ARTROPODOS ZOO, Apuntes de Zoología

¡Descarga ARTROPODOS ZOO y más Apuntes en PDF de Zoología solo en Docsity! TEMA 12: Los Artrópodos Lección 29: Definición y caracteres generales del grupo: Forman el 80% de las especies animales, colonizan todos los ambientes y áreas geográficas, se distribuyen desde las fosas marinas más profundas hasta 6500 metros de altura. Presentan todos los tipos de alimentación, aunque la mayoría son herbívoros, tienen gran capacidad de adaptación. Dentro de los artrópodos, los insectos son el grupo más numeroso con un mayor éxito biológico e incluso han desarrollado la capacidad de volar. Eumetazoos, bilaterales, triblásticos, celomados, esquizocélicos, protóstomos, hiponeuros y metamerizados. • Metamerización heterónoma: aparecen unidades funcionales (tagmas) con función determinada y presentan un proceso denominado cefalización, por el cual aparece una cabeza formando parte del cefalotórax o prosoma y en ella se localizan apéndices sensoriales, estructuras relacionadas con la captación de alimento y los centros nerviosos. Presentan también un tronco en el cual aparecen apéndices pares segmentarios, variables en número y estructura. • Cutícula quitinosa esclerotizada o calcificada (endurecida): formándose escleritos tegumentarios articulados entre sí por medio de membranas sensibles o suturas. • Musculatura somática: estriada, no forma capas continuas, se dispone en haces metaméricos. • No presentan tejido celular vibrátil. • Tubo digestivo: completo, con estomodeo, mesodeo y proctodeo, primera y última región cubiertas de cutícula y todas ellas presentan distintas adaptaciones según el tipo de alimentación. • Intercambio gaseoso: pared del cuerpo, branquias, pulmones, sistema traqueal tubular. • Sistema circulatorio: abierto, corazón dorsal, en una cavidad pericárdica con aberturas pares denominadas ostiolos. • Sistema nervioso: masa cerebral cefálica y una cadena ventral metamérica, los ganglios de los primeros segmentos son supraesofágicos formando parte del cerebro. • Órganos sensoriales: estructuras especializadas basadas en modificaciones cuticulares que se denominan sensilas. • Ojos: simples o compuestos. • Celoma: reducido en adultos. • Sin nefridios: presentan otros tipos de sistemas de excreción o están muy reducidos. • La mayoría son dioicos. • Crecimiento discontinuo: debido a la cutícula rígida, por ello tienen periodos de muda o ecdisis. • Metamorfosis: proceso frecuente en el desarrollo larvario. Lázaro Piñero Sánchez 1 Artropodizacion Es el conjunto de características que han adquirido los artrópodos por poseer una cutícula esclerotizada. Es el conjunto de cambios que tuvo que sufrir el antecesor común de todos los artrópodos por presentar esta cutícula esclerotizada: • Ventajas: • La adquisición de un tegumento cubierto por quitina, que es una escleroproteína y otras proteínas que se combinan en el proceso de la esclerotización. Esta cubierta rígida y pesada provoca que aparezcan zonas de unión condicionando la aparición de mecanismos esqueléticos y musculares. • La adquisición de esta cubierta rígida y pesada requiere un aumento de la movilidad para acceder al alimento, la solución fue la aparición de zonas desnudas de cutícula formando articulaciones somáticas o superficies de articulación y desarrollaron estructuras apendiculares con origen en Lázaro Piñero Sánchez 2 en unidades funcionales con musculatura propia que se denominan poditos, pero también pueden aparecer unidades sin musculatura propia que son los podómeros. En los artrópodos los segmentos se agrupan formando tagmas: Hay dos modelos básicos de apéndices: • Apéndice unirrámeo: típico de miriápodos, insectos y quelicerados, sólo presenta un eje. • Apéndice birrámeo: típico de crustáceos, con dos ejes o ramas que se denominan exopodio (rama distal con función respiratoria) y endopodio (rama proximal con función locomotora). Cada apéndice sea unirrámeo o birrámeo tiene dos secciones bien definidas: • Sección coxal, coxito o protopodito: zona del apéndice que se inserta en la región pleural. Puede estar dividido en coxa y subcoxa o no. Son el lugar donde se suele insertar la musculatura extrínseca que mueve el apéndice como un todo. Esta zona suele tener lóbulos, si se sitúan hacia el exterior se denominan exitos o epipoditos y si se sitúan hacia el interior se denominan enditos. Su función principal suele ser alimentaria, donde se denominan gnatobases. • Sección distal o telopodito: esta región del apéndice es más variable que la anterior en número de artejos y en función, que es dependiente de los grupos y puede ser natatoria, salto, marcha, alimentaria… Lázaro Piñero Sánchez 5 - Cabeza - Cefalotórax Insectos - Tórax Crustáceos - Abdomen - Abdomen - Cabeza - Prosoma Miriápodos Quelicerados - Tronco - Opistosoma Pared del cuerpo Está formada por una cutícula esclerotizada laminada, que está segregada por la epidermis subyacente, esta cutícula forma un exoesqueleto que varía según el tamaño y tipo de vida del artrópodo. Regiones: • Epicutícula: capa más externa que está dividida a su vez en varias capas: • Capa de cemento: la más externa, es una capa protectora formada por lipoproteínas. • Capa de ceras: más desarrollada en quelicerados e insectos hace de barrera frente a la pérdida de agua. Ambas juntas sirven como barrera frente a bacterias. • Capa de cuticulina: capa formada por proteínas muy desarrollada en insectos, en ella se puede diferenciar una capa más densa y gruesa superior y otra interna más fina y menos densa. La capa de cuticulina está muy involucrada en el endurecimiento del exoesqueleto y en ella se sitúan una serie de canales para formar la capa de ceras. • Procutícula: formada por bandas de proteína y quitina, las cuales son duras pero flexibles y de este modo aparece la cutícula en algunos artrópodos y larvas de los mismos. Formada por: • Exocutícula. • Endocutícula. La cutícula de artrópodos es dura e inflexible por dos procesos, que van a depender del grupo: • Esclerotización, adquisición de taninos. • Mineralización, se deposita carbonato cálcico en las capas externas de la cutícula. La cutícula puede formar salientes hacia el exterior haciendo estructuras ornamentales, de protección o estructuras sensoriales como las sedas. Puede presentar también proyecciones hacia el interior de formas muy variadas (crestas, apodemas, apófisis…). Debajo de la cutícula se encuentra la epidermis (también se le denomina hipodermis), formada por un epitelio cúbico sencillo que descansa sobre la membrana basal, además en la epidermis aparecen numerosas células glandulares algunas de las cuales forman conductos que salen al exterior atravesando la cutícula. Bajo la membrana basal se encuentra la cavidad del cuerpo denominada hemocele donde aparece la hemolinfa que baña directamente los órganos, el hemocele no es un celoma, pero se ha originado a partir de él. La musculatura ya no se presenta en capas debido al exoesqueleto rígido y ahora se dispone en haces. Las articulaciones en artrópodos son tipo condilo-cotilo (cóncava y convexa). La muda o ecdisis permite el crecimiento del artrópodo. Durante el periodo de muda aparece un espacio entre la cutícula y la epidermis, la cual va a segregar un líquido que presenta quitinasa y proteasas que digerirán la endocutícula, a medida que se digiere la endocutícula se va reabsorbiendo y se va produciendo una nueva cutícula, Lázaro Piñero Sánchez 6 segregándose primero la capa de cuticulina y a continuación segrega exocutícula y endocutícula formando una cutícula muy blanda y el animal va a realizar la muda, para ello se abre el tegumento viejo por las líneas de ecdisis (zonas de rotura del tegumento ya delimitadas), mudándose también la parte anterior y posterior del tubo digestivo y la muda abandonada se denomina exuvia. Mientras la cutícula es blanda el animal crece ingiriendo agua y/o aire de manera que se agranda y después entra en el proceso de postmuda que lo constituyen el proceso de esclerotización y el de calcificación. El número de mudas es muy variable según las especies. Sistema digestivo El sistema digestivo es completo con la boca situada en posición anterior, aunque puede retraerse ventralmente y el ano es terminal. Como regla general presentan estomodeo, mesodeo y proctodeo que se diferencian por el tipo de recubrimiento que presentan, ya que estomodeo y proctodeo presentan la cutícula quitinosa y por tanto se mudan, el mesodeo no. Las diferenciaciones del digestivo son muchas y variadas. Sistema respiratorio El sistema respiratorio es muy variable según el medio de vida y el tamaño del artrópodo: • Tegumentario: en artrópodos de pequeño tamaño. • Branquias: son evaginaciones del tegumento de estructura y disposición muy variable, lo presentan los crustáceos y otros artrópodos adaptados a la vida acuática. Se originan a partir del exopodio del apéndice birrámeo o de salientes al exterior de la parte coxal del apéndice denominados exitos o epipoditos. Las branquias están muy irrigadas y es necesario que la branquia esté siempre húmeda. Lázaro Piñero Sánchez 7 La fecundación es interna (aunque hay casos de fecundación externa) realizada a través de la utilización de un pene o edeago o a través de espermatóforos formados por el macho que hace una cubierta para el esperma y lo sitúa sobre la vegetación. La mayoría son ovíparos aunque existen formas vivíparas, los huevos son pequeños y de tipos isolecito (con una cantidad moderada de vitelo por todo el huevo) con segmentación total aproximada a la espiral. La mayoría son dioicos, el hermafroditismo es poco frecuente, sólo se da en pocos crustáceos y algunos insectos. La partenogénesis es abundante en algunos grupos (insectos). El desarrollo de los embriones al eclosionar puede ser directo si se parecen morfológicamente al adulto (insectos, quelicerados y miriápodos) o pasar por distintos estados larvarios produciéndose la metamorfosis que será más o menos drástica según los grupos. Hay distintos tipos de crecimiento: • Anamórfico: implica un cambio gradual en cada muda. • Epimórfico: Conserva la misma forma en las fases sucesivas de crecimiento. Clasificación del Filo Artrópodos (Arthropoda): Está formado por tres subfilos: • Subphylum Chaelicerata: quelicerados. • Subphylum Crustacea: crustáceos. • Subphylum Atelocerata: miriápodos e insectos. Lázaro Piñero Sánchez 10 Lección 35-39: Subfilo Atelocerados (Atelocerata): Insectos (Insecta) Características generales 1. Cuerpo formado por tres tagmas: cabeza, tórax y abdomen. 2. Posesión de apéndices multiarticulados y unirrámeos. 3. Los apéndices cefálicos son antenas, mandíbulas, maxílulas (primeras maxilas) y maxilas (segundas maxilas), las segundas maxilas fusionadas formando un labio. 4. Con un sistema de intercambio gaseoso compuesto por tráqueas y espiráculos. 5. Digestivo dividido en tres regiones bien definidas: estomodeo, mesodeo y proctodeo. 6. Con tubos de Malpigio situados en relación con la parte posterior del digestivo. 7. Sistema circulatorio abierto por el que circula la hemolinfa. 8. Sistema nervioso central formado por una doble cadena de ganglios unidos por conectivos laterales y longitudinales. El cerebro (muy complejo) se localiza dorsalmente en posición anterior al digestivo. 9. La mayoría son dioicos con fecundación interna aunque existen casos de partenogénesis. Lázaro Piñero Sánchez 11 Lázaro Piñero Sánchez A Organización morfológica 12 • Opistognato: las piezas bucales están dirigidas hacia la región posterior y en posición muy retrasada. • Aparato bucal: se describe el tipo masticador por considerarse el más primitivo: • Labro: pieza única, situada a continuación del clípeo en posición dorsal y cierra la cavidad bucal por arriba. • Mandíbula: dos piezas laterales, fuertemente esclerotizadas, no segmentadas, articuladas con la cápsula cefálica y con una región incisiva y otra moledora. • Hipofaringe: actúa a modo de lengua y se encuentra en el interior de la cavidad bucal. • Maxilas: dos piezas laterales muy complejas que presentan un palpo y ayudan en la manipulación del alimento. • Labio: pieza única formada por la fusión de las segundas maxilas, porta dos palpos. Lázaro Piñero Sánchez 15 • Modificaciones del plan general: • Mandíbulas de mayor tamaño para defensa y/o ataque. • Aparato bucal picador: insectos que se alimentan de fluidos internos y tienen que taladrar tejidos. • Aparato bucal chupador: insectos que se alimentan de fluidos ya sean sustancias líquidas o disueltas: • Lepidoptera: espiritrompa (posición de reposo). • Diptera: labela (estructura a modo de esponja). • Aparato bucal masticador-lamedor: mandíbulas para el polen, el resto de estructuras a modo de lengua para el néctar. 5. Cuello: Zona de unión y articulación de la cápsula cefálica, es flexible y presenta escleritos. ♦ El tórax está formado por tres segmentos, cada uno de los cuales lleva un par de patas y en insectos alados los dos últimos portan alas también. Denominación de las distintas regiones: • Protórax: pronoto/prostergo, prospleura, prosterno. • Mesotórax: mesonoto/mesostergo, mesopleura, mesosterno. Lázaro Piñero Sánchez 16 • Metatórax: metanoto/metastergo, matapleura, matasterno. Aparecen aberturas del sistema traqueal denominadas espiráculos en el mesotórax y en metatórax. En apterigotos y juveniles todos los segmentos son iguales entre sí, pero en los pterigotos los que portan alas que son mucho más complejos y se desarrollan más forman el denominado pterotórax. Los tergos o notos están formados por una placa simple anterior denominada alinoto (prescutum, escutum y escutelo) donde se insertan las alas y seguida de otra placa pequeña que se denomina postnoto. En las pleurasen posición dorsal hay un par de escleritos que servirán para la inserción de las alas y ayudar en el vuelo. Además hay una sutura pleural dividida en una zona anterior que se denomina episterno y otra posterior que se denomina epímero. Esternostorácicos. Una placa ventral denominada eusterno que es grande y seguida de una pequeña plaquita que se denomina espinasterno. Lázaro Piñero Sánchez 17 ángulo del ala en relación al plano en el que se mueve. Hay dos tipos de músculos del vuelo: • Músculos directos: menos evolucionados, insertos por un lado a la base del ala y por el otro al esterno torácico, se disponen en haces y por su contracción el ala sube. • Músculos indirectos: más evolucionados, no insertos en la base del ala, sino que están insertos en el segmento torácico y son músculos dorsoventrales y longitudinales que actúan como una caja elástica. Cuando los dorsoventrales se contraen el ala sube y los longitudinales se distienden. Cuando los longitudinales se contraen el ala baja y los dorsoventrales se relajan. ■ Modificaciones del ala: • Número: • Dos pares. • Un par. • Ninguna. • Tamaño: • Macrópteros: cubren el tórax y abdomen. • Braquipteros: alas reducidas. • Apteros: sin alas. • Venación: para diferenciar familias, géneros y epsecies: • Reticulada: orden Odonata. • Reducida: orden Himenopera. • Transformanciones: Lázaro Piñero Sánchez 20 • Elitros: primer par de alas muy endurecidas formando una cubierta protectora para el segundo par de alas (orden Coleoptera). • Hemielitros: primer par de alas con la parte anterior endurecida y la posterior membranosa (orden Hemiptera). • Tegminas: primer par de alas coriáceo (orden Orthoptera). • Halterios: segundo par de alas transformado en una estructura a modo de baqueta, también denominados balancines (orden Diptera). ■ Relaciones entre ambas: • Funcionan independientemente (orden Odonata). • Funcionan como una unidad mediante mecanismos de coaptación alar (frénulum o hamuli) (orden Lepidoptera e Hymenóptera). ■ Posición en reposo: • Horizontal: orden Odonata. • Vertical: orden Ephemeroptera. • Sobre el abdomen: orden Diptera. • Como un tejado sobre el abdomen: orden Homoptera. ♦ El abdomen está formado por once segmentos más el telson (ano) que sólo se conservan en estados embrionarios. En las pleuras del primer al octavo segmento abdominal aparecen los espiráculos traqueales y son segmentos típicos. Los segmentos posteriores al 8-9 forman la terminalia, estando muy modificados y reducidos con apéndices dedicados a la reproducción y la genitalia externa. El aparato reproductor masculino tiene el orificio de salida en el 9º segmento. El aparato reproductor femenino tiene el orificio de salida en el octavo o noveno segmento. El segmento número 11 es el epiproctro, porta paraproctos y cercos. Modificaciones: • Apéndice abdominal no reproductor: en orden Collembola que se denominan colófora y fúrcula. • Cercos: orden Dermaptera y embioptera. Lázaro Piñero Sánchez 21 • Genitalia. Terminalia femeniana y ovopositora) vista lateral del abdomen mostransdo el ovopositor formado por segmentos terminales extensibles b) y c) vista lateral y sección transversal de un ovopositor de un insecto ortopteroide. Terminaliamasculinaa) vista dorsal del segmento abdominal 9 de un Arqueognato b) vista dorsal del edeago de un Coleóptero Lázaro Piñero Sánchez 22 ▲ Sistema circulatorio Es abierto, con un amplio hemocele donde la hemolinfa baña a todos los órganos directamente. Está formado por un gran vaso dorsal longitudinal que es un tubo contráctil y se dispone desde la cabeza hasta la región posterior del abdomen; en cada segmento aparecen un par de músculos que se disponen lateralmente desde el corazón hasta la pared del cuerpo. Las contracciones del corazón hacen que la sangre se mueva y cuando éste se dilata, la sangre entra por los ostiolos. El corazón conecta con una aorta hacia el cerebro y de ahí vierte al hemocele, por donde circula la hemolinfa. ▲ Intercambio gaseoso Lázaro Piñero Sánchez 25 El sistema respiratorio traqueal es interno, varía mucho según los grupos, pero normalmente comprende un par de troncos traqueales longitudinales con conexiones cruzadas: espiraculos segmentarios (a). Estos troncos traqueales están sostenidos interiormente por enrollamientos en espiral de la cutícula que se denominan ctenidios o tenidios. Las traqueas (b) presentan dilataciones que se denominan sacos aéreos (c), las traqueas se subdividen en estructuras de menor diámetro (menores de 1 micrómetro) que se denominan traqueolas y forman una red muy fina sobre los tejidos. El orificio de comunicación con el exterior se denomina espiráculo. ▲ Sistema excretor y Osmorregulación En cuanto al sistema excretor es responsable del equilibrio homeostático, mantener la uniformidad de la hemolinfa, eliminar desechos nitrogenados y regular la eliminación de sales y agua. El principal órgano excretor son los túbulos de Malpigio situados en el proctodeo que son alargados y ciegos en número variable (2-500). También aparecen estructuras que acumulan sustancias de desecho como los nefrocitos que son células pericárdicas que recogen partículas o desechos complejos que serán degradados intracelularmente. ▲ Sistema nervioso El sistema nervioso está formado por un cerebro y una cadena nerviosa ventral. Lázaro Piñero Sánchez 26 El cerebro está compuesto por tres lobulaciones que son protocerebro, deutocerebro y tritocerebro. Los ojos están inervados por el protocerebro, las antenas por el deutocerebro y los conectivos periesofágicos por el tritocerebro. El cordón nervioso ventral está formado por ganglios que suelen estar fusionados. Presenta un ganglio subesofágico formado por tres pares de ganglios fusionados que controlan el aparato bucal, glándulas salivales y músculos cervicales. Presenta una doble cadena nerviosa, con un par de ganglios por segmento y fusión variable. Centros endocrinos y neurosecretores: Ganglio hipocerebral (sistema nervioso visceral), cuerpos cardiacos (corpora cardiaca), cuerpos alares (corpora allata), glándulas protorácicas y células protocerebrales; intervienen en el control del crecimiento, metamorfosis, reabsorción del agua, el latido cardiaco y secreción de productos metabólicos. Lázaro Piñero Sánchez 27