UNIVERSIDAD DEL QUINDIO FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS Y TECNOLOGIAS PROGRAMA DE BIOLOGÍA PROF. CESAR ROMAN VALENCIA, Ph.D. LABORATORIO DE BIOLOGIA ANIMAL II

GUÍA DE PRACTICA: EVOLUCIÓN ADAPTATIVA DEL CRÁNEO EN VERTEBRADOSIntroducción El cráneo de los vertebrados puede definirse como una estructura esquelética axial que se encuentra en la región de la cabeza, conformada por la caja craneana y la mandíbula superior. Puede estar constituido por huesos dérmicos y cartílagos, o sustitutos óseos, provenientes del esqueleto somático y visceral, que se han incorporado para formar un estructura compleja. La evolución del cráneo en los vertebrados podría relacionarse con cambios en las funciones sensoriales, respiratorias y nutricionales, que podrán explicar en gran medida la diversificación de este grupo en los diferentes hábitats que ocupan actualmente en nuestro planeta. Así mismo, la aparición de las mandíbulas, a partir de las modificaciones del esqueleto visceral podría interpretarse como factores determinantes en la evolución de este grupo. En esta práctica el estudiante podrá identificar las estructuras funcionales que conforman el cráneo, y las mandíbulas; al distinguir el origen embrionario de estas estructuras. A partir del estudio comparativo de los ejemplares que serán observados en la sesión, se podrán establecer las diferencias y/o interrelaciones entre los vertebrados. Objetivos: 1. Identificar y comparar las estructuras que componen el cráneo de cada uno de los grupos de vertebrados disponibles. 2. Examinar la evolución del cráneo y las mandíbulas, así como sus adaptaciones funcionales al tipo hábitat que ocupan y su hábito alimentario o trófico.

Procedimiento: Examine cuidadosamente los ejemplares expuestos, teniendo presente que la mayoría de ellos son delicados y de difícil preparación y consecución. En cada caso consulte las ayudas (tablas, figuras; anexos 1 a 5) para realizar las identificaciones correspondientes. Dibuje e identifique, adecuadamente las estructuras mencionadas en la guía y complemente sus apuntes con la lectura del texto referenciado al final (bibliografía).

PECES Observe las mandíbulas de Tiburón (elasmobranquio) y realice las siguientes anotaciones: 1. Identifique las mandíbulas de acuerdo al arco visceral del que provienen (Dorsal: Palatocuadrado o ventral: cartílago de Meckel). Qué tipo de tejido esquelético forma estas estructuras? 2. De acuerdo a la morfología de sus mandíbulas, cuál es el tipo de alimento que puede comer este animal? 3. De acuerdo a la morfología de sus mandíbulas, cuál es el tipo de hábitat que puede ocupar este animal?

Observe el cráneo y las mandíbulas e un pez óseo e identifique: 3. Los cambios adaptativos en el cráneo. Dibuje y explique 4. Las modificaciones en las mandíbulas. Dibuje y explique

ANFIBIOS El cráneo en general es aplanado debido a su relación con la ventilación gular y la ingestión de presas enteras. A continuación realice las siguientes anotaciones: 1. Determine el número de cóndilos occipitales. 2. Identifique y nombre los componentes del cráneo y mandíbulas que provienen del condocráneo, dermatocráneo y esqueleto visceral. 3. Observe y compare la forma del cráneo del anfibio con la de un mamífero y de un pez. Explique las diferencias funcionales.

REPTILES El cráneo de adulto tiene mayor grado de osificación y densidad de los huesos que el de anfibios. Realice las siguientes observaciones: 1. Es el cráneo de los reptiles aplanado como el de los anfibios? Explique las diferencias que observa. 2. Identifique los componentes del cráneo y las mandíbulas que provienen del condocráneo, dermatocráneo y esqueleto visceral. 3. Determine el número de cóndilos occipitales. 4. Compare el cráneo de tortuga con el de una babilla, determine las diferencias más visibles en la morfología general. Observe la presencia o ausencia de dientes. Cómo explicaría su ausencia en algunos grupos? Observa diferencias en cuanto a la forma de implantación y forma de los dientes? 5. Con que puede relacionar las modificaciones que se observan en el cráneo de las serpientes? Explique la cinesis craneal y que estructuras están involucradas?

AVES Al estudiar el cráneo y la mandíbula de un ave, compárelo con el de un reptil ,un pez y un mamífero, teniendo en cuenta: 1. Tamaño relativo de las órbitas. Descríbalo. 2. Grado de fusión de los huesos en aves vs. demás vertebrados (puede ver articulaciones o discernir huesos individuales en la caja craneana del ave?) 3. Peso relativo del cráneo (en gramos)vs. otros vertebrados 4. Número de cóndilos occipitales 5. Identifique y nombre los componentes del cráneo y mandíbulas (pico) que provienen del condocráneo, dermatocráneo y esqueleto visceral. 6. Identifique gráficamente el maxilar, premaxilar, mandíbula y nasales de un ave. Explique cuál es su función.

MAMÍFEROS Compare el cráneo y las mandíbulas de un mamífero con el de un ave y un reptil. A cuál se asemeja más el de mamífero? Por qué? 1. Identifique y nombre los componentes del cráneo y mandíbulas (pico) que provienen del condocráneo, dermatocráneo y esqueleto visceral. 2. Observe el desarrollo de la cresta sagital en el cráneo y explique las diferencias que observa en los ejemplares. Cuál es la función de esta estructura en los mamíferos? 3. Identifique la ventana temporal y el arco zigomático, e indique las funciones, respectivamente. 4. Cuántos cóndilos hay en el cráneo? Observe los aspectos lateral, dorsal y ventral de un cráneo de carnívoro y compárelo con el de un delfín; note en este último la extrema modificación del rostro, incluyendo la mandíbula. 5. Porqué los mamíferos no presentan cinesis craneal

Lectura complementaria (=Bibliografía) KARDONG, K.V. Vertebrados. 2007. Anatomía comparada, función y evolución. Cuarta edición. McGraw-Hill ínteramericana. 782 pp WEICHERT, C.K & W. PRESCH. 1981. Elementos de la Anatomía de los Cordados. Madrid - Me Graw Hill, México, 531 pp. ROMER, A. S. & T.S. PARSONS. 1984. Anatomía comparada. Editorial Ínteramericana, México, 428 PP

OBSERVACIÓN DE ESTRUCTURAS RELEVANTES EN MAMÍFEROS. Figura 5. Tomando el primero de los ejemplares disponibles (primate, artiodáctilo o carnívoro), y usando como apoyo la Figura 1, localice visualmente las siguientes estructuras antes de realizar el esquema: 1. Neurocráneo, parte del cráneo que protege el encéfalo. 2. Esptacnocráneo, huesos de la parte anterior que forman el rostro y soportan estructuras faríngeas o relacionadas con la alimentación, incluyendo la mandíbula. Dejando de lado la mandíbula, localice: abertura nasal, órbita o fosa orbital (protege el ojo), fosa temporal, arco zigomático, cresta sagital (si hubiere), foramen occipital (también denominado foramen magnum, el orificio que permite la continuidad entre encéfalo y médula espinal), dos cóndilos occipitales (articulan el cráneo con el atlas, primera vértebra post-craneal), bulla timpánica o cápsula ótica (protege los huesecillos del oído interno y comunica con el oído medio mediante una abertura o porus acusticus). Paladar secundario (observe cómo separa las trayectorias del aire respirado y el-alimento ingerido). 3. Mandíbula. Consta de dos piezas (hemimandíbulas) unidas anteriormente. Los dientes se insertan en alvéolos (condición tecodonta), y son de varios tipos (condición heterodonta). Puede haber un diastema (amplio espacio sin dientes tras el canino). Observe la apófisis coronoide, el cóndilo mandibular (y cómo encaja en el alvéolo cotilar). El área ventral posterior puede estar más desarrollada (ángulo, lo que amplía la superficie disponible para el anclaje de ciertos músculos en los rumiantes), o menos, y presentar o no un saliente (la apófisis angular, característica de carnívoros).