Mamiferos 2014

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Mamíferos Laboratorio Fauna Australis Área docencia 2014 Cristian Bonacic – Jorge Leichtle

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Mamíferos

Laboratorio Fauna Australis Área docencia

2014

Cristian Bonacic – Jorge Leichtle

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¿Qué es un mamífero? Mamíferos (Que maman, se alimentan de leche) corresponde a un grupo de animales amniotas endotérmicos. Se distinguen de reptiles y aves por poseer pelo, tres huesos del oído medio, y en hembras, glándulas mamarias para alimentar a las crías.

La rama de la zoología que estudia a los mamíferos se denomina mastozoología.

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Principales características

Endotérmicos

Presencia de pelaje

Placenta y glándulas mamarias

Especialización de dientes (heterodoncia)

Paladar secundario

Cerebro altamente evolucionado

Órganos sensoriales y sentidos especiales

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Origen y Evolución de los

mamíferos

Hace unos 300 millones de años (periodo Carbonífero) los reptiles primitivos

se habían separado en 3 grupos (según la presencia y la posición de las

fenestras o fosas temporales).

Anápsidos

Sinápsidos

Diápsidos

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Los sinápsidos, grupo de “reptiles mamiferoides” hoy extintos, presentaban una única abertura en el cráneo detrás de cada ojo (fosa temporal o fenestra), en la parte inferior del hueso temporal.

Sinápsidos: Una sola fosa

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Existieron 2 ordenes de Sinápsidos:

1. Orden Pelicosaurios:

• Hace 300 millones de años.

• Comienzo en formación de arco cigomático en

cráneo.

• Dientes con diferenciación

• Anteriores incisivos, el resto cónicos, típicos de

reptiles.

• ¿Vela dorsal ayudaba a controlar la

temperatura?

Origen y Evolución de los

mamíferos

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2. Orden Terapsidos:

• Hace 190 millones de años

• Arco cigomático formado, similar a mamíferos

• Dientes con mayor diferenciación (heterodoncia).

• Locomoción con extremidades bajo el cuerpo

• Dentro del Orden Terapsido, el suborden

Cinodontos desarrollaron una alta tasa

metabólica

• Paladar secundario

• ¿Endotermia? ¿pelaje?

Origen y Evolución de los

mamíferos

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Terios primitivos, el comienzo de

los mamíferos • Los primeros mamíferos verdaderos aparecieron a

finales del periodo Triásico.

• Se aspecto similar a pequeños roedores

• Cráneo relativamente grande

• Mandíbulas diseñadas para masticar

• Con seguridad endotérmicos

• Ovíparos

• Nacían en estado inmaduro (huevos) lo que los hacia dependiente de sus madres

• Secreción de leche

• Sin pezón, crías lamian leche del pelo, tal como los modernos ornitorrincos.

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Hickman et al, 2006

Evolución de los

mamíferos

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Clasificación de mamíferos actuales

Clase Mamíferos 5.488 sp*

Infraclases

*IUCN, 2014

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Propios del continente australiano: Australia, Tasmania y Nueva Guinea

Representados por el único orden Monotremata

Ornitorrinco Genero Ornithorhynchus

1 especie

Equidna u hormiguero espinoso 2 Géneros: Tachyglossus y Zaglossus

4 especies

Infraclase Monotremas

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Se encuentran en los continentes australiano y americano. Representados por 7 ordenes:

1. Didelfimorfos (Didelphimorphia): Zarigüeyas y yacas.

2. Paucituberculados (Paucituberculata): Ratones runchos

3. Microbioterios (Microbiotheria): Monito del monte

4. Dasiúridos (Dasyuridae): Marsupiales carnívoros

5. Peramelemorfos (Peramelemorphia): Marsupiales omnívoros

6. Notoricteromorfos (Notoryctemorphia): Topos marsupiales

7. Diprotodontos (Diprotodontia): Canguros y koalas

Infraclase Marsupiales

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Infraclase Placentarios

Representados por 21 ordenes:

Orden Ejemplo

1 Artiodactyla Guanaco

2 Afrosoricida (ex-Insectívora) Topo dorado

3 Erinaceomorpha (ex-Insectívora) Erizo de tierra

4 Soricomorpha (ex-Insectívora) Musaraña

5 Carnivora Puma

6 Cetacea Orca

7 Chiroptera Piuchén

8 Cimolesta o Pholidota Pangolin

9 Cingulata (ex - Xenarthra) Armadillo

10 Pilosa (ex - Xenarthra) Oso hormiguero

11 Dermoptera Lemur volador

12 Hyracoidea Damán

13 Lagomorpha Liebre

14 Macroscelidea Musaraña elefante

15 Perissodactyla Burro

16 Primates Humano

17 Scandentia (ex-Primates) Musarañas arborícolas

18 Proboscidea Elefante

19 Rodentia Degú

20 Sirenia Manatí

21 Tubulidentata Cerdo hormiguero

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Faneras o anexos cutáneos

Corresponden a estructuras complementarias de la piel.

Conformadas por queratina, el componente principal de la epidermis.

Cumplen funciones de recubrimiento y protección.

Ejemplos:

Pelo

Uñas

Cornamentas

Glándulas

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Garras, uñas y pezuñas

Estructura anexa de la piel localizada en las regiones distales de los miembros.

Están formadas por el unguis, una placa queratinizada dura ubicada dorsalmente, y el

subunguis, más suave y de ubicación ventral.

Garras

Largas y aguzadas, permiten un agarre preciso. En

carnívoros, roedores, insectívoros y otros.

Uñas

Planas y anchas. Adaptación de hábitos arborícolas. En

primates y lémures.

Pezuñas o cascos

Característicos de ungulados. caminan sobre sus puntas.

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Pelaje

Propio de los mamíferos

Evolutivamente, es una modificación a partir de una escama

Compuesto de células epidérmicas muertas llenas de queratina que crece a partir de un folículo piloso ubicado en la dermis

Dos tipos

Aislante: Denso y suave

Guarda: Protección y coloración; áspero y largo

Termorregulación, función criptica

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Otras funciones: Vibrisas (bigotes) Elemento sensoriales táctil

Púas

Elemento defensivo

• Puercoespines

• Erizos de tierra

• Equidnas.

Pelaje

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Cuernos y Astas

Se observan tres tipos de cornamenta:

1. Cuernos auténticos: Núcleo de hueso revestido por funda de queratina. Si se corta sangra, y no vuelve a crecer (en jirafas no existe revestimiento de queratina)

2. Astas: Formada de hueso, cae y rebrota anualmente. Mientras esta en crecimiento pose una bora o terciopelo muy vascular, que se seca al final de la temporada.

3. Cuernos de rinoceronte Material queratinoso semejante al pelo, carece de tejido óseo, descansando sobre un espesamiento esponjoso del hueso nasal.

Modificado de Rodríguez de la Fuente (1970).

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Glándulas

Conjunto de células cuya función es sintetizar sustancias químicas. Los mamíferos poseen gran cantidad de glándulas en la piel:

Sudoríparas Exclusiva de mamíferos, se ubican en diferentes partes del cuerpo. Participan en termorregulación

Odoríferas: Comunicación, marcar territorio, atracción del sexo opuesto y defensa.

Sebáceas: Asociadas a los folículos pilosos, mantiene pelaje lustroso.

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Glándulas mamarias

La mas llamativa diferencia entre mamíferos y otros vertebrados.

La leche, además de nutrir y alimentar a las crías, entrega a recién nacidos inmunoglobulinas mediante el calostro.

Evolutivamente provienen de glándulas sudoríparas modificadas. Esta primera “leche” no tenia valor nutricional, pero si antimicrobiano.

Las glándulas mamarias no estaban agrupadas, por lo que no existía pezón, la leche era lamida de poros abdominales (como ocurren en monotremas modernos).

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Glándulas venenosas

Ornitorrincos (Monotremas) son los únicos mamíferos que poseen glándulas venenosas

Tanto el macho como la hembra las poseen, pero solo en macho son funcionales

Estas glándulas desembocan en los “espolones” del tobillo.

Este veneno produce enorme dolor e hinchazón, pero no es letal.

Se piensa que es un mecanismo utilizado por el macho para atacar a otros machos durante la época de celo.

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Aparato digestivo: Especialización

Los mamíferos poseen gran variedad de fuentes de alimento Algunos altamente especializados

Algunos oportunistas

A medida que evolucionaron durante el Mesozoico, sus dentaduras comenzaron a especializarse: Heterodontos

La dentadura permite conocer el estilo de vida de un mamífero

Tipos de dientes

Incisivos

Caninos

Premolares

Molares

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Aparato digestivo: Especialización

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Aparato digestivo: Paladar blando

Propio de los mamíferos, constituye la parte posterior del “techo” de la boca.

Es la continuación del hueso palatino.

Función en la deglución de alimento, cerrando las vías respiratorias al momento de tragar.

Permite respirar y alimentarse simultáneamente.

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Aparato digestivo: Rumiantes

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Aparato respiratorio: Diafragma

Músculo que separa cavidad torácica de abdominal.

Característico de los mamíferos, aparece de manera rudimentaria en cocodrilos y aves.

Participa en la respiración: Al contraerse, presiona costillas hacia afuera, entrando aire a los pulmones. En espiración el proceso en inverso.

Corte sagital de un caballo, vista craneal

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Sistema circulatorio

Como en las aves, el corazón de los mamíferos es tetracameral, permitiendo separa la sangre oxigenada del resto.

En la mayoría de los mamíferos, los eritrocitos (glóbulos rojos) son anucleados y cóncavos, a fin de mejorar su función de trasporte de oxigeno.

Mamífero tipo Camélido sudamericano

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Sistema urinario

Poseen un riñón que secreta urea, a diferencia de aves y reptiles que secretan acido úrico. Este es altamente soluble en agua, por lo que se elimina en orina

Eso causa que en la mayoría de los mamíferos pierdan mucha agua en relación a aves y reptiles.

En monotremas, el recto y el aparato urogenital se abren conjuntamente en una cloaca común.

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Regulación térmica

Los mamíferos están distribuidos en todo el mundo, y se encuentran sometidos a climas extremos.

La producción de calor de produce por una gran tasa metabólica.

El pelaje y el deposito de grasa actúan como aislante térmico. La grasa es un excelente aislante térmico.

Para la perdida de calor, ese se irradia de los capilares cercanos a la piel, además de la transpiración.

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Sistema nervioso y sentidos

Cerebro altamente desarrollado, propio de animales de alta actividad, presentando un mayor desarrollo de corteza (neocortex), hemisferios y cerebelo.

Tacto: Bien desarrollado, asociado generalmente a folículos pilosos (vibrisas o bigotes).

Olfato: Muy desarrollado en la mayoría de lo mamíferos. Comunicación, marcar territorio, atracción del sexo opuesto y defensa. Disminuido en primates.

Corte sagital, perro

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Sistema nervioso y sentidos

Oído: En mamíferos contiene 3 huesecillos: Martillo

Yunque

Estribo

Estos huesos evolucionaron a partir de huesos mandibulares de antepasados Sinápsidos

Los mamíferos cuentan con pabellones auriculares u orejas Estructuras de piel y cartílago, cuya función es

dirigir ondas sonoras al oído interno.

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Sistema nervioso y sentidos

Visión: Si bien es un órgano importante en la mayoría de los mamíferos, el ojo se encuentra menos desarrollado que en aves.

En la retina (fondo del ojo) se encuentran diferentes células Bastones: Tonos de luz =>Mayor desarrollo en

mamíferos

Conos: Colores=>Menor desarrollo en mamíferos, presente en primates y otros

La visión nocturna esta dada por el tapetum lucidum, que refleja y amplifica luz de retina

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Sistema nervioso y sentidos

Visión binocular: relacionada a precisión en coordinación de movimientos

Visión espacial: Permite un mayor campo visual a fin de vigilar a posibles predadores

Las especies favorecen un tipo de visión en desmedro de otra.

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Ciclos reproductivos

Ciclos reproductivos

La mayoría de los mamíferos cuenta con estaciones de cría definidas.

Invierno

Primavera

Ajustadas a la época de cría mas favorable del año.

La copula esta restringida al ciclo estral. Esta determinado por niveles hormonales, que son activados por el fotoperiodo.

Prostro: Periodo de preparación, crece el folículo

Estro: Ovulación, cuando de produce el apartamento, fecundación e implantación

Metaestro: Si no hay fecundación, se repara el tejido.

Diestro: El útero se hace pequeño, a espera de un nuevo ciclo.

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Aparato reproductivo masculino

Todos los Mamíferos, los machos poseen un pene único.

En los Monotremas y Marsupiales suele encontrarse “guardado” en la cloaca.

En placentarios, es externo, excepto en cetáceos, en donde guardan el pene en una hendidura genital.

En algunos ordenes, los machos poseen un hueso peneano. Presente en: Carnívoros

Roedores

Insectívoros

Primates (excepto humanos)

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Patrones de reproducción:

Monotremas (Prototerios)

Mamíferos ovíparos.

Monotrema significa “agujero único” en referencia a la cloaca

No hay embarazo, dentro de la madre, la cría de alienta de la albumina del huevo y no de la placenta.

Los huevos (2 0 3) son fecundados en el oviducto.

Colocan huevos en nidos escavados bajo tierra, incubándolos por 12 días.

Luego de la eclosión se alimentan de leche (lamiendo, no chupando)

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Patrones de reproducción:

Marsupiales (Metaterios)

Mamíferas vivíparos con marsupio.

Poseen un tipo primitivo de placenta llamada coriovitelina que envuelve al embrión en el útero.

“Dan a luz” a embriones aun incompletos, que se arrastran hasta la bolsa marsupial y se ancla al pezón para amamantar y continuar su desarrollo.

En relación a los mamíferos placentarios, tienen periodos de lactancia mucho mas prolongados.

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Patrones de reproducción:

Marsupiales (Metaterios)

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Patrones de reproducción:

Placentarios (Euterios)

Mamíferas vivíparos placentarios.

A diferencia de marsupiales, la gestación es mas larga y la lactancia mas corta.

Embrión permanece en útero materno alimentándose mediante una placenta corioalantoidea.

Duración de gestación dependerá del tamaño: Ratón: 21 días

Perro: 60 días

Humano: 280 días

Elefante: 660 días

Hay excepciones: Rorcual azul: 365 días (corto para su tamaño)

Murciélago: 130 días (largo para su tamaño)

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Patrones de reproducción:

Placentarios (Euterios)

Condiciones de desarrollo al nacimiento son diferentes según la especie:

Guanaco da a luz cría cubierta de pelo, ojos abiertos y capas de seguir a la madre.

Ratón da a luz cría desnuda, ojos cerrados e indefensa.

Los humanos nacemos con ojos cerrados, indefensos y absolutamente dependiente de nuestras madres.

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Locomoción

A partir de ancestros tetrápodos terrestres, los mamíferos se han diversificado para la utilización de prácticamente todos los ambientes del planeta.

Modificado a partir de Rodríguez de la Fuente (1970).

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Locomoción: Carrera

Entre los animales terrestres mas veloces se encuentran los ungulados (extremidades protegidas por estuches córneos), perfectamente adaptados para la marcha en suelos duros y la carrera:

Miembros largos y finos

Terminados en pesuñas

Pedida evolutiva de dedos

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Locomoción: Carrera

El carnívoro mas rápido es el guepardo (Acinonyx jubatus).

Velocista, no corredor de fondo como los cánidos.

Pecho profundo, grandes pulmones y corazón.

Largas piernas

Musculatura lumbar poderosa

Cola flexible (timón)

No poseen uñas retractiles, solo la interna esta afilada.

114 km/m, por unos 400 m.

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Locomoción: Carrera

Los cánidos en general son buenos corredores de “fondo”, logrando vencer a sus presas por agotamiento.

Ejemplo de esto son las jaurías de lobos (Canis lupus) y licaones (Lycaon pictus).

Esta adaptación es evidente al analizar la perdida de contacto de las patas con el suelo, ya que en lugar de apoyar la “palma o planta”, solo apollan los dedos.

El pulgar se ha reducido notoriamente, habiendo desaparecido en algunos casos.

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Locomoción: Carrera

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Locomoción: Vuelo

El Vuelo planeador: Evoluciono independiente mente en diferentes grupos mamíferos arvícolas.

Roedores: Ardillas voladoras,

Dermópteros: lémures voladores

Marsupiales: Petauros

Cuentan con una membrana de piel, patagio, entre sus extremidades anteriores y posteriores.

Esto les permite formar una superficie planeadora, alcanzando distancias de hasta 35 m.

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Locomoción: Vuelo

El Vuelo activo: Representado en mamíferos únicamente por quirópteros (murciélagos).

La mayoría son nocturnos, por lo tanto, utilizan un nicho prácticamente no utilizado por las aves.

Al igual que otros mamíferos voladores, cuentan con un patagio, pero este se encuentra principalmente entre sus alargados dedos.

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Locomoción: Natación

Los mamíferos adaptados al medio acuáticos han evolucionado a cuerpos hidrodinámicos, resistencia bajas temperaturas y altas presiones cuando se sumergen a grandes profundidades .

Sus apéndices están modificados para brindar una propulsión máxima.

Focas y los leones marinos (orden Carnívora) se aparean y dan a luz en tierra, por lo que sus aletas también están adaptadas para la locomoción a través de rocas y del suelo.

Todos los mamíferos marinos cuentan con una gruesa capa de grasa impermeable, para soportar bajas temperaturas.

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Ecolocación

Algunos mamíferos, como odontocetos y micromurciélagos, emiten sonidos en su entorno e interpretan los ecos que generan los objetos a su alrededor

Ni odontocetos ni murciélagos son ciegos, la ecolocación los ayudan en ambientes de poca visibilidad.

Arizona State University

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Ecolocación: Quirópteros

Los micromurciélagos al volar emiten cortos pulsos de ultrasonido de 5 a 10 milisegundos de duración.

Estos pulsos, a unos 100.000 Hz, emitidos mediante vocalizaciones, no soy captados por el oído humano (limite superior 20.000 Hz).

Los pulsos están espaciados de manera que llegue el rebote de este antes de realizar uno nuevo.

Los pulsos son recapturados por los oídos.

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Ecolocación: Odontocetos

Los odontocetos emiten sonidos breves llamados "clicks", obteniendo información al analizar el retorno de ese eco.

El sonido es generado haciendo pasar el aire desde la cavidad nasal, y es modulado y proyectado por el “melón” (lleno de tejido lipídico).

El eco es recibido por la mandíbula, y es interpretado.

Recepción de sonido

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Comportamiento social

Dado principalmente por la relación de cuidad parenteral madre-cría.

Muchos comportamientos de subsistencia están relacionados a comportamiento social

Puede ser dividido en categorías:

Juego: Desarrollo de capacidades en crías.

Predominio social: Jerarquía de algunos individuos sobre otros.

Territorialidad: Machos compiten y expulsan a otros de territorios.

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Comportamiento: Comunicación visual

Indicadores visuales son utilizaos frecuentemente como medio de comunicación: Lobo derrotado: Tendido de espalda,

mostrando el vientre en señal de vulnerabilidad.

Estos tipos de signos permiten a machos evitar conflictos dentro de un grupo social

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Comportamiento: Comunicación química

Feromonas pueden inducir comportamiento sexual.

Establecer y reconocer territorios.

Huir de depredadores.

Crías reconocen a sus padres.

Chingues (zorrillos) utilizan la secreción de sus glándulas odoríferas

como medio de defensa.

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Comportamiento: Comunicación acústica

Animales gregarios emiten vocalizaciones tranquilizadoras, los sonidos no habituales pueden causar alarma.

Entre los canidos, lobos utilizan la vocalización para reunir a la manada dispersa o como advertencia a otras manadas. Chacales, coyotes, dingos y licaones también vocalizan.

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Comportamiento: Comunicación táctil

El acicalado madre-hijo es común a todos los mamíferos

El acicalamiento social es muy importante en primates (incluido el hombre).

Permite mantener piel sana.

Fortaleza lasos sociales dentro de los grupos, estrecha los lazos familiares y de pareja.

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Evolución humana: Primates

Características comunes del orden primate

Dedos prensiles en extremidades

Uñas planas y anchas en lugar de garras

Ojos dirigidos hacia adelante: visión vincular

y buena percepción de profundidad

Características propias de un estilo de vida

“arborícola”

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Evolución humana: Primates

Los primates descienden directamente del tronco ancestral de los mamíferos: Insectívoros arborícolas, bien adaptados a la vida entre las ramas

Pentadáctilos de pulgar oponible (excepto monos araña, de 4 dedos)

Facilidad de aprensión

Desplazamiento entre ramas

Presencia de clavícula: “puntal” de inserción de brazos para movimientos laterales

Útiles para la braquiación, pero practicamente inútiles en cuadrúpedos

Muelas trituradoras, para dieta que se dispone en arboles:

Frutos, semillas, hojas, huevos, insectos

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Radiación evolutiva de primates

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Evolución humana: Homínidos

Los homínidos son una familia de primates, entre los que se incluyen al ser humano, chimpancé, bonobo, gorila y orangután.

Primates mas grandes, peso entre 48 y 250 kg

Animales sociales

Dimorfismo sexual: Machos mas grandes que las hembras

Cuerpo robusto, brazos bien desarrollados.

Adaptación a la postura erecta

Géneros actuales de homínidos

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Primeros hombres: Australopithecus

Vivieron entre 3 y 1.5 4 M.A, aparecen en África los australopitecinos, como Australopithecus africanus

Bípedos

1/3 de capacidad cerebral de hombre moderno

Dimorfismo sexual

Machos: 40 kg, hembras, 30 kg.

Rostro mas corto que chimpancés modernos

Menor tamaño de piezas dentales, reducción de

caninos

Australopithecus africanus †

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Primeros hombres: Homo habilis

Vivió en África entre 1.9 y 1.6 M.A., a principios del Pleistoceno.

Completamente erecto

Foramen mágnum ubicado mas hacia el centro, clave

para una correcta posición bípeda

Con una capacidad cerebral (650 cm3) mayor al genero

Australopithecus.

Utilizo y confecciono herramientas de hueso y piedra.

Cráneo mas redondeado. Menor prognatismo que

Australopithecus (Mandíbula menos prominente)

Homo habilis †

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Primeros hombres: Homo erectus

Vivió entre 1.8 y 0.3 M.A., en el Pleistoceno medio.

Con una capacidad cerebral de entre 850 y

1100 cm3

Mandíbula sin mentón

Grandes arcos superciliares (“donde van las

cejas”)

Dientes relativamente pequeños

Robusto (1.50 a 1.70 cm), con marcado

dimorfismo sexual

Se piensa que ya dominaba el fuego

Homo erectus †

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Primeros hombres: Homo neanderthalensis

Tras desaparición de homo erectus, hace 300.00 años atrás, destacan dos especies: H. neanderthalensis y sapiens)

Homo neanderthalensis (hombre de Neandertal)

Habitó Europa y Asia, desde 230.000 hasta 28.000 años

atrás.

Cohabitó con el hombre moderno (H. sapiens).

Robusto, de pelvis ancha y extremidades cortas, grandes

arcos superciliares, 1.70 cm de altura.

Rostro prominente, sin mentón.

Capacidad cerebral similar al hombre moderno (1.500

cm3).

Dominaron fuego, y herramientas de hueso y piedra.

Fueron remplazados, y muy posiblemente exterminados, por el hombre moderno.

Homo neanderthalensis †

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Primeros hombres: Homo sapiens

Aparecimos hace e 0,195 millones de años.

Le variación genética indica un origen africano, continente desde el que se migro colonizando nuevas tierras.

Lenguaje simbólico, pensamiento conceptual y posibilidad de modificar el ambiente.

Gran parte de nuestras conquistas culturales e intelectuales se deben a nuestra herencia arborícola:

Visión binocular

Gran capacidad de discriminación visual y táctil

Habilidad de manipuladora en el uso de herramientas

Homo sapiens

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Gracias por su atención

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Referencias

• Capuco y Akers (2009). The origin and evolution of lactation. Journal of Biology 8:37

• Helgen (2011). Evolution: The mammal Family Tree,

Perspective, Science 334: 458-459

• Hickman, Roberts, Keen, Larson, I´Anson y Eisenhour (2006). Principles of Zoology. 14 Edición.

• Miller y Harley (2001). Zoology. 5 Edición

• Popesko (1998). Atlas de anatomía topográfica de los animales domésticos. 2 Edición

• Rodríguez de la Fuente (1970). Enciclopedia Salvat de la fauna.

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Lectura sugerida

Isaac Asimov (1970) Capitulo 3: Orificios en la cabeza. En “Los lagartos terribles”. Interesante ensayo de Asimov que explica de manera sencilla las principales características, diferencias y evolución de mamíferos a partir de los reptiles.