UN
IDAD
IU
NID
ADI
El reino animalia.Objeto de estudio de la ciencia de la zoología
El estudiante:
• Relaciona losnivelesdeor-ganizacióndelamateriavivaconlaZoología.
• Identifica y fundamenta lasprincipalescaracterísticasdeunanimal.
• Organiza, registra y siste-matiza información sobreel desarrollohistóricode laZoología.
• Identifica y valora los ser-viciosambientalesquepro-porcionalabiodiversidad.
• Identificaylocalizalarique-zafaunísticadenuestropaís.
INTRODUCCIÓN
Losorganismosdelreinoanimalsonpluricelularesysuscélulasposeenunnú-cleo. Todos son heterótrofos y viven en diversos ambientes. Su organizaciónvaríasegúnsucomplejidad,enlosmássimplesnoseobservadiferenciacióndetejidosyamedidaqueestossonmáscomplicadosestánformadospordistintostiposdetejidosyórganos.
Lamayoríadelosorganismosheterótrofosposeediferentesformasdelocomo-ción,loquelespermitedesplazarsepordiversoshábitatsypresentanunsistemanerviosoquesedestacaporsuenormeevolución.
Losgruposmásimportantesdeanimalesenordendemenoramayorcompleji-dadsonlosrotíferos,cnidarios,platelmintos,nematodos,anélidos,artrópodos,moluscos,equinodermosycordados.Muchosdeellostienenimportanciaenlanutrición,enenfermedadesdeplantasyanimales,comoporejemplo,plagasdeloscultivosyvectoresdeenfermedades.Esevidentequeparacomprenderqué
11EL REINO ANIMALIA, OBJETO DE ESTUDIO DE LA CIENCIA DE LA ZOOLOGÍA
papel jueganlosseresvivosenlanaturaleza,esnecesariosaberquéespecieshayycómoserelacionanunasconotrasensuambientenatural.
Estudiaralosanimalesimplica,entreotrosretos,alcanzarunavisióngeneraldelaposicióndedichoreinoenelcontextodelabiodiversidadglobal,tomandoencuentaelhechodequetodoslosanimalesoptimizansusrelacionesconelmedio,desarrollandoformasyfuncionessemejan-tes,aunqueadaptadasadistintosrecursosevolutivos.Porello,esrecomendablequeelalumnoquecurseestaasignaturaingreseconciertobagajebiológico(logradoencursosanteriores),eigualmentedispongadecapacidadesorganizativaspararealizartrabajoenequipo,asícomoeldesarrollocognitivoyestructuradodelamateria.Estolepermitiráabordarcualquieradelasdiferentesespecialidadesdelascienciasbiológicasenelsiguienteniveleducativo,comoson:Biología,veterinaria,medicina,agronomía,entreotras.
1.1OBJETO DE ESTUDIO DE LA CIENCIA DE LA ZOOLOGÍA
1.1.1 Dominios de vida
Sehasugeridorecientementequelastresprincipalesdivisionesdelavida(eubacterias,arque-obacteriasyeucariontes)deberíanserreconocidascomounnuevoniveltaxonómicollamadodominio.
Sinembargo,aúnquedanimportantesinterrogantessobreéstos,comocuántosgruposnatura-les(reinos)englobancadaunodeellososilospropiosdominiosrepresentangruposnaturales(monofiléticos)ycuálessonlasrelacionesconlosreinosquecontienen.
Porsuscaracterísticasdiferencialesanivelcelular,losorganismosvivosseubicanentresdomi-nios,comosemuestraenlatabla1.1.
Dominio Eukaria
Seleconsideraeldominiodelosreinoseucarióticos(connúcleobiendiferenciado),loqueimplicaunais-lamientodelmaterialgénicoenmembranasinternasyeldesarrollodefuncionesespecíficasregidasporelnúcleo,esdecir, el centrodecomandocelular.Estedominio incluye una gran variedad de organismos,cuyaúnicacaracterísticacomúnescontarconestruc-turaseucariontes.
Entrelosreinosquesepuedenubicarenestedominioseencuentranelprotoctista,elfungi,elplantaeyelanimalia.
Sólo está permitido hacerexperimentosconanimalesseleccionadosdelaespecieycalidadadecuada, sinex-ceder del número mínimonecesario para obtener re-sultados y evitar causarlesmayor dolor, además demantenerlosenlasmejorescondicionesdevida.
Figura 1.1Roedorusadoenin-vestigacióncientífica.
12 UNIDAD I
Bacteria Archae Eukaria
Células Procarionta Procarionta Eucarionta
Núcleo con envoltura No No Sí
Membranas lipídicas Enlazadosporésternoramificado Enlacesésterramificado Enlazadosporésterno
ramificado
Organelos No No Sí
Ribosomas 70S 70S 80S
1.1.2 Conceptos de animal y niveles de organización animal
¿Qué se entiende por animal?
ElDiccionario de la Real Academia Española de la Lengua,defineeltérminoanimalcomoserorgá-nicoquevive,sienteysemueveporsupropioimpulso.Estadefinición,hoyendía,esinadmi-sible,yaquesisentirserefierealacapacidaddeexperimentarsensacionesinternasoexternas,entoncesciertasplantas,comolaestructuracelulardelamimosaodelasplantascarnívorascumplendichacondición.Porotrolado,existennumerososanimalesquenosemueven,aun-quelohagaalgunodesusórganosodesuscélulas,yexistenplantasconmovimientosparcialesdealgunasdesuspartes.
La Gran Enciclopedia Laroussedefineeltérminoanimal,comoservivoquesenutreprincipal-mentedealimentosorgánicossólidos,que ingiereconayudadeunaboca,digiereconunaparatoespecializadoylosabsorbe,distribuyéndolosportodoelcuerpo.
Desdeelpuntodevistadeunbiólogo,oespecíficamentedeunzóologo,elconcepto“animal”podríaserdefinidocomounser vivo multicelular (actualmentenoseincluyealosprotozoosoanimales unicelularesenelreinoanimalia,sinoenelreinodelosprotoctistas),cuyascélulasnoposeenparedcelulósica comoenvolturaexterna,conunaalimentaciónheterótrofa (sealimen-tandeseresvivos),sereproducen sexualmenteporanisogamiaysedesarrollanapartirdeunablástula (estadoembrionarioque seorigina apartirdeuncigotoohuevo), estaúltimacaracterísticaeslaúnicaquenocompartenconotrosreinos,yaqueesglobalyexcluyente,porlotanto,sepuededecirqueestápresenteenunaconcepcióncientíficadeloqueesunanimal,apesardeserdifícildeobservar.
Sepuedenreconocercincogradosdeorganizaciónentrelosdistintosgruposdeorganismosunicelularesymetazoos(tabla1.2).Losprotozoosunicelularessonlosorganismosmássim-plessemejantesalosanimales,todassusfuncioneslasrealizanenunasolacélula.Losmetazoosoanimalesmulticelularesdesarrollaronunamayorcomplejidadestructuralalcombinarcélulasenunidadesmayores.Unacéluladeéstosesunaparteespecializadadelconjuntodelorganismoyadiferenciadelascélulasdeunprotozoo,esincapazdetenervidaindependiente.Lascélulas
Tabla 1.1Dominiosdevida.
Anisogamia. Condiciónen la cual losgametos sondiferentes.
13EL REINO ANIMALIA, OBJETO DE ESTUDIO DE LA CIENCIA DE LA ZOOLOGÍA
deunorganismomulticelularestánespecializadasparacumplirlosdistintosobjetivosquelle-vanacaboloselementossubcelularesenlosprotozoos.
Dentrodelosmetazoosmássimplessemuestraelgradocelular enelquelascélulastienensudivisióndetrabajo.Enelgradotisular,máscomplejo,lascélulassimilaresseagrupanyrea-lizanfuncionescomunes,comounconjuntoaltamentecoordinado.Enanimalesconmayororganizaciónlostejidosseagrupanenunidadesfuncionalesmayores:los órganos.
Lamayorpartedelosmetazoos(desdenemertinoshastacordados)tienendistintosórga-nosqueactúanjuntoscomosistemas orgánicos,distinguiéndosehastaoncetipos:esquelético,muscular,tegumentario,respiratorio,digestivo,excretor,nervioso,endocrino,inmunitarioyreproductor.
Gradoprotoplasmático
Todaslasfuncionesestánconfinadasenunasolacélula.Protozoosyorganismosunicelulares.
GradocelularAgrupaciones de células diferenciadas. EjemploVolvos.
GradotisularAgrupacióndecélulassimilaresformandounte-jido.EsponjasyCelenterados.
GradoórganosEstructurasformadaspormásdeuntejido,confuncionesespecializadas.Platelmintos.
GradosistemasNiveldeorganizaciónmáscomplejo.Variosórga-nostrabajanparaunamismafunción.Lamayoríadefilos.
1.2 DESARROLLO HISTÓRICO DE LA ZOOLOGÍA: EL PROBLEMA DE ORDE-NAR Y ENTENDER LA VARIEDAD ANIMAL
Loszoólogoshannombradomásde1.5millonesdeespeciesdeanimales,ysedescribenmilesmáscadaaño.Algunoszoólogoscreenquelasespeciesconocidashastahoyconstituyensola-menteel20%delatotalidaddeanimalesvivosymenosdel1%detodoslosquehanexistido.
Todaslasculturashumanasclasificansusanimalesfamiliaresdeacuerdocondistintosmodelosenladiversidadanimal.Estasclasificacionestienenmuchosyvariadospropósitos.Enciertassociedadeslosanimalespuedenclasificarsedeacuerdoconsuutilidadoperjuicioparalaacti-vidaddelhombre.
Losbiólogosreúnenalosanimalessegúnsusrelacionesevolutivasquederivandelosmodelosordenadossegúnloscaracteresquecomparten.Estaclasificaciónsedenomina“sistemanatu-ral”porquereflejalasrelacionesexistentesentrelosanimalesenlanaturaleza,independientede
Tabla 1.2Nivelesde
organización.
14 UNIDAD I
laactividadhumana(familiadelosfelinos:tigres,leones,pumas,guepardo,chita,gatomontés,entreotros).Encambio,elzoólogosistemáticotienetresobjetivosprincipales:descubrirtodaslasespeciesanimales,reconstruirsusrelacionesevolutivasy,porúltimo,clasificarlosdeacuerdoconellos.
ElfilósofogriegoAristótelesfueelprimeroenclasificarlosorganismossegúnsussemejanzasestructurales.Traselrenacimientoeuropeo,elnaturalistainglésJohnRay(1627-1705)introdujounsistemadeclasificaciónmáscomplejoyunnuevoconceptodeespecie.ElflorecimientodelasistemáticaenelsigloxviiiconeltrabajodeCarlVonLinneo(1707-1778),quiennosdotódenuestroactualesquemadeclasificación.Teníaungrantalentoparacoleccionaryclasificar.Ideóunampliosistemadeclasificacióntantoparaplantascomoparaanimales.PublicadoensugranobraSystema Naturae,usabalamorfologíaparadistribuirlosejemplares.Dividióelreinoanimalenespeciesyledioacadaunounnombredistinto.Granpartedesuclasificaciónhasufridodrásticasalteracionesperolosprincipiosbásicosdesuesquemasiguenvigentes.
ElsistemadeLinneoparaordenarorganismosenunaserieascendentedegruposincluidosunosenotrosensucesiónsiemprecreciente,eselsistemajerárquicodeclasificación.Lasca-tegoríasprincipales,otaxones,enlasqueseagrupanlosorganismos,fuerondotadasderangotaxonómicoparaindicarelgradoenqueconteníanaotrosgrupos.LajerarquíadelosrangostaxonómicossehaampliadoconsiderablementedesdeeltiempodeLinneo.Actualmentecons-tadesieterangosobligadosparael reinoanimal,enseriedescendente: reino, filo, clase, orden, familia, género y especie (reinoanimalia;filochordata;clasemamíferos;ordenprimates; familiahominidae;génerohomo;especieh.sapiens).Todoorganismoqueseclasifiquedebecolocarsealmenosensietetaxones,unoporcadarangoobligado;lostaxónomostienenlafacultaddesubdividiraúnmáséstosparareconocermásdesieterangos(supraclase,infraclase,superor-den,suborden,etc.).
1.2.1 Conceptos de taxonomía, sistemática y filogenia
Lacienciadelasistemáticaotaxonomíaseocupadedescripcionesdeorganismos(semejanzasydiferencias),lahistoriafilogenética,delosorganismosalolargodeltiempoylahistoria,deladistribucióndelosorganismosenelespacio.Pararealizarunaclasificaciónbiológica,alosor-ganismosselesdelimita,organizayjerarquizaengrupos.Losejemplaresseagrupanenespecies;lasespeciesrelacionadasseagrupanengéneros,losgénerosformanfamilias,yasísucesivamente.Conestosecreantaxonessubordinadosydispuestosjerárquicamente.Siseagrupancorrecta-mente,lajerarquíareflejarálaslíneasdedescendenciaevolutiva.
Losnombresempleadosen lasclasificaciones seencuentran regidospor reglas.Elobjetivoprimariodelanomenclaturaescrearclasificacionesenlasquecadatipodeorganismotengaunoysólounnombrecorrecto.
En1758LinneoestablecesufamosoSystema Naturae,hoyconocidocomonomenclaturabinominal.Elnombrecientíficoestáformadopordosnombres,elgenéricoogéneroyelepítetoespecífico(unbinomen).Elnombregenéricoessiempreunsustantivoyelepítetoespecíficoesunadjetivoque
15EL REINO ANIMALIA, OBJETO DE ESTUDIO DE LA CIENCIA DE LA ZOOLOGÍA
debeconcordarengénerogramaticalconelnombregenérico.Porejemplo,elnombrecientí-ficodeltordoesTurdus migratorius(L.turdus,tordo,ymigratorius,quemigra).Nuncaelepítetoespecíficoestáaislado,siemprevaconelgénero,obienelgéneroseabrevia(T. migratorius).Losnombresdelosanimalesgeneralmentesondescriptivos,opuedenindicareláreageográficaenquevivelaespecieoelnombredeuncientífico.
Paracomprenderlasistemáticabiológicaylateoríaevolutivaesnecesariocomprenderlossi-guientesconceptos.
• Grupomonofiléticos.Gruponaturalcuyasespeciesestánrelacionadasapartirdeunante-cesorcomún(unúnicolinajeevolutivo).
• Grupoparafilético.Todossondescendientesdeunantecesorcomún,peronocontieneatodaslasespeciesqueprocedendetalancestro.
• Grupopolifilético.Comprendeespeciesprocedentesdedosomásantecesorescomunes.
1.2.2 Concepto de especie
AntesdeDarwin,lasespeciesseconsiderabancomoentidadesindependienteseinmutables;presentabancaracterísticasfijas (generalmentemorfológicas) y representabanunpatrónoarquetipo. Esta práctica constituye un concepto tipológico (omorfológico) de especie. ElconceptodeespecieinspiradoenlateoríaevolutivadeDarwinquesehaextendidomásenlaactualidadeselconceptobiológicodeespecieformuladoporTheodosiusDobzhanskyyErnstMayr.
ErnstMayrconsideraalaespeciecomogruposnaturalesdepoblacionesquesereproducenentresí(oquepuedenhacerlo)yqueestánaisladosdeotrosgrupossemejantesdesdeelpun-todevistadelareproducción.Estonoseaplicaaorganismosdereproducciónasexual.PorestoG.G.SimpsonyE.O.Wileydesarrollaronelconceptoevolutivo de especie,queestablecea laespeciecomounúnico linajedepoblacionesancestro-descendientesquemantienesuidentidadfrentea linajessemejantesytienesuspropiastendenciasevolutivas.Paraapoyaresteconceptolosbiólogosseapoyan,engranmedida,enaspectosanatómicosymorfológi-cosdelosorganismos.
1.2.3 Nomenclatura y clasificación del reino animal
DesdelostiemposdeAristóteleshastafinalesdelsigloxixeracostumbreasignaracadaor-ganismovivoenunodelosreinosaceptados:animalovegetal.Sinembargo,elsistemadelosreinosplanteaba inconvenientes:con losorganismossuperioresnohabíaproblema,con losorganismosunicelularesalgunasespecieseranreclamadastantoporloszoólogoscomoporlosbotánicos.ElejemplotípicoloconstituyeEuglena,queesmóvilcomolosanimalesyrealizalafotosíntesiscomolasplantas.
16 UNIDAD I
En1866Haeckelcreóelreinoprotistaparaincluiratodoslosorganismosunicelulares,bacte-riasycianofíceas.Perosereconocierondiferenciasentreellascomolaausenciademembrananuclearylapresenciadeéstaenlassegundas.En1969Whitakerpropusounsistemadecincoreinosqueincorporabaladistinciónbásicaentreprocariontesyeucariontes.Elreinomoneraincluíaalosprocariontes.Elreinoprotistaconteníaalosorganismosunicelulareseucariontes.Losorganismosmulticelularesfotosintéticossereunieronenelreinoplantae.Elreinofungiabarcabahongos,levadurasymohosqueobtienensualimentoporabsorción.Losvertebradosconstituíanelreinoanimalia,lamayoríadeestasformasingierensualimentoylodigierenin-ternamente,aunquealgunasformasparásitassealimentanporabsorción.
Todosestossistemasseerigieronsinningúntipodereferenciaalasrelacionesfilogenéticasne-cesariasparaconstruirtaxonomíasevolutivasocladistas.Lossucesosevolutivosmásantiguosenlahistoriadelavidahanpermanecidooscuros,porquelasdistintasformasdevidacompar-tenmuypocoscaracteresquesepuedencompararparareconstruirlafilogenia.Sinembargo,yrecientemente,sehapropuestounaclasificacióncladistadetodaslasformasdevida,basadaeninformaciónfilogenéticaobtenidaapartirdedatosmoleculares(lasecuenciadenucleótidosdelrnaribosómico,vertabla1.3).Deacuerdoconesteárbol,Woese,KandleryWhellis(1990)reconocentresdominiosmonofiléticosporencimadelniveldelreino:Eucarya(todosloseuca-riontes),bacteria(lasbacteriasverdaderas)yarchae(otrosprocarionte),separadosdelasbacteriasporlaestructuradelamembranaylasecuenciadernaribosomal.Estosautoresnodividenloseucaryaenreinos,yaquesibiensepuedenrespetarlosreinosdeWhitaker,plantae,animaliayfungi,losprotistaresultanserungrupoparafilético.Siqueremosmantenerunaclasificacióncladista,losprotistadebendividirse,yreconocersecomoreinosindependientesaciliados,fla-geladosymicrosporidios,talcomosemuestraenlafigura1.2.
Cladista. Con semejanzaa lasplantas, reflejandounorigen reciente de un an-cestro común. Un tipo derelaciónpatrística.
Tabla 1.3
17EL REINO ANIMALIA, OBJETO DE ESTUDIO DE LA CIENCIA DE LA ZOOLOGÍA
Principales subdivisiones del reino Animalia
Elfiloeslamayorcategoríataxonómicaformaldelaclasificaciónlinneanadelreinoanimal.Muchasveces,losfilosanimalesseagrupanydanlugarataxonesinformales,intermediosentreelfiloyelreino.Estostaxonesestánbasadosencaracteresanatómicosyembriológicosquerevelanlasafinidadesfilogenéticasentrelosdistintosfilosdeanimales.Loszoólogosantiguosreconocieronel subreinoprotozoa,quecontienea losfilosprimariamenteunicelulares,yelsubreinometazoa,quecomprendealosfilosmulticelulares.Sinembargo,ycomosehadeta-lladoanteriormente,losprotozoosnosonungrupotaxonómicoválidoquenopertenecealreinoanimal,sinónimodemetazoa.Lasagrupacionesdemayorniveldelosfilosdeverdaderosanimalessemuestranenlafigura1.3.
1.2.4 Conceptos de riqueza y biodiversidad
Alcierredelsigloxxilossereshumanosseencuentranenfrentandounacrisisecológicaaescalaplanetaria,comolapérdidadebiodiversidad,resultadodelatransformacióndeloshábitats,de
Figura 1.2Laclasificacióndeloscincoreinos,según
Whittaker,superpues-taaunárbolfiloge-néticoquemuestra
representantesactua-lesdedichosreinos.
18 UNIDAD I
lacontaminaciónporlasindustriasyzonasurbanas,delasobreexplotacióndelosrecursosydeltráficoilegaldeespecies;estaproblemáticahacimbradoalosacadémicosrelacionadosconestaárea.
Sabemosquelabiodiversidad esunconceptofundamental,complejoygeneral,queabarcatodoelespectrodeorganizaciónbiológica,desdegeneshastasuscomunidadesycomponentesestructurales,funcionalesydecomposición,asícomolasescalasdelespacioytiempo.Empero,losmúltipleselementosquelocomponenysusvariadossignificadossuelengenerarconfusiónlimitandolautilidaddelmismo.Elanálisisdelapluralidadsignificantedelabiodiversidad,compa-randodefinicionesyacepcionespermiteinferirlossentidosprovenientesdelosdistintoscontextosendondeseorigina,conelfindeesclarecerunmarcodereferenciaútilyapropiado,conelpropósitodeconservacióndeladiversidadbiológica.
Labiodiversidadnosproveeciertosserviciosambientales,esdecir,proporcionalascondicio-nesyprocesosnaturalesdelosecosistemas(incluyendolasespeciesylosgenes)pormediodeloscualeslossereshumanosobtenemosvariadosbeneficios.Algunosdelosserviciospropor-cionadosporlabiodiversidadsonladegradacióndedesechosorgánicos(lombricomposta),laformacióndesueloyelcontroldelaerosión(reforestaciónnatural),lafijacióndelnitrógeno,elincrementodelosrecursosalimenticiosdecosechasysuproducción,elcontrolbiológicodeplagas,lapolinizacióndeplantas,laregulacióndelclima,losproductosfarmacéuticosynatu-ristas,elsecuestrodedióxidodecarbonoymuchosmás.Lossereshumanossebeneficiandetodosestosserviciosybienes,muchosdeloscualesseencuentranprofundamenteasociadosavaloresreligiosos,culturales,éticosyestéticos,porejemplo,laequinoterapiayladelfinoterapiaqueconstituyenunafuenteinagotabledeestímulosquefavorecenlacoordinaciónmotora,laatención,elequilibrio,losreflejosymuchasotrasrespuestasautónomasenpersonasconcapa-cidadesdiferentes.
Sinembargo,auncuandoelserhumanointeractúaconladiversidadbiológicademaneracoti-dianayennumerosasformas,elsignificadodebiodiversidadnohacreadoimágenesclarasenlosdistintossectoresygrupossociales;susimplicacionesnohansidocomprendidasentodasumagnitudysumanejoesconfuso,loquehalimitadolaparticipaciónsocialenlaformu-
Unaherramienta imprescin-dible es la investigación et-nozoológica,quepermiteelusomedicinaldeciertosani-males.Dichousosepreservatotal o parcialmente, princi-palmente en comunidadesruralesdenuestropaís.
Biodiversidad.Variedaddeespecies animales y vegeta-lesensumedioambiente.
Figura 1.3
19EL REINO ANIMALIA, OBJETO DE ESTUDIO DE LA CIENCIA DE LA ZOOLOGÍA
lacióndepolíticaspúblicasenlamateria.Estosedebe,enparte,aquelabiodiversidadesunconceptocomplejoquetrasciendelosnivelesdevida,desdelosgeneshastalascomunidades,asícomotodaslasescalasdeespacioytiempo,loquedificultasuenunciaciónysuconsecuenteinterpretaciónenlasestrategiaseducativasydecomunicación.Portodoestonoscorresponde,comocomunidadeducativa,participarenactividadesprogramadasporlasemarnap, la inecol, la profepa,entreotras,comosonlareforestación,identificaciónymanejodeespeciessilvestresendiferentes localidadesdenuestra entidad.Así como las visitas guiadas adiferentesumasdenuestraEntidaddondesemanejalareproduccióndeespeciesvulnerablesoenpeligrodeextinción,pararepoblarhábitatsnaturalesygeneralizarlacomercializacióndeéstasenestable-cimientosquecuentenconlospermisoscorrespondientes.
Labiodiversidaddelplanetaestásiendoseveramenteafectadapormodificacionessinpre-cedentes,inducidasporlasactividadeshumanassobrelosecosistemas,entrelascualesdes-tacanelcambiodeusosdelsuelo,laalteracióndelosciclosbiogeoquímicos,ladestrucciónylafragmentacióndehábitats, la introduccióndeespeciesexóticasylaalteracióndelascondicionesclimáticas.
Elgranretosobrelabiodiversidadencuantoasuutilizaciónimponeelconocerla.Catalogarlafloray lafaunadelplanetasehaconvertidoenunanecesidadimpostergable.EnelConveniosobrelaDiversidadBiológica(NacionesUnidassobrebiodiversidad,5dejuniode1992enRíodeJaneiro,Brasil;entróenvigorparaMéxicoel29dediciembrede1993),seestableceque:“laconservacióndeladiversidadbiológicaesdeinteréscomúnparatodalahumanidad”;yalladodeestaafirmaciónsemanifiestalapreocupaciónporlaconsiderablereduccióndeladiversidadbiológica, comoconsecuenciadedeterminadas actividadeshumanas, así comopor la faltadeinformaciónsobre labiodiversidad.Apartirde loanteriorsurgeunanueva inquietud:¿cómopodemoscontribuiraevitarlapérdidadeladiversidaddeespecies?
Enprimerlugar,consideramosquetodoslosesfuerzostendientesalconocimientodeladiversidadbiológicatantoenelplanoteóricocomoenlapráctica(inventarios,monitoreos,definicióndepolíticas,etc.),yenlaconservaciónin situdelosecosistemasyhábitatssonvitales.Sinembargo,teniendopresentequelabiodiversidad,ademásdeserunconceptoteóricoenplenodesarrolloconceptual,yqueseconsiderasehaconvertidoenunvocablopopularparacientíficos,políticos,celebridadesypúblicoengeneral,esconvenienteoptarcomoestrategiainmediataydeaccesoalamayoría,eldaraconoceryresaltarlosvaloresdelabiodiversidad.
El otorgarle diferentes valores a la biodiversidad como el ético, el estético, económico, deservicioolosasignadosporLévequeyGlachant(1992)valordeuso,valorecológico,valordeopciónyvalordeexistencia,nosólorepresentaunaconcepciónmultidimensionaldela“rique-za”contenidaenlanaturalezasinounreconocimientoalacomplejidaddelosretosqueestasociedadproduceyenfrentaalmismotiempo.
Porejemplo,enVeracruzsehaperdido80%delacubiertavegetaloriginal,loquenosobligaéticamenteaconservarlosremanentesdelosecosistemassobrevivientes.Lariquezabiológica
20 UNIDAD I
(tabla1.4)queaúnexisteenfrentaungraveproblema,puessecarecedeespecialistasqueabor-denlosaspectosbásicosdelabiologíadelosgrupostaxonómicosmásrepresentativos,porloquelainformacióndisponiblehastaelmomentoesbastantepobreyfragmentada.
Otroejemplo,sedesconocelaictiofaunadulceacuícoladelaEntidad,porlotanto,esfácilima-ginarelretoquerepresentaabatirlaignoranciasobreinsectosyotrostaxa,especialmentelosmicroscópicosquenosonmenosimportantes.
1.3 ONTOGENIA GENERAL DE UN ANIMAL TIPO
Labiologíadeldesarrolloseocupadelaaparicióndelordenylacomplejidadduranteeldesa-rrollodeunnuevoindividuoapartirdeunhuevofecundadoydelcontroldeesteproceso.Elprimitivoconceptodelapreformacióndelsigloxviii diopasoalateoríadelaepigénesis,quemantienequeeldesarrolloeslaapariciónprogresivadenuevasestructurasquesurgencomoproductodeundesarrolloanterior.
1.3.1 Desarrollo y ciclo de vida
Lafecundacióndeunóvuloporunespermatozoiderestableceelnúmerodiploidedecromoso-masyactivaeldesarrollodelhuevo.Tantoelóvulocomoelespermatozoidehandesarrolladomecanismosquefacilitanunafecundacióneficaz.Elespermatozoidees,enesencia,unnúcleohaploide,muycondensadoprovistodeunflagelolocomotor.Muchosóvulosliberanatrayentesquímicosparaelespermatozoide,ylamayoríaposeereceptoresdesuperficiequereconocensolamentealosespermatozoidesdesumismaespecie(polispermia).
Durantelasegmentación,elcigotosedividerápidamentey,engeneral,deformasincrónica,pro-duciendounablástulamulticelular.Lasegmentaciónestáengranmanerainfluidaporlacantidadydistribucióndelviteloenelhuevo.Loshuevosconpocovitelo,comolosdelamayoríadelosinvertebradosmarinos, sedividenpor completo (holoblástico) y generalmentepresentanundesarrolloindirecto,conunestadolarvarioentreelembriónyeladulto.Loshuevosconvitelo
Epigénesis. El origen deuna estructura completa-mentenuevaduranteelde-sarrolloembrionario.
Tabla 1.4
21EL REINO ANIMALIA, OBJETO DE ESTUDIO DE LA CIENCIA DE LA ZOOLOGÍA
abundante,comolosde lasaves, losreptilesy lamayoríade losartrópodossedividensóloparcialmente(meroblástico)ynosuelenteneretapalarvaria.
Losanimalesmetazoosbilateralessepuedendividirendosgrandeslíneas,basándoseendiver-sosrasgosdeldesarrollo.Losprotostomossecaracterizanporlasegmentaciónespiralyenmosaico,enlaquelabocaseformaenocercadelblastoporoembrionario.Losdeuterosto-mostienensegmentaciónradialyreguladora,y labocaseformadespuésqueelanoynoapartirdelblastoporo(figura1.4).
Polispermia.Penetracióndenumerososespermato-zoidesenunóvuloduran-te la fecundación.Ocurrenormalmente en huevoscon mucho vitelo (Ej. ti-burónyave).
Holoblasto. Cigoto que sesegmenta.Sepresentaenhue-vosconmoderadoopocovi-telo.
Meroblasto.Partedelcigo-to que sufre segmentación.Comúnenlagallina,lapartericaenvitelonosedivide.
Protostomados.Animaltri-blásticoenelquelabocade-rivadelaregiónanteriordelblastoporo.Esta es la situa-ciónenlamayoríadeinver-tebrados, salvo en equino-dermos (estrellas, erizos ypepinosdemar).
Deuterostomado. Animaltriblásticoenelquelabocaesunaformaciónsecunda-ria,elblastoporodelagás-trulaseconvierteenorigendelano(Ej.vertebrados).
Blastoporo.Aberturatransi-toriaenlasuperficiedelem-briónenlaetapadegástrula,por la cual la cavidad inter-nasecomunicaconelexte-rior;producidaporlainvagi-nación.
Figura 1.4Diferenciaentre
protóstomosydeute-róstomos.
22 UNIDAD I
Enlagastrulación,lascélulasdelasuperficiedelembriónmigranhaciaelinteriordeésteparaformarlascapasgerminales(endodermo,mesodermoyectodermo).Aligualquelasegmenta-ción,lagastrulaciónseveafectada,engranmedida,porlacantidaddevitelo.
Apesardelosdistintosdestinosdelascélulasembrionariascadaunadeellascontieneungeno-macompletoy,portanto,lamismainformación.Eldesarrolloinicialestáregidoporproductosdelgenomamaterno,porqueelcórtexdelhuevocontienedeterminantescitoplasmáticos,esta-blecidosdurantelaoogénesis,quedirigeneldesarrollodurantelasegmentación.Conformeseacercalagastrulación,elcontrolpasagradualmentedelmaternalalcigótico,amedidaquelosgenesnuclearesdelpropioembrióncomienzanatranscribirmrna.
Ladiferenciaciónarmoniosadelostejidosdependeengranpartedelainducciónocapacidaddeuntejidoparaproducirunarespuestaeneldesarrollodeotro.Enlosvertebrados,losmo-vimientoscelularesqueestablecenelarquetipocorporalestáncoordinadosporelorganizadorprimario, localizadoen losanfibiosenel labiodorsaldelblastoporo.La inducciónguíaunasecuenciadesucesoslocales,necesariaparalasiguienteenunajerarquíadedesarrollo.
Duranteeldesarrollo,ciertaspartesdelgenomadecadacélulaseexpresanmientrasquelasrestantesquedananuladas.Losgenesexpresadosal iniciodeldesarrolloproducenproteínasqueregulanlaexpresióndelosgenessubordinadosenlajerarquíadeldesarrollo.Ungrupodegenesdecontrol llamadoshomeóticos,contienela informaciónpara lasíntesisdeproteínasreguladoras con segmentos altamente conservativos, llamadoshomeodominiosque seunenaldna.Losgeneshomeóticoscontrolanlasubdivisióndelembriónendistintosdestinosdeldesarrolloalolargodelejeanteroposterior(vertabla1.3).
Elestadodepostgástruladeldesarrollodelosvertebradosrepresentaunaimportanteconver-genciamorfológica,enlaquelosvertebradosconmandíbulas,desdelospeceshastalaespeciehumana,tienencaracterescomunes.Conformeavanzaeldesarrollo,estosrasgosvanhacién-dosecadavezmáscaracterísticosdelaespecie.
Losamniotassonvertebradosterrestresquedesarrollanmembranasextraembrionariasdurantesuvidacomoembriones.Lascuatromembranassonamnios,corion,alantoidesysacovitelino,cadaunadeellasconunafunciónespecíficadesoportevitalparaelembriónquesedesarrolladentrodeunhuevocomoenlosreptilesyenlasavesodentrodelúteromamífero.
El embrión de losmamíferos es alimentadomediante la placenta, una compleja estructuramaterno-fetalqueseformaenlapareduterina.Durantelagestaciónlaplacentasetransformaenunórganoindependiente,nutritivo,endocrinoyreguladoporelembrión.
Lashojasembrionariasformadasenlagastrulaciónsediferencianentejidosyórganos.Electo-dermodalugaralapielyalsistemanervioso;elendodermoseconvierteeneltubodigestivo,lafaringe,lospulmonesyciertasglándulas,yenelmesodermoseformaránlossistemasmuscular,esquelético,circulatorioyexcretor.
Gastrulación.Términoem-briológico en el complejode movimientos celularesque aparece en todos losanimalesalfinaldelperíododesegmentación,formandotres grupos principales decélulas: el endodermo (queda origen al intestino), elmesodermo (da origen amúsculos, sangre, etc.) yel ectodermo (da origen alsistemanerviosocentral).
Vitelino.Sacoquecontienelos nutrientes para el em-brión.
23EL REINO ANIMALIA, OBJETO DE ESTUDIO DE LA CIENCIA DE LA ZOOLOGÍA
1.4 RIQUEZA DE LOS ANIMALES
1.4.1 Riqueza de la fauna de México
Méxicoconsusdosmillonesdekilómetroscuadradospresentaunaextraordinariadiversidaddefor-mas;deltotaldeespeciesvegetales,animalesydemicroorganismosconocidosenelplaneta,cercade10%seencuentranennuestropaís.MuchasdeellasvivenexclusivamenteenMéxico,quetienetercerlugarconmayordiversidadbiológica,elprimeroennúmerodeespeciesdereptiles;elsegundolugarennúmerodemamíferosaunqueestosdatosnosondefinitivos,puesfaltamuchoporinvestigar.
Comoresultadodeunaintensahistoriageológicaelterritorioestállenodecontrastes,dunasdeyeso,manantialesyoasiseneldesiertodeCoahuila;ventilashidrotermalesa1,500mdeprofundidadenelGolfodeCalifornia;bosquesdenieblaenlosAltosdeChiapas;sistemasdecenotesenlasentrañasdelaPenínsuladeYucatán;páramosalpinosenlasfaldasdelPopocaté-petlydelIztaccihuatlyselvashúmedasenlascuencasdelUsumacinta.
AlnoroestefrentealdesiertodeSonora,unapenínsulasolitariadelimitaunestrechogolfodeaguasprofundassalpicadadeislaseislotes.Alnorte,hondascañadastropicalessurcanlaSie-rraTarahumara,queseresuelveenlosvastospastizalesdeChihuahua.Alnoreste,lasmesetasáridasseextiendenhasta laSierraMadreOrientalcuyaotravertientedesciendealGolfodeMéxicoporlasllanurasdeTamaulipasysuslagunascosteras.
Conunaaltitudpromediode2,200mycumbresdemásde5,500muncomplicadoejeneovol-cánicopunteadodelagos,atraviesadeunacostaaotraelcentrodelpaís.Másalsur,lasabruptasserraníasdeGuerreroyOaxacaquedanllanamenteinterrumpidasenelIstmodeTehuantepec.LaSierraMadredeChiapascedeelpasoalaSelvaLacandona,pordondeelUsumacintacorrehaciaelGolfodeMéxicoinundando,juntoconelGrijalva,lospantanosdeCentlayaenTabas-co.Porúltimo,laPenínsuladeYucatán,planaycaliza,separaelsomeroGolfodeMéxicodelasaguasdelCaribe,dondeselocalizalasegundabarreracoralinamásextensadelmundo.
De este complejo escenario geográfico sederivauna grandiversidadde climas, en algunoslugareslaprecipitaciónpluvialestanescasaquenollegaa5cmanuales,mientrasqueenotrossevuelvetorrencialyalcanzahasta5m,yenlascumbresmáselevadaselintensofríomantienenievesperpetuas,mientrasqueeneldesiertodeSonoraselleganaregistrartemperaturasde57gradoscentígrados,lasmásaltasdeNorteamérica.
Porsuposiciónenelcontinente,elterritoriomexicanoesuneslabónentrelasdosgrandesregionesbiogeográficasdeAmérica,laregiónneárticaenelnorteylaneotropicalenelsur.
Trashabersidounaseriedevolcanesquecomenzaronaunirsehacesietemillonesdeaños,estepuente,cuyaangosturameridionalseprolongahastacentroamérica,sirviócomopasoypermitiólapropagacióndeplantasyanimalesterrestresprovenientestantodelnortecomodelsurque,unavezestablecidos,evolucionaronysediferenciaron;sirviendoasuvezdebarrerainsalvableentrelafaunamarinadelpacífico,ladelcaribeydelGolfodeMéxico.
24 UNIDAD I
Delosdescubrimientosdefósilessededucequedurantelosperíodosfríosdelpleistoceno,clí-maxdelasglaciacionesennorteamérica,emigraronalsurlasespeciesoriundasdeclimasfríos,yalainversa,alfinaldelpleistocenoaumentóenelplanetalatemperaturayseextendierondesdeelsuryhastacentroaméricaypartedeMéxicolasespeciestropicales.
Lafaunaneárticapenetróampliamenteenlafranjacentraldelpaís,encambio,lafaunaneotropi-calapenaslogróextendersealnorteporlasplaniciescosteras,pueslaselevadasmontañasdelejeneovolcánicoydelaSierraMadreOrientalyOccidentalconstituyeronformidablesobstáculos.
Lastortugasdeldesierto, lamariposamonarcaylasgrullas; losajolotes, losgansos,toposyosos;elbisonte,elberrendoyelborregocimarrón, todosprovenientesdelnorte, sedistri-buyeronexclusivamenteenlaszonastempladasdelpaís.Encambio, las iguanas,nauyacasyguacamayas;losmonosarañayaullador,losososhormiguerosyeltapir,procedentesdelsur,colonizaronúnicamentelasregionestropicalesdeMéxico.Loscolibríes,elarmadillocomún,eltlacuache,elpecaríyalgunosotrosanimaleslograronsalvarelescollogeográficoyclimáticoysedistribuyeronenambasregiones(verfigura1.5).
Lasmigracionesdeplantasyanimales,asícomoloscam-bios de la corteza terrestrey del clima fueron dejandoaisladasmuchasespeciesencañadas,valles,islasycimas,loquefavorecióqueungrannúmerodeespeciessehicie-ranendémicas, esdecir, ex-clusivas de un determinadopaísoregión,hastaelpuntode que casi la mitad de lasespeciesdeplantas,anfibiosy reptilesyun terciode losmamíferos que se encuen-tran en México, no existenenotrolugardelatierra.Al-gunasdeestasespeciesvivenen zonasmuy circunscritas,comoel casode lamaripo-sapapillodelahuasteca,delpezbagreciegodeCoahui-la, sólohallado enunpozoartesianocercadeMúzquiz;de la rana de Xochimilco,del ajolote deZempoala deun riachuelo ydeuna lagu-
Figura 1.5Mapade lamigracióny establecimiento delas especies animalesenlaregiónneárticayneotropicaldeMéxico.
25EL REINO ANIMALIA, OBJETO DE ESTUDIO DE LA CIENCIA DE LA ZOOLOGÍA
na,delperiquilloexclusivodeislaSocorro,ydelconejodeOmiltemienGuerrero,delqueseconocencuatroejemplares.
LadistribucióndelasespeciesenMéxicoobedecealahistoriageológicadelpaís.Agrandesras-gos,lasregionestropicalessonricasennúmerodeespeciesperopobresenendemismos,estosedebeaqueestasregionessonrelativamentejóvenes,pueshaceapenas10,000añosquelasselvashúmedastrashabersereplegadoalsurdurantelosperiodosfríosdelpleistoceno,nuevamenteseextendieronhaciaelnortedecentroaméricayelsurestedeMéxico.Encambio,lamayorpartedelosvertebradosendémicosvivenenregionesgeológicamenteantiguasomuyaisladas,comolosmamíferosdelejeneovolcánicoydelallanuracosteradelPacífico,olosreptilesdelasislasdelGolfodeCaliforniaydelaSierraMadredelSur.
Asípues,eneltrópicomexicanoloqueabundaeselnúmerodeespecies.Enlasselvastropi-caleshúmedas,comoladeLosChimalapasenOaxacaylaregiónlacandonaenChiapas,consupenetranteolora tierra, intensahumedadyvegetaciónexuberantedehelechos,palmasyplatanillo,árbolesgigantescosconhojasdeinnumerablestonalidadesdeverdeyamarillocar-gadosdemusgos,lianas,orquídeasyotrasepífitasposeenunabiodiversidaddeproporcionesinusitadas.Unahectáreadeselvachiapanecapuedealbergar100especiesdeplantasvascularesyhasta3,250árboles,yenunsoloárbolpuedenexistircientosdeespeciesdeescarabajos,hormi-gasyotrosinsectos.Enlaselvachiapanecasehanregistradonosólo500especiesdemariposasdiurnas,sino27%delosmamíferosy30%delasavesdetodoelpaís.
Encuantoafaunamarina,lamayorbiodiversidadselocalizaenlosarrecifescoralinosdelCa-ribe,queseextiendenalolargode200kmfrentealascostasdeQuintanaRoo;ahíencuentrancobijoyalimentomillaresdeespeciesdeesponjas,medusas,camarones,pepinosdemar,can-grejos,langostasypecesconinfinidaddeformasycolores.
Encambio,enelnorteabundanespeciesendémicas,tantoacuáticascomoterrestres.ElvalledeCuatroCiénagas,queresaltaenlasecamonotoníadelcentrodeCoahuilaconsusinnumerablesmanantialestantodeaguastermalescomodeaguasfrías,lagos,pozasprofundasysomerasydunasdearenaesunaregióndegraninterésparalabiología,suaislamientoylavariedaddesushábitatsacuáticoshanfavorecidolaexistenciadeunafaunaendémicaqueincluyeporlomenosdiezespeciesdecaracoles,seisdecrustáceos,dosdetortugasy13depecescomosardinas,bagresymojarras.
Asimismo,lasáridasislasdelGolfodeCaliforniaseparadasdelastierrascontinentalesdesdehacemilesdeañosydispersasalolargode1,000kilómetrosdefríasaguas,sustentancomuni-dadesbiológicasrelativamentesimples,peroconunaincreíblevariedaddeespeciesendémicas,18deplantasvasculares,16dereptilesy18depequeñosmamíferos.
Lasiluetadeelevadosvolcanes,losaccidentadosrelieves,losfríosinviernos,losheladosama-neceresylosbosquesdepinosyencinoscaracterizanlasmontañasdelejeneovolcánicoylaSierraMadredelSur,regionesricasenespeciesendémicasqueseoriginaronalolargodemi-llonesdeañosporelaislamientocausadoporlasexpansiones,contraccionesyfragmentaciones
26 UNIDAD I
delavegetaciónduranteelpleistoceno.Enlosperíodoscálidosysecosdeestaépocageológica,persistieronenlascimasdelasmásaltasmontañasyvolcanesislasdebosquestemplados.Enesosambientessediferenciaronysobrevivieronespeciesúnicasdemamíferos,comoelconejodelosvolcanesoteporingo,latuzadeNahuatzen,lagallinademontecoludadelDesiertodelosLeones,elajolotedeZempoalaylavíboradecascabeldelAjusco.Enlosperíodosfríosyhúmedos,losbosquestempladosseextendieroncubriendovallesymontañasdelEje,yforma-ronunabarreraformidableparalasespeciestropicales.
I. DibujaenelsiguientemapadeMéxicodosespeciesde la regiónneártica (iluminaestaregióndeamarillo)ytresdelaregiónneotropical(ilumínaladeverde);ademásdosespeciescomunesenambasregiones.
II.Enelsiguienteesquemaordena losdiferentessucesosclaveeneldesarrolloanimal,utiliza lossi-guientestérminos:gastrulación,fecundación,formacióndegametos,organogénesis,segmentaciónycrecimiento.
27EL REINO ANIMALIA, OBJETO DE ESTUDIO DE LA CIENCIA DE LA ZOOLOGÍA
III.Escribeloscinconivelesdecomplejidadenlaorganizacióndelosorganismosyexplicacómocadaunodeellosesmásavanzadoqueelprecedente.
a.
b.
c.
d.
e.
IV.Escribeenelparéntesisdeladerechalaletraquecorrespondadecadagrupoanimalasuarquetipoomodelodeorganización.
a.Nematodos
b.Vertebrados
c.Protozoo
d.Platelmintos
e.Esponjas
f.Artrópodos
g.Nemertinos
Unicelular()
Agregadocelular()
Sacociego,acelomado()
Tuboenuntubo,pseudocelomado()
Tuboenuntubo,eucelomado()
V. Enumeraporordendemenoramayorlasprincipalescategorías(taxones)delsistemadeclasificacióndeLinneotalcomoseaplicaenlaactualidadalosanimales.
VI.ExplicaporquéelsistemadedenominacióndelasespeciesideadaporLinneoesbinominal.
VII.¿Enquésediferenciaelconceptobiológicodeespeciedelconceptotipológicomásantiguo?
28 UNIDAD I
VIII.¿Enquésediferencian los taxonesmonofilético,parafiléticoypolifilético?¿Cómoafectanestasdiferenciasalavalidezdelostaxonesparalastaxonomíasevolutivaycladista?
IX.¿CuálessonloscincoreinosdeWhitaker?¿Porquésureconocimientoentraenconflictoconlosprincipiosdelataxonomíacladista?
X. ¿Quéseconocecomoepigénesis?
XI.Describelosacontecimientosqueseproducentraselcontactodeunespermatozoideconunóvulo.
XII.¿Quéeseldesarrolloindirecto?Mencionadosejemplos.
XIII.¿Cuálessonlosrasgosdistintivosdeldesarrollodelasdosgrandeslíneasdeanimalesbilaterales,losprotostomosylosdeuterostomos?
29EL REINO ANIMALIA, OBJETO DE ESTUDIO DE LA CIENCIA DE LA ZOOLOGÍA
XIV.Citadossistemasorgánicosderivadosdecadaunadelastrescapasembrionarias.
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