FILOGENIA DE CHORDATA · Corte de piel de anfibio Escamas en reptiles. Modificaciones Soporte...
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FILOGENIA DE CHORDATA
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FILOGENIA DE CHORDATA
TRANSFORMACIONES
EVOLUTIVAS
Transformaciones entre ‘tipos’ de
organismos, o entre hábitats o modos
de vida muy diferentes
Cordados Craniados
Dinosaurios terópodos a aves Paso del medio acuático al terrestre
ORIGEN DE LOS TETRÁPODOS
EN EL DEVÓNICO TARDÍO (Aprox. Hace 360 Millones de años)
ORIGINADOS A PARTIR DE PECES
SARCOPTERIGIOS
Aletas Lobuladas
Coanas
Escamas cosmoideas
Sarcopterygii Rhipidistia
TetrápodosDipnoosCelacantiformes Osteolepiformes
EL PASO DEL MEDIO ACUÁTICO AL TERRESTRE
Requirió un gran número de
modificaciones en varios sistemas
La principal diferencia entre ambos medios es la densidad
Soporte corporal y Locomoción
Respiración
Conservación de agua
Circulación de la sangre
Sistemas sensoriales
Tradicionalmente a los tetrápodos han
sido relacionados con uno de los dos
grandes grupos de sarcopterigios
OSTEOLEPIFORMES
Presencia de pulmones
Aletas semejantes al miembro de
tetrápodos
Aleta semejante al miembro de
tetrápodos
Patrón de huesos craneales
Dientes laberintodontes
DIPNOOS
Presencia de coanas
Estructura de la cintura pélivica
Patrón de huesos dermales
Modificaciones
Soporte corporal
Locomoción
Respiración
Conservación
del agua
Circulación
Alimentación
Sistemas
sensoriales
Miembros
Cinturas
Columna
SOPORTE CORPORAL
La principal diferencia entre el
medio acuático y terrestreDENSIDAD
Diferencia en la
importancia de la
fuerza de la gravedad
MIEMBROS
En los Crosopterigios las aletas
pares poseen un esqueleto
interno y musculatura, a
diferencia de la mayoría de
peces óseos (actinopterigios)
En Tetrápodos estas aletas
fueron transformadas en
miembros fuertes
Evolución del miembro de
tetrápodosEstructura general del miembro
en tetrápodos
Modificaciones
Soporte corporal
Locomoción
Respiración
Conservación
del agua
Circulación
Alimentación
Sistemas
sensoriales
Miembros
Cinturas
Columna
CINTURAS
Cinturas pectorales y pélvicas
en tetrápodos primitivos
Cinturas pectorales y pélvicas
en peces
Modificaciones
Soporte corporal
Locomoción
Respiración
Conservación
del agua
Circulación
Alimentación
Sistemas
sensoriales
Miembros
Cinturas
Columna
COLUMNA VERTEBRAL
Columna vertebral en peces
Esquema de la columna vertebral en peces y en tetrápodos
Modificaciones
Soporte corporal
Locomoción
Respiración
Conservación
del agua
Circulación
Alimentación
Sistemas
sensoriales
Miembros
Cinturas
Columna
LOCOMOCIÓN
En peces se usa un movimiento ondulatorio que produce una fuerza que
impulsa al pez hacia delante, favorecido por la densidad del agua
En tetrápodos se utilizan los miembros para aplicar
fuerzas sobre el sustrato para la locomoción
Los primeros tetrápodos habrían utilizado un
movimiento ondulante para caminar (como el de las
actuales salamandras)
Modificaciones
Soporte corporal
Locomoción
Respiración
Conservación
del agua
Circulación
Alimentación
Sistemas
sensoriales
Miembros
Cinturas
Columna
RESPIRACIÓN
Las branquias de los peces son
ideales para el medio acuático
Sin embargo no funcionan bien
en el aire
La vejiga natatoria de los
peces actuales
Esquema de la evolución de los pulmones
Pulmones de vertebrados
terrestres
Modificaciones
Soporte corporal
Locomoción
Respiración
Conservación
del agua
Circulación
Alimentación
Sistemas
sensoriales
Miembros
Cinturas
Columna
CONSERVACIÓN DEL AGUA
Escamas de peces óseos Escamas cicloideas de
sarcopterigios
Corte de piel de anfibio Escamas en reptiles
Modificaciones
Soporte corporal
Locomoción
Respiración
Conservación
del agua
Circulación
Alimentación
Sistemas
sensoriales
Miembros
Cinturas
Columna
CIRCULACIÓN
En los tetrápodos terrestres la sangre tiene que vencer la fuerza de la
gravedad, por lo que se necesita un sistema con presiones más altas, capaz
de evitar que la sangre se quede en los miembros
Los tetrápodos además, han
desarrollado una DOBLE
CIRCULACIÓN
CIRCULACIÓN PULMONAR
CIRCULACIÓN SISTÉMICA
Esquema de la circulación en un
pez, un anfibio y un reptil
Modificaciones
Soporte corporal
Locomoción
Respiración
Conservación
del agua
Circulación
Alimentación
Sistemas
sensoriales
Miembros
Cinturas
Columna
ALIMENTACIÓN
Los peces se alimentan por succión
Crean una diferencia de presión que lleva las
presas o el alimento hacia la boca
En el aire esto no es posible
El cráneo debe alargarse mucho La lengua es grande y muscular, en lugar de
pequeña y ósea
También se desarrollan
Glandulas salivales
Musculatura mandibular (a
partir de la branquiomérica)
Modificaciones
Soporte corporal
Locomoción
Respiración
Conservación
del agua
Circulación
Alimentación
Sistemas
sensoriales
Miembros
Cinturas
Columna
SISTEMAS SENSORIALES
En peces la línea lateral les
permite recibir la
información que viaja a
través del agua
En los tetrápodos terrestres un
sistema de línea lateral no funciona,
ya que el aire no es tan denso como
el agua, no podría estimular las
células de la línea lateral
En los tetrápodos el oído
interno recibe los los sonidos
que se transmiten por el aire
Las ondas de sonido son
transmitidas por una cadena
de huesos, en el oído medio
Sarcopterygii Rhipidistia
TetrápodosDipnoosCelacantiformes Osteolepiformes
ORIGEN DE LOS TETRÁPODOS
Eustheropteron
Un osteolepiforme del Devónico, con
aletas pares y dientes laberintodontes
Tetrápodo primitivo del Devónico tardío, encontrado en el Este de Groenlandia
Posee características
típicas de crosopterigios
Estructura de las vértebras
Dientes laberintodontes
Radios que soportan una aleta caudal
Línea lateral
También otras típicas de
anfibios
Patrón de huesos dermales del cráneo
Miembros con dedos
Cinturas adecuadas para soportar peso
Tetrápodo primitivo del Devónico tardío, encontrado en el Este de Groenlandia
Sería un organismo más acuático que Ichthyostega
Sin embargo, posee
Miembros con dedos
Cinturas típicas de tetrápodo
Un hueso en el oido medio
Estos descubrimientos permitieron
revisar algunas hipótesis previas
sobre los terápodos
La polidactilia sería el estado ancestral, no la
pentadactilia
Los primeros tetrápodos eran acuáticos (principal
evidencia surcos en la superficie ventral de los
ceratobranquiales
LA PREGUNTA ENTONCES ES:
¿CÓMO PUEDE DESARROLLARSE EN EL AGUA UN ANIMAL TERRESTRE?
Es claro que las características de
tetrápodos no evolucionaron porque
algún día serían útiles en tierra firme,
sino porque eran útiles para animales
que vivían en el agua
Un ejemplo de cómo un miembro tetrápodo puede ser útil en
el medio acuático lo da el pez sapo, Antennarius pictus
Las aletas de este pez están modificadas en estructuras muy
similares al miembro de tetrápodos, y se utilizan para
caminar sobre el sustrato
HEMOS VISTO TODAS LAS MODIFICACIONES NECESARIAS PARA INVADIR
EL MEDIO TERRESTRE EXITOSAMENTE
¿CUÁL FUE LA RAZÓN O LAS PRESIONES QUE ACTUARON PARA QUE LOS
PRIMEROS TETRÁPODOS INVADIERAN LA TIERRA?
TEORÍA CLÁSICA
DURANTE EL DEVÓNICO HUBIERON SEQUÍAS
ESTACIONALES. LOS PECES QUE PUDIERAN
‘CAMINAR’ DE UN CHARCO A OTRO SE VERÍAN
BENEFICIADOS
CRÍTICAS LOS DIPNOOS ACTUALES SE ENVUELVEN EN MUCOSIDAD EN EL
LODO Y SOPORTAN HASTA LA PROXIMA ESTACIÓN LLUVIOSA
CRÍTICAS UN PEZ QUE HICIERA ESTO SIMPLEMENTE ESTARÍA CONTINUANDO
SU VIDA COMO PEZ, EN LUGAR DE CAMBIAR DE HÁBITAT
OTRAS HIPÓTESIS
AGUAS BAJAS PARA ESCAPAR DE LOS PREDADORES
RECURSOS DISPONIBLES Y POCA COMPETENCIA
LAS CARACTERÍSTICAS DE LOS PRIMEROS
TETRÁPODOS SERÍAN ADAPTACIONES A AGUAS POCO
PROFUNDAS
TETRAPODA (Amphibia + Amniota)
•Caja craneal sólida, con la región occipital compacta longitudinalmente
•Nasales pares, fusionados o ausentes
•Miembros con un elemento en el segmento proximal y dos en el segmento
distal
•Miembros anteriores con radio y ulna; posteriores con tibia y fíbula (separados
y paralelos)
•Carpo, Tarso y dactilia. Con codo y rodilla.
•Cintura pectoral separada del cráneo; Cintura pélvica unida a la columna
vertebral en una vértebra
•Columna vertebral diferenciada en una región cervical, torácica y sacra
•Costillas presacras bien diferenciadas
•Presencia de fenestra ovalis, une el oído medio y el interno
•Presencia de columela (derivada del hiomandibular)
TETRAPODA (Amphibia + Amniota)
• Capa de células epidérmicas muertas (córneas) para reducir la pérdida de agua
• Glándula de Harder (lubricación del ojo)
• Lengua muscular bien desarrollada (en la mayoría)
• Órgano de Jacobson (reducido o ausente en muchos)
• Pérdida de branquias externas
• Presencia de glándulas paratiroides
CLASE OSTEICHTYES
ACTINOPTERYGII
SARCOPTERYGII
SUBCLASE DIPNEUSTI
SUPERORDEN OSTEOLEPIMORPHA (+)
ORDEN POROLEPIFORMES
ORDEN OSTEOLEPIFORMES
TETRAPODA
CLASE AMPHIBIA
AMNIOTA
LOS ANFIBIOS SON TETRAPODOS
TETRAPODOS: GRUPO SIN CATEGORIA TAXONÓMICA QUE INCLUYE A TODOS LOS VERTEBRADOS NO PECES
ORIGEN DE LOS TETRÁPODOS
EN EL DEVÓNICO TARDÍO (Aprox. Hace 360 Millones de años)
ORIGINADOS A PARTIR DE PECES
SARCOPTERIGIOS
Aletas Lobuladas
Coanas
Escamas cosmoideas
Sarcopterygii Rhipidistia
TetrápodosDipnoosCelacantiformes Osteolepiformes
Tradicionalmente a los tetrápodos
han sido relacionados con uno de los
dos grandes grupos de
sarcopterigios
OSTEOLEPIFORMES
Presencia de pulmones
Aletas semejantes al miembro
de tetrápodos
Aleta semejante al miembro
de tetrápodos
Patrón de huesos craneales
Dientes laberintodontes
DIPNOOS
Presencia de coanas
Estructura de la cintura pélvica
Patrón de huesos dermales
Un osteolepiforme del Devónico,
con aletas pares y dientes
laberintodontes
Tetrápodo primitivo del Devónico tardío, encontrado en el Este de Groenlandia
Posee características
típicas de
crosopterigios
Estructura de las vértebras
Dientes laberintodontes
Radios que soportan una aleta caudal
Línea lateral
También otras típicas
de anfibios
Patrón de huesos dermales del cráneo
Miembros con dedos
Cinturas adecuadas para soportar peso
Tetrápodo primitivo del Devónico tardío, encontrado en el Este de Groenlandia
Sería un organismo más acuático que Ichthyostega
Sin embargo, posee
Miembros con dedos
Cinturas típicas de tetrápodo
Un hueso en el oido medio
Estos descubrimientos
permitieron revisar algunas
hipótesis previas sobre los
terápodos
La polidactilia sería el estado ancestral, no
la pentadactilia
Los primeros tetrápodos eran acuáticos
(principal evidencia surcos en la superficie
ventral de los ceratobranquiales
LA PREGUNTA ENTONCES ES:
¿CÓMO PUEDE DESARROLLARSE EN EL AGUA UN ANIMAL TERRESTRE?
Es claro que las características de
tetrápodos no evolucionaron porque
algún día serían útiles en tierra firme,
sino porque eran útiles para animales
que vivían en el agua
Un ejemplo de cómo un miembro tetrápodo puede ser útil
en el medio acuático lo da el pez sapo, Antennarius pictus
Las aletas de este pez están modificadas en estructuras muy
similares al miembro de tetrápodos, y se utilizan para
caminar sobre el sustrato
CLASE AMPHIBIA
SUBCLASE LABERINTODONTA
SUBCLASE LEPOSPONDYLI
SUBCLASE LISSAMPHIBIA
ORDEN CAUDATA
ORDEN GIMNOPHIONA
ORDEN ANURA
CLASE LISSAMPHIBIA
Incluye a todos los grupos de anfibios actuales: Gymnophiona (Cecilias), Urodela
(salamandras) y Anura (ranas y sapos).
Es un grupo con monofilia bien soportada, es decir, no se duda de que es un grupo natural
CARACTERÍSTICAS DE LISSAMPHIBIA
Dientes pedicelados
Oído medio con estribo y opérculo
Oído interno con dos parches epiteliales:
Papilla basilaris: registra sonidos de alta frecuencia a través del estribo
Papilla amphibiorum: registra sonidos de baja frecuencia a través del aparato
opercular
Cuerpos grasos asociados a las gónadas
Piel con glándulas mucosas y venenosas
Bastones verdes en la retina (solo en salamandras y anuros)
Músculo levator bulbi, debajo de los ojos, permite elevarlos durante la alimentación
Respiración bucofaríngea, cutánea y pulmonar
Costillas cortas, rectas que no rodean a las visceras
El cráneo articula con las vértebreas en dos lugares distintos: 2 cóndilos y otros dos puntos en el atlas
Gran reducción en los huesos del cráneo
LISSAMPHIBIA
Aproximadamente 6200 especies
Anura 88%
Urodela 9 %
Gymnophiona 3 %
GYMNOPHIONA
Comúnmente llamadas ‘cecilias’Su nombre significa en griego ‘serpiente desnuda’
Gymnophiona se les llama a las familias existentes‘Apoda’ incluye a las familias fósiles más las extintas
GYMNOPHIONA
Aproximadamente 5-6 familias, 33 géneros y aprox. 170 especies
Caeciliidae
Rhinatrematidae
Uraeotyphlidae
Ichthyophiidae
Scolecomorphidae
Herpele squalostomaCaeciliidae
Características de los Cecílidos
Cuerpo elongado, sin miembros y sin cinturas pectoral ni pélvica
Anillos rodeando al cuerpo, cada anillo corresponde a una vértebra
Algunos con escamas dérmicas (único en anfibios)
Cola reducida o ausente, ojos reducidos, cubiertos por piel o hueso.
Órgano tentacular, quimiosensorial entre los ojos y las narinas
Características de los Cecílidos
Pulmón izquierdo reducido Cráneo compacto, adaptado para la vida fosorial
Dientes largos y curvos
Distribución pantropical
Hábitat: ancestralmente fosoriales, muchas acuáticas, las formas terrestres viven cerca del agua o en ambientes húmedos
Hábitos alimenticios: pequeños invertebrados, especialmente
anélidos
Reproducción
Fecundación interna, por medio de un órgano intromintente (phallodeum), es una extensión de la cloaca
Typhlonectes Cloaca (Male) Typhlonectes Mating Ball Typhlonectes Mating
SALAMANDRAS
Urodela: el nombre significa ‘cola visible’, incluye a las
familias vivientes
Caudata: significa ‘con cola’ en Latín. Incluye a las familias vivientes más una extinta
10 familias, 66 géneros, 560 especies aprox.
Características de las salamandras
Tamaño variable: desde 0.30 cm a 1.80 m
Generalmente con 4 miembros, cola bien definida, reducción de dígitos común
Sin oído externo ni medio, usualmente audición por el aparato opercular
Batrachoseps gabrieliPlethodontidae
Línea lateral presente en formas acuáticas y en larvas
Regeneración de cola y miembros
Distribución:Holártica, principalmente América del Norte y Eurasia, en Sudamérica hasta
Bolivia
HábitatsLa mayoría terrestres, pero en áreas muy
húmedas. Muy pocas acuáticas, una especie arborícola
AlimentaciónCarnívoras, se alimentan de anélidos, caracoles, artrópodos, invertebrados, peces, anfibios, pequeños reptiles, y
mamíferos
Reproducción
Externa en formas primitivas, por espermatóforo en la mayoría
Ovíparos, con larvas acuáticas
Metamorfosis
Neotenia: todas las salamandras son pedomórficas
Larvas con madurez sexual
Algunos linajes tienen metamorfosis facultativa: solo metamorfosean cuando son hormonalmente inducidas
ANURA (sapos y ranas)
Anura: el nombre significa ‘sin cola’ en Latín. Incluye a las familias vivientes
Salientia: significa ‘que salta’ en griego. Incluye a las familias actuales mas un
taxón extinto
29 familias, 368 géneros, aprox. 5500 especies, y se describen cerca de 100-150
cada año
Características de los anuros
Tamaño variable: desde 0.10 cm a 0.3 m
Sin cola en los adultos
Diversas formas de locomoción, pero fundamentalmente locomoción por
saltos
Las relaciones dentro de anuros están basadas en los huesos de la cintura pectoral y en el tipo de larva
Distribución
Prácticamente cosmopolita, sólo
ausentes de regiones polares y desiertos
extremadamente secos
Hábitats
Las hay completamente acuáticas, terrestres y
arborícolas. La mayoría se encuentra en hábitats muy húmedos, pero también en
desiertos
Alimentación
La mayoria de las larvas son filtradoras, aunque varias son carnívoras e incluso caníbales. Algunas larvas no se alimentan
La mayoría de los adultos son carnívoros, se alimentan de
vertebrados e invertebrados, unos pocos de fruta o flores
Reproducción
Usualmente externa, solo 3 especies con fecundación interna
Amplexo: Postura de apareamiento, puede ser axilar, inguinal o cefálico
Los huevos son depositados en el agua, formando nidos de espuma, o cordones gelatinosos
En algunos casos, los huevos son llevados en el cuerpo
Metamorfosis: en la mayoría es completa, algunos poseen desarrollo directo, y unos pocos son vivíparos
Bufo bufo, Bufonidae
Gastrotheca walkeriLeptodactylidae
Muchos poseen extrañas estrategias de cuidado parental, como llevar los huevos o los renacuajos en la espalda,
algunos poseen ‘marsupios’, y otros incluso llevan los huevos o renacuajos en el saco bocal o incluso en el estómago
Gastrotheca oviferaLeptodactylidae
Dendrobates pumilioDendrobatidae
Rheobatrachus silusMyobatrachidae
Alytes obstetricans, Discoglossidae
Rhinoderma darwiniiRhinodermatidae
Comunicación
La mayoría produce sonidos por medio de sacos vocales
Los cantos son específicos de cada especie
Son usados para atraer parejas, defensa de territorio o
comunicación
A veces se usa la lengua
