Universidad de Puerto Rico en Cayey

Departamento de Biología

LAB 3: INTRODUCCION AL ESTUDIO DE LA EVOLUCIÓN Y LA DIVERSIDAD BIOLÓGICA Y AL REINO DE LOS

ANIMALES (FILOS PORIFERA, CNIDARIOS, PLATELMINTOS, NEMATODOS Y ANELIDOS)

I. Objetivos Generales:

Al finalizar este ejercicio, los estudiantes podrán:

1. Establecer relación evolutiva entre protistas y animales en general.

2. Explicar y establecer diferencias entre las divisiones del Reino Animal en términos evolutivos ( características

físicas para categorizarlos ) considerando los siguientes criterios: grado de organización, simetría, cavidad

corporal, tipo de desarrollo, número de aperturas del sistema digestivo, presencia de segmentación y lugar

donde habitan; para los siguientes filos: Porífera, Cnidaria, Platelmintos, Nemátodos y Anélidos.

3. Discutir las relaciones entre las formas del cuerpo y la anatomía con los estilos de vida y los

habitats que ocupan.

4. Discutir algunos temas de actualidad tales como: clonación, árboles filogenéticos (haciendo uso

del recurso tree of life.

5. Discutir la importancia económica y ecológica de los animales representativos de estos filos.

Resumen:

a. Se utilizarán los primero 10 minutos del laboratorio para aclarar aquellas dudas que hayan quedado

sobre el laboratorio de la semana pasada: Protistas y Hongos.

b. A diferencia de los organismos estudiados hasta el momento en el laboratorio, los animales en

general pueden ser definidos como organismos multicelulares y heterótrofos que ingieren su

alimento. Además, a diferencia todos los grupos anteriores, los animales carecen de pared

celular en sus células, por lo que dependen de proteínas (como el colágeno) en las matrices

extracelulares y uniones entre células (uniones fuertes, desmosomas y “gap junctions”) que les

permiten mantener juntos los tejidos. Los animales presentan al menos dos tipos de tejidos que

los distinguen: tejido nervioso y muscular. En cuanto a su reproducción, la misma es

principalmente sexual. En la mayoría de los casos, un espermatozoide flagelar se une a un óvulo

sésil para formar un cigoto. El mismo inicia una serie de divisiones mitóticas que dan lugar a la

formación de una blástula (una bola hueca), la que sufrirá posteriormente del proceso de

gastrulación, durante el cual se forman los tejidos embrionarios (en la gástrula) que darán origen

al cuerpo adulto del animal.

La transformación del cigoto en un individuo adulto están estrictamente regulados y controlados por la

expresión de genes reguladores llamados “hoxgenes”. Estos genes reguladores de otros genes,

están presentes en todos los organismos eucariotas. Muchos de estos genes reguladores tienen

“módulos” comunes de secuencias de ADN llamadas “homeoboxes”. Pero, fuera del reino de los

animales no se han encontrado “homeoboxes” en genes homeóticos (aquellos genes reguladoresque

participan en el desarrollo del cuerpo), es decir que aquellos genes que estructuralmente contienen

secuencias “homeobox” y son funcionalmente homeóticos solamente se han descubierto en animales.

Estos “Hox genes” contienen secuencias “homeobox” que están claramente relacionadas entre los

organismos y son usados hoy día en la taxonomía y sistemática. En general el número de hox genes

en un grupo animal esta correlacionado con su complejidad.

c. DIVERSIDAD ANIMAL: Ya hemos indicado en laboratorios anteriores que las técnicas moleculares de

anatomía de los animales hoy han sido cambiadas en

algunos casos, mientras que en otras han sido sustentadas. Esto es evidencia de que

la ciencia de la taxonomía es dinámica. Para conocer sobre las hipótesis actuales de

clasificación puedes visitar el sitio electrónico “the tree of life”. La forma tradicional de

clasificacion de los animales esta basada principalmente en los “planos de la simetría de los cuerpos”

Según este sistema, la primera división (I) de clasificación (grados) de animales corresponde a aquellos

animales que no forman tejidos verdaderos (parazoa) en el que se encuentran las esponjas y el resto de

los animales que forman tejidos (eumatozoa). Los animales del grupo eumatozoa se dividen en dos

grandes grupos basado en la simetría del cuerpo (II): radiata – poseen parte posterior e inferior, pero

carecen de cabeza y extremo opuesto; poseen dos partes iguales y viven fijos en el sustrato (vida sésil –

que viven fijos en el sustrato); y bilateral – cuerpo dividido en: parte dorsal (espalda), ventra (vientre),

anterior (cabeza) y posterior (piernas). Cuando trazamos ejes a través del cuerpo de organismos con

simetría bilateral siempre obtenemos dos partes iguales (ejemplo: las aguas vivas o jellyfishs); por el

contrario en animales con simetría bilateral solamente existe un plano medio del que se obtienen

imágenes espejo (ej. langosta, nosotros). Uno de los eventos más importantes en la evolución delos

animales fue la cefalización, por medio del cual todos los órganos sensoriales del animal se aguparon

en la parte anterior, por lo que estos animales se mueven o dirigen en una dirección en particular (hacia

el frente). Esta adaptación permitió mejor eficiencia en la búsqueda de alimento, movimiento y responder

a estímulos y depredadores. Otra diferencia importante en la dicitomía Radiata – Bilatarial es el hecho

de que los miembros de los últimos forman capas a través de la gastrulación. Estas capas germinativas

forman los diferentes tejidos y órganos del cuerpo del animal. Estas capas son: ectodermo que da

origen al tejido integumentario y en algunos animales el sistema nervioso; endodermo que da origen al

tubo digestivo o arquenterón y el recubrir los órganos que se originan de éste: el hígado y los pulmones,

y el mesodermo (ubicado entre las dos capas anteriores) da origen a los músculos y a la mayoría de los

demás órganos. Los organismos tripoblásticos (como los eumatozoa – que son los que presentan las

tres capas germinativas) que presentan cuerpos sólidos (sin cavidad interna) son llamados acelomados

(ej. platelmintos o gusanos planos), mientras que aquellos que prentan una organización corporal que

incluye a un tubo dentro de otro, haciendo referencia al tubo digestivo separado de la pared externa del

cuerpo por un espacio lleno de fluído, son los organismos celomados. Si la cavidad corporal no está

completamente rodeada por tejido originario del mesodermo, el organismo es llamado pseudoacelomado

– falso celoma (ej. gusanos redondos y rotíferos. Entre los organismos celomados se establece la

dicotomía de organismos protostomados y deuterostomados. Los primeros (se forma primero la boca

a partir del blastoporo) incluye los moluscos, anélidos y artrópodos; en los segundos 9la boca se forma a

partir de una abertura opuesta al blastoporo) incluye a los equinodermos y los cordados (de aquí que

seamos cercanos en linaje a las estrellas de mar, un equinodermo).

Algunas características generales de cada filo:

A- Phyllum Porífera:

1- son los animales multicelulares más sencillos, carecen de verdaderos tejidos y órganos.

2- en general todos tienen un plano corporal similar.

3- el cuerpo está formado por numerosos poros minúsculos (ostias) a través de los cuales

penetra el agua y es expulsada por aberturas más grandes , pero menos numerosas llamadas

ósculos.

4- pueden reproducirse de manera asexual por gemación (forma en la que el adulto produce

versiones en miniatura de sí mismo).

5- ejemplo: las esponjas

6- simetría: ausente.

B- Phyllum Cnidaria:

1- sus células están organizadas en tejidos diferenciados, incluyendo tejido contráctil que actúa

como músculo.

2- poseen simetría radial y son sésiles, son depredadores.

3- se reproducen tanto sexual como asexual.

4- ejemplo: los corales

C- Phyllum Platelmintes:

1- son los organismos más sencillos con órganos bien desarrollados.

2- presentan simetría bilateral.

3- tiene conjunto de células nerviosas en la cabeza (ganglios) que forman un cerebro simple;

carecen de sistema respiratorio y circulatorio.

4- la mayor parte son hermafrodita, aunque se reproducen tanto sexual como asexual.

5- ejemplo: la planaria (gusano de vida libre).

D- Phyllum Nemátoda – gusanos redondos:

1- tienen un plano corporal sencillo que consiste en un intestino tubular que va de la boca al

ano.

2- poseen un esqueleto hidrostático (pseudoceloma lleno de líquido quee rodea los órganos).

3- poseen cerebro simple: órganos sensoriales, compuesto de un anillo de ganglios.

4- se reproducen de forma sexual.

5- están en casi todas las partes del medio externo (ej. una manzana que se pudre puede tener

hasta 90 mil gusanos.

6- poseen simetría bilateral.

7- la Trichinella, que produce la triquinosis puede ser ingerida al comer carne de cerdo mal

cocida.

E- Phyllum Anélida – gusanos segmentados:

1- su cuerpo se divide en una serie de segmentos repetidos., lo cual es ventajoso para la

locomoción.

2- poseen un celoma verdadero lleno de líquido.

3- tienen un sistema circulatorio cerrado bien desarrollado que distribuye gases y nutrientes.

4- se reproducen en forma sexual (algunos hermafroditas).

5- poseen simetría bilateral.

6- poseen nefridios – órganos excretores por donde se filtra la sangre y los desechos son

eliminados.

7- ejemplo: la lombriz de tierra.

.

Tejidos

NO

SI

Simetría

Bilateral 3 capas embrionarias

(endodermo, mesodermo y

ectodermo)

Se desplazan

Evolucionó la cefalización (ant. y post.)

Radial 2 capas embrionarias

(endodermo y ectodermo)

Sésiles

Ej. Esponjas

Ejemplos:

Anémonas de Mar

Medusa

Celoma

Cavidad llena de líquido entre el tubo

digestivo y la pared corporal externa

Acelomados

No tienen cavidad

Pseudocelomados Cavidad

corporal que no está rodeada en

su totalidad por tejido derivado

del mesodermo

Celomados Cavidad corporal

que está rodeada en su totalidad

por tejido derivado del

mesodermo

Ejemplos:

Cnidarios y Gusanos planos

Gusanos planos

Ejemplos:

Nemátodos (gusanos

redondos)

Desarrollan

Protostoma: El celoma se

forma dentro del espacio entre la

pared corporal y la digestiva

Deuterostoma: El celoma

se forma a partir de la cavidad

digestiva

Ejemplos:

Equinodermos y Cordados

Ejemplos:Anélidos,

Artrópodos y Moluscos Moluscos

Los protostomados y los

deuterostomados difieren en que en los

primeros se forma la boca a partir del

blastoporo y en los segundos la boca se

forma a partir de la apertura opuesta al

blastoporo (en el blastoporo se forma el

ano).

Endodermo – revestimiento

de casi todos los órganos

huecos

Mesodermo – forma el

músculo, sistema circulatorio

y esqueletal

Ectodermo - forma el tejido

que cubre el cuerpo, reviste

cavidades internas y tejido

nervioso

Diversidad Animal

Comparación de los principales filum animales

Diversidad Animal

Nombre

Común

(Filum)

Esponjas

(Porifera)

Hidras,

anémonas,

medusas

(Cnidaria)

Gusanos

planos

(Platyhelminth

es)

Gusanos

redondos

(Nemátoda)

Gusanos

segmentados

(Annelida)

Características

Arreglo

corporal

Nivel de

organización

Celulares,

carecen de

tejidos y

órganos

Tejidos,

carecen de

órganos

Sistema de

órganos

Sistema de

órganos

Sistema de

órganos

Capas

germinales

Ausentes 2 3 3 3

Simetría Ausente Radial Bilateral Bilateral Bilateral

Cefalización Ausente Ausente Presente Presente Presente

Cavidad

corporal

Ausente Ausente Ausente Pseudocelom

a

Celoma

Segmenta-

ción

Ausente Ausente Ausente Ausente Presente

Sistema

interno

Sistema

digestivo

Intracelular Cavidad

gastrovascu-

lar, en algunos

intracelular

Cavidad

gastrovascular

Boca y ano

separados

Boca y ano

separados

Sistema

circulatorio

Ausente Ausente Ausente Ausente Cerrado

Sistema

respiratorio

Ausente Ausente Ausente Ausente Ausente

Sistema

excretor

Ausente Ausente Canales con

células ciliadas

Células

glandulares

excretoras

Nefridios

Sistema

nervioso

Ausente Red nerviosa Ganglios en la

cabeza con

cordones

nerviosos

longitudinales

Ganglios en

la cabeza con

cordones

nerviosos

dorsales y

ventrales

Ganglios en la

cabeza con

pares de

cordones

ventrales;

ganglios en

cada

segmento

Reprodu-

cción

Sexual;

asexual

(gemación)

Sexual;

asexual

(gemación)

Sexual

(algunos

hermafrodi-

tas); asexual

(división del

cuerpo)

Sexual

(algunos

hermafrodi-

tas)

Sexual

(algunos

hermafroditas)

Sostén Endoesquele-

to de

espículas

Esqueleto

hidrostático

Ausente Esqueleto

hidrostático

Esqueleto

hidrostático

Parte práctica:

Observe laminillas y material fresco que haya disponible para cada uno de los

Phyllum.

A. Complete la siguiente tabla utilizando las laminillas.

Laminilla Phyllum Dibujo y/o caracteristicas

Grantia c.s. and

l.s.

Hydra c.s.

Aurelia aurita

Taenia solium

scolex

Planaria

w.m.

Ascaris

Lumbricoides

Male & female

B- Disección de Ascaris lumbricoides ( un máximo de tres especímenes por sección de

laboratorio).

C- Disección de Lumbricus tetrestris : lombriz de tierra ( un máximo de tres especímenes

por sección de laboratorio )