está ciliada, y esto les ayuda a moverse. Algunos turbellarios son capaces de notables hazañas de regeneración en las que pueden volver a crecer el cuerpo, incluso a partir de un pequeño fragmento.
| Phylum Platyhelminthes se divide en cuatro clases: (a) el gusano de la cama de Bedford (Pseudobiceros bedfordi) y el (b) planario pertenecen a la clase Turbellaria; (c) la clase Trematoda incluye alrededor de 20,000 especies, la mayoría de las cuales son parásitas; (d) la clase Cestoda incluye tenias como esta Taenia saginata; y la clase parasitaria Monogenea (no se muestra). |
Los monogenanos son parásitos externos principalmente de peces con ciclos de vida que consisten en una larva de natación libre que se adhiere a un pez para comenzar la transformación a la forma adulta parasitaria. Solo tienen un huésped durante su vida, típicamente de una sola especie. Los gusanos pueden producir enzimas que digieren los tejidos del huésped o pastan en el moco superficial y las partículas de la piel. La mayoría de los monogenanos son hermafroditas, pero los espermatozoides se desarrollan primero, y es típico que se apareen entre individuos y no se autofecundan.
Los trematodos, o trematodos, son parásitos internos de moluscos y muchos otros grupos, incluidos los humanos. Los trematodos tienen ciclos de vida complejos que involucran un huésped primario en el que ocurre la reproducción sexual y uno o más huéspedes secundarios en los que ocurre la reproducción asexual. El huésped primario es casi siempre un molusco. Los trematodos son responsables de enfermedades humanas graves, incluida la esquistosomiasis, causadas por un trematodo sanguíneo (esquistosoma). La enfermedad infecta a unos 200 millones de personas en los trópicos y provoca daños en los órganos y síntomas crónicos, incluida la fatiga. La infección ocurre cuando un humano ingresa al agua, y una larva, liberada del caracol principal, localiza y penetra la piel. El parásito infecta varios órganos del cuerpo y se alimenta de glóbulos rojos antes de reproducirse. Muchos de los huevos se liberan en las heces y se abren paso en una vía fluvial donde pueden reinfectar al principal huésped del caracol.
Los cestodos, o tenias, también son parásitos internos, principalmente de vertebrados. Las tenias viven en el tracto intestinal del huésped primario y permanecen fijas usando una ventosa en el extremo anterior, o scolex, del cuerpo de la tenia. El cuerpo restante de la tenia se compone de una larga serie de unidades llamadas proglótidos, cada una de las cuales puede contener un sistema excretor con células de llama, pero contendrá estructuras reproductivas, tanto masculinas como femeninas. Las tenias no tienen un sistema digestivo, absorben nutrientes de la materia alimenticia que los pasa al intestino del huésped. Los proglótidos se producen en el esternón y se empujan hacia el final de la tenia a medida que se forman nuevos proglótidos, en ese punto, son "maduros" y todas las estructuras, excepto los huevos fertilizados, se han degenerado. La mayor parte de la reproducción ocurre por fertilización cruzada. El proglótido se desprende y se libera en las heces del huésped. Los huevos fertilizados son comidos por un huésped intermedio. Los gusanos juveniles emergen e infectan al huésped intermedio, estableciendo su residencia, generalmente en el tejido muscular. Cuando el huésped primario come el tejido muscular, se completa el ciclo. Hay varios parásitos de la tenia de los humanos que se adquieren al comer carne de cerdo, carne de res y pescado crudos o mal cocinados.
Nematodos
El filo Nematoda, o gusanos redondos, incluye más de 28,000 especies con un estimado de 16,000 especies parasitarias. El nombre Nematoda se deriva de la palabra griega "nemos", que significa "hilo". Los nematodos están presentes en todos los hábitats y son extremadamente comunes, aunque generalmente no son visibles.
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| (a) Se muestra una micrografía electrónica de barrido de nematodos Heterodera glycines y (b) se muestra una representación esquemática de la anatomía de un nematodo. |
La mayoría de los nematodos se parecen entre sí: tubos delgados, cónicos en cada extremo. Los nematodos son pseudocoelomas y tienen un sistema digestivo completo con una boca y un ano distintos.
El cuerpo del nematodo está encerrado en una cutícula, un exoesqueleto flexible pero resistente, o un esqueleto externo, que ofrece protección y soporte. La cutícula contiene un polímero de carbohidratos y proteínas llamado quitina. La cutícula también recubre la faringe y el recto. Aunque el exoesqueleto proporciona protección, restringe el crecimiento y, por lo tanto, debe eliminarse y reemplazarse continuamente a medida que el animal aumenta de tamaño.
La boca de un nematodo se abre en el extremo anterior con tres o seis labios y, en algunas especies, dientes en forma de extensiones cuticulares. También puede haber un estilete afilado que puede sobresalir de la boca para apuñalar a las presas o perforar células vegetales o animales. La boca conduce a una faringe e intestino musculares, que conducen al recto y a la abertura anal en el extremo posterior.
Procesos fisiológicos de los nematodos.
En los nematodos, el sistema excretor no está especializado. Los desechos nitrogenados se eliminan por difusión. En los nematodos marinos, la regulación del agua y la sal se logra mediante glándulas especializadas que eliminan los iones no deseados mientras mantienen las concentraciones internas de fluidos corporales.
La mayoría de los nematodos tienen cuatro cordones nerviosos que corren a lo largo del cuerpo en la parte superior, inferior y laterales. Los cordones nerviosos se fusionan en un anillo alrededor de la faringe, para formar un ganglio de la cabeza o "cerebro" del gusano, así como en el extremo posterior para formar el ganglio de la cola. Debajo de la epidermis se encuentra una capa de músculos longitudinales que solo permite la ondulación del cuerpo de lado a lado.
Los nematodos emplean una diversidad de estrategias de reproducción sexual según la especie; pueden ser monoicos, dioicos (sexos separados), o pueden reproducirse asexualmente por partenogénesis. Caenorhabditis elegans es casi única entre los animales en tener hermafroditas autofertilizantes y un sexo masculino que puede aparearse con el hermafrodita.
Artrópodos
El nombre "artrópodos" significa "patas articuladas", que describe acertadamente cada una de la enorme cantidad de especies que pertenecen a este filo. Los artrópodos dominan el reino animal con un estimado del 85 por ciento de las especies conocidas, con muchas aún sin descubrir o sin describir. Las características principales de todos los animales en este filo son la segmentación funcional del cuerpo y la presencia de apéndices articulados. Como miembros de Ecdysozoa, los artrópodos también tienen un exoesqueleto hecho principalmente de quitina. Artrópodos es el filo más grande del mundo animal en términos de cantidad de especies, y los insectos forman el grupo más grande dentro de este filo. Los artrópodos son verdaderos animales celomatosos y exhiben desarrollo prostostómico.
| Los trilobites, como el de este fósil, son un grupo extinto de artrópodos. |
Procesos fisiológicos de los artrópodos.
Una característica única de los artrópodos es la presencia de un cuerpo segmentado con fusión de ciertos conjuntos de segmentos para dar lugar a segmentos funcionales. Los segmentos fusionados pueden formar una cabeza, tórax y abdomen, o un cefalotórax y abdomen, o una cabeza y tronco. El celoma toma la forma de un hemocoel (o cavidad sanguínea). El sistema circulatorio abierto, en el que la sangre baña los órganos internos en lugar de circular en los vasos, está regulado por un corazón de dos cámaras. Los sistemas respiratorios varían, dependiendo del grupo de artrópodos: los insectos y miriápodos usan una serie de tubos (tráqueas) que se ramifican en todo el cuerpo, se abren al exterior a través de aberturas llamadas espiráculos, y realizan el intercambio de gases directamente entre las células y el aire en las tráqueas. . Los crustáceos acuáticos usan branquias, los arácnidos emplean "pulmones de libro" y los queliceratos acuáticos usan "branquias de libro". Los pulmones de los arácnidos son pilas internas de bolsas de aire alternas y tejido de hemocoel con forma de páginas de un libro. Las branquias de los crustáceos son estructuras externas similares a los pulmones de los libros con pilas de estructuras en forma de hoja que intercambian gases con el agua circundante.
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| Los pulmones de los libros de (a) arácnidos están formados por bolsas de aire alternas y tejido de hemocoel con forma de pila de libros. Las branquias de los (b) crustáceos son similares a los pulmones de los libros, pero son externas, por lo que el intercambio de gases puede ocurrir con el agua circundante. |
Diversidad de artrópodos
El Filo Artrópodo incluye animales que han tenido éxito en colonizar hábitats terrestres, acuáticos y aéreos. El phylum se clasifica además en cinco subphyla: Trilobitomorpha (trilobites), Hexapoda (insectos y parientes), Myriapoda (milpiés, ciempiés y parientes), Crustacea (cangrejos, langostas, cangrejos de río, isópodos, percebes y algunos zooplancton) y Chelicerata. (cangrejos herradura, arácnidos, escorpiones y patas largas de papá). Los trilobites son un grupo extinto de artrópodos encontrados desde el período Cámbrico (540–490 millones de años) hasta que se extinguieron en el Pérmico (hace 300–251 millones de años) que probablemente estén más estrechamente relacionados con la Chelicerata. Las 17,000 especies descritas han sido identificadas a partir de fósiles.
Los Hexapoda tienen seis patas (tres pares) como su nombre indica. Los segmentos hexápodos se fusionan en la cabeza, el tórax y el abdomen. El tórax lleva las alas y tres pares de patas. Los insectos que encontramos a diario, como hormigas, cucarachas, mariposas y abejas, son ejemplos de hexapoda.
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| En esta anatomía básica de un hexápodo, tenga en cuenta que los insectos tienen un sistema digestivo desarrollado (amarillo), un sistema respiratorio (azul), un sistema circulatorio (rojo) y un sistema nervioso (púrpura). |
| (a) El ciempiés Scutigera coleoptrata tiene hasta 15 pares de patas. (b) Este milpiés norteamericano (Narceus americanus) tiene muchas patas, aunque no mil, como su nombre podría sugerir. |
Los crustáceos, como los camarones, las langostas, los cangrejos y los cangrejos de río, son los artrópodos acuáticos dominantes. Algunos crustáceos son especies terrestres como los bichos de la píldora o los insectos de la cerda. El número de especies de crustáceos descritos es de aproximadamente 47,000.3
Aunque el plan corporal básico en los crustáceos es similar al Hexapoda (cabeza, tórax y abdomen), la cabeza y el tórax pueden fusionarse en algunas especies para formar un cefalotórax, que está cubierto por una placa llamada caparazón. El exoesqueleto de muchas especies también se infunde con carbonato de calcio, lo que lo hace aún más fuerte que en otros artrópodos. Los crustáceos tienen un sistema circulatorio abierto en el que el corazón dorsal bombea sangre al interior de la sangre. La mayoría de los crustáceos suelen tener sexos separados, pero algunos, como los percebes, pueden ser hermafroditas. El hermafroditismo en serie, en el que la gónada puede pasar de producir esperma a óvulos, también se encuentra en algunas especies de crustáceos. Las etapas larvales se ven en el desarrollo temprano de muchos crustáceos. La mayoría de los crustáceos son carnívoros, pero los detritívoros y los alimentadores de filtro también son comunes.
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| El cangrejo de río es un ejemplo de un crustáceo. Tiene un caparazón alrededor del cefalotórax y el corazón en el área del tórax dorsal. |
El subfilo Chelicerata incluye animales como arañas, escorpiones, cangrejos herradura y arañas marinas. Este subfilo es predominantemente terrestre, aunque también existen algunas especies marinas. Se estima que 103,0004 especies descritas están incluidas en el subfilo Chelicerata.
El cuerpo de los quelicerados puede dividirse en dos partes y una "cabeza" distinta no siempre es discernible. El filo deriva su nombre del primer par de apéndices: los quelíceros (a), que son piezas bucales especializadas. Los quelíceros se usan principalmente para alimentarse, pero en las arañas, generalmente se modifican para inyectar veneno en su presa (b). Al igual que en otros miembros de Arthropoda, los quelicerados también utilizan un sistema circulatorio abierto, con un corazón en forma de tubo que bombea sangre al gran hemocoel que baña los órganos internos. Los quelicerados acuáticos utilizan la respiración branquial, mientras que las especies terrestres usan tráqueas o pulmones de libro para el intercambio gaseoso.
| (a) Los quelíceros (primer conjunto de apéndices) están bien desarrollados en Chelicerata, que incluye escorpiones (a) y arañas (b). |
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