Artrópodos caracteres generales

Emilio J López Caballero
[email protected]
Universidad de Mayores
ZOOLOGÍA I (2º cuatrimestre)
El mundo de los ARTRÓPODOS
Esta presentación ha sido elaborada adquiriendo muchas de sus imágenes de la Web y se utiliza con fines puramente didácticos.
Tema 9.- ARTRÓPODOS: Proceso de Artropodización y caracteres generales del grupo I.
Tema 10.- ARTRÓPODOS: Caracteres generales del grupo II
Tema 11.- ARTRÓPODOS: Diversidad del grupo. Breve sinopsis de los grupos de Artrópodos y
aspectos generales de su biología: Onicóforos, Tardígrados, Trilobites, Quelicerados, Miriápodos,
Crustáceos e Insectos.
Tema 12.- ENTOMOFAGIA. Los insectos y otros artrópodos en la alimentación. . INSECTOS Y
DESARROLLO SOCIAL Y/O RURAL: Proyectos de desarrollo en los que se utilizan los insectos para
que familias de países en desarrollo o poblaciones rurales puedan aumentar sus beneficios
económicos: Sericicultura, Colorantes y Lacas.
Tema 13. APICULTURA: Historia de la apicultura. La colonia de abeja melífera. Manejo apícola.
Productos apícolas. Polinización dirigida
Tema 14.- ENTOMOLOGÍA MÉDICA Y FORENSE:Nociones básicas sobre Epidemiología de las
enfermedades transmitidas por los Artrópodos. Artrópodos causantes de patologías. Artrópodos
transmisores de enfermedades. Utilidad de los insectos en las investigaciones policiales para la
estimación del intervalo postmortem.
Emilio J López Caballero
[email protected]
Temas 9 y 10
Proceso de Artropodización
Caracteres Generales
Esta presentación ha sido elaborada adquiriendo muchas de sus imágenes de la Web y se utiliza con fines puramente didácticos.
ARTRÓPODOS
Crecimiento mediante mudas
El blastoporo forma la boca
del adulto
con simetría bilateral
con verdaderos tejidos: TRIBLÁSTICOS
Arthrom:unión o articulación y Podos: pie
Arthrom:unión o articulación y Podos: pie
 75% de las especies animales
 alto porcentaje de la biomasa total en los
ecosistemas
 filo animal más ampliamente distribuido
Artropodos
Molluscos
 tamaño pequeño
 desarrollo y diversidad de órganos sensoriales
 especialización de los apéndices
Cordados
Platelmintos
Nematodos
Anelidos
Poriferos
Equinodermos
 generaciones muy cortas
Otros
 metamorfosis
Apicompleja
Sarcomastigoforos
Protozoos
Cilioforos
Un grupo que despierta gran interés :
En el funcionamiento de los ecosistemas naturales:

• Reciclan nutrientes
• Polinizan
• Eslabón fundamental en las cadenas tróficas
Desde un punto de vista antropocéntrico

 Elaboran productos
Fuente de alimento
 Trasmiten enfermedades
 Constituyen plagas
¿Cómo y cuándo surgen los artrópodos?
¿Cuándo?
Explosión de vida del cámbrico (550-500 m.a)
Yacimiento de Burgess Shales (cámbrico medio)
ANTECESOR???:
Artrópodos
perfectamente
constituidos
Precámbrico 600 ma
¿ Cómo surgieron ?
Proceso de Artropodización
¿Cómo pudo ser el ANTECESOR ?
?
Bilateral
 un par de apéndices / metámero
 escasa cefalización
 tegumento blando
 celoma desarrollado: esqueleto hidrostático
¿Qué desencadenó el proceso ?
Esclerotización de la cutícula
ARTROPODIZACIÓN
metamería homómera
¿Qué problemas surgieron y cómo se solucionaron?
La Movilidad queda reducida
articulación mediante zonas membranosas
La Musculatura en capas no es operativa
musculatura estriada, en haces
La Musculatura en haces necesita un anclaje
apodemas
De esta manera se consiguen movimientos más rápidos y precisos
Requiere una mayor Coordinación:
coalescencia ganglionar: Cerebroy cadena nerviosa ventral
Necesita prospectar el medio: Recepción de estímulos:
Unidades de recepción con cutícula: sensillas
Aumenta la tasa metabólica: Demanda de energía
corazón musculoso que impulsa la Hemolinfa
Diversidad de medios y hábitas: Respiración y excreción:
modificación de la cutícula: distintos sistemas según el medio
La cutícula rígida impide el crecimiento continuo:
eliminación de la cutícula antigua y formación de una
nueva más grande: mudas
¿Qué GRUPOS surgen tras el proceso de Artropodización?
Hexápodos
A
T
R
Ó
P
O
D
O
S
Crustáceos
Paurópodos
Miriápodos
Diplópodos
Qulópodos
Sínfilos
Quelicerados
Arácnidos
Merostomados
Picnogónidos
Grupos FÓSILES sin representantes actuales…
¿Qué GRUPOS surgen tras el proceso de Artropodización?
Hace 550 m.a.
Más de 100 modelos corporales
¿Qué CARACTERES GENERALES se adquieren tras la Artropodización?
• 1) Poseen Cutícula quitinosa formando un EXOESQUELETO
ARTICULADO, compuesto por placas rígidas articuladas entre sí
mediante zonas membranosas.
TEGUMENTO
 Cutícula muy gruesa (varias capas)
 endurecida: ESCLEROTIZADA:
CUTÍCULA
Epicutícula:
Impermeabiliza (ceras)
protege (cemento)
Exocutícula: dureza
Endocutícula: flexibilidad
NO
SÍ
continua
articulada
impermeabiliza
exoesqueleto/endoesqueleto (Placas Articuladas / Mb. articulares)
Mudan para crecer: Control hormonal
escleritos
Membranas
articulación
Articulaciones
membranosa
condilar
Zona de cutícula sin esclerotizar
Cóndilos
2) MUSCULATURA ESTRIADA: dispuesta en haces en metámeros
y apéndices.
3) ENDOESQUELETO formado por APODEMAS
Musculatura estriada
Musculatura dispuesta en haces
Musculatura
estriada Corporal
Musculatura
estriada
apendicular
Apodemas: puntos de inserción
cutícula
apodemas
FUNCIONES TEGUMENTARIAS
 Protectora: capa de cemento
 Aislante hídrico: capa de cera
 Exoesqueleto: exocutícula esclerotizada
 Endoesqueleto: anclaje de la musculatura
 Sensorial: sensilas
 Glandular: glándulas de tegumento
 Coloración
OCULTAMIENTO: CRIPSIS (Homocromía)
Biston
betularia
MIMESIS
PALO
HOJA verde
HOJA seca
lugar adecuado??
OCULTAMIENTO: MIMESIS (INSECTOS “ramita”)
LÍQUEN
EXCREMENTOS DE AVES
FLORES
¿Hormigas?
OCULTAMIENTO: CRIPSIS (Coloración disruptiva)
ENGAÑAR AL DEPREDADOR
Atención en partes no vitales
ASUSTAR AL DEPREDADOR
ASUSTAR AL DEPREDADOR
ASUSTAR AL DEPREDADOR
ADVERTENCIA: Coloración aposemática
los colores aposemáticos advierten: “soy peligroso”
Rojos, amarillo, negros y cualquier coloración llamativa
Negro- amarillo
Negro - rojo
Cualquier coloración llamativa
4) APÉNDICES ARTICULADOS: dan nombre al grupo (artro – podo)
En principio un par por metámero, pero el número y la función que realizan
queda profundamente modificado.
APÉNDICES ARTICULADOS: ventajas
mejorar la locomoción manteniendo la estabilidad:
inestable
estable
APÉNDICES ARTICULADOS: ventajas
Ahorro energético
APÉNDICES ARTICULADOS: ventajas
Autotomía y regeneración
5) METAMÉRICOS: La metamería es HETERÓMERA y profundamente
modificada por el proceso de TAGMATIZACIÓN
TAGMATIZACIÓN
TAGMATIZACIÓN
Fusión de
metámeros para
formar una región
especializada en
realizar una función
TAGMATIZACIÓN
… especializada en realizar una función: ESPECIALIZACIÓN DE LOS APÉNDICES
CEFALICO
sensorial y
alimentación
TORÁCICO
locomotor
ABDOMINAL
visceral y
reproductor
TAGMATIZACIÓN
… especializada en realizar una función: ESPECIALIZACIÓN DE LOS APÉNDICES
CEFALICO
sensorial y
alimentación
apéndices sensoriales
antenas
Palpos bucales
Los que no tienen
antenas usan las
primeras patas como
estructuras sensoriales
apéndices bucales
pica
mastica
lame
corta
liba
TAGMATIZACIÓN
… especializada en realizar una función: ESPECIALIZACIÓN DE LOS APÉNDICES
TORÁCICO
locomotor
Patas
Saltadoras
Nadadoras
recolectoras
fosoras
Raptoras
TAGMATIZACIÓN
… especializada en realizar una función: ESPECIALIZACIÓN DE LOS APÉNDICES
ABDOMINAL
visceral y
reproductor
Otros apéndices
Branquias
Peines
Hileras de la
seda de las
arañas
TAGMOSIS en los distintos grupos de Artrópodos
El número de Tagmas y el nombre varía de unos grupos a otros,
pero lo importante es que todos tienen
región cefálica, torácica y abdominal
Cefalon
Tórax
Pigidio
Cefalon
Prosoma
Pereion
Opistosoma
Pleon
Cabeza
Cabeza
tronco
Tórax
abdomen
Celoma y CIRCULATORIO
5) CELOMA MUY REDUCIDO: las cavidades celomáticas quedan relegadas únicamente en el
Sist. Reproductor y Excretor
6) SIST. CIRCULATORIO ABIERTO: la cavidad general del cuerpo es un HEMOCELE y los
órganos quedan bañados por el líquido circulatorio o HEMOLINFA. Poseen un CORAZON
DORSAL musculoso, con aberturas denominadas. OSTIOLOS
corazón
El líquido circulatorio sale de los vasos y
Baña directamente los tejidos.
No se llama sangre.
Recibe el nombre de Hemolinfa
Hemolinfa
Senos o lagunas
hemocélicas
COORDINACIÓN NERVIOSA
Sist. Sensorial
ESTÍMULO
RECEPTOR
VÍA SENSITIVA
vía de entrada
Vía de salida
EFECTOR
CENTRO DE
COORDINACIÓN
VÍA MOTORA
Sist. Nerv. Central
RESPUESTA
Sist. Muscular...
Sist. Nerv. Periférico
SNC: Cerebro y Cadena nerviosa ventral
Coalescencia ganglionar
8. SISTEMA SENSORIAL: formado por estructuras denominadas SENSILAS, que
normalmente son modificaciones del tegumento
La sensilas pueden funcionar de manera asilada
o unirse formando órganos sensoriales
Quimiorreceptores
Mecanorreceptores
Fotorreceptores
Componente cuticular: zonas modificadas de cutícula
Componente auxiliar
Componente sensorial: neuronas
No funcionan por sí solas:
se unen a otros componentes
QUIMIORRECEPTORES: 2 tipos de sensilas quimiorreceptoras
GUSTATIVAS = por contacto
sensila
Un único poro
Patas, piezas bucales…
neuronas
Olfativas = a distancia
Múltiples poros
En antenas
En antenas
FEROMONAS
sustancias químicas emitidas al ambiente por un individuo y que afectan al
comportamiento y fisiología de otro individuo de su misma especie
Feromonas sexuales
Feromonas de agregación
Feromonas de reconocimiento
Feromonas de dispersión/ marcaje del territorio
Feromonas de alarma
Se pueden transmitir a grandes distancias
Se pueden transmitir en oscuridad
NO llama la atención de depredadores y parásitos
NO suponen gasto energético
ESTATO – receptores
Posición del cuerpo respecto a la gravedad
INVERTEBRADOS: ESTATOCISTO
estatolito
Limaduras
de hierro
axones
cilios
ESTATO – receptores
Posición del cuerpo respecto a la gravedad
Alas posteriores modificadas: halterios
SENSILA
ejerce presión
continuamente
nunca
ejerce
presión
REO – receptores
Detectan vibraciones del aire, sustrato, etc
REO-receptores en las patas:
Permiten detectar las vibraciones creadas por una presa en los
hilos de la telaraña
FONO- receptores:
permiten detectar las vibraciones de las ondas sonoras
Localizaciones muy diversas
dependiendo de las especies
Siempre en posición simétrica:
Localización de la fuente de sonido
Comunicación auditiva: son específicas de cada especie
Especie 1
Especie 2
Señales territoriales
Señales sexuales
Señales de agregación
etc
Se pueden transmitir a grandes distancias
Se pueden transmitir en oscuridad
Llama la atención de depredadores y parásitos
Suponen gasto energético
FOTORRECEPTORES:
cornea
cristalino
OJOS SIMPLES
(1 cornea)
Células
pigmentarias
Células
retinianas
Ojos simples de larvas
Ojos simples de adultos
(ocelos)
OJOS COMPUESTOS
(varias corneas)
Nervio óptico
OJOS SIMPLES
córnea
córnea
larvas
adultos
OJOS COMPUESTOS
Córnea
facetas
Cono
Cristalino
Axones
OMATIDIO
Lentes
Fotorreceptor:
Célula Retiniana
Visión de la forma
28 facetas aprox.
28.000 facetas aprox.
la mayor o menor resolución de la imagen
dependerá del número de omatidios
Visión de movimiento: muy buena
Recuperación rápida de las células fotosensibles a los estímulos
300 parpadeos/seg (humano:50 parpadeos/seg)
Visión del color: en el ultravioleta
9) El INTERCAMBIO GASEOSO se lleva a cabo en
estructuras distintas según el medio donde vive el animal,
bien a través del tegumento, por branquias, por tráqueas,
pulmones en libro, etc.
 SIN ESTRUCTURAS ESPECIALES DE INTERCAMBIO GASEOSO
Respiración cutánea: TEGUMENTARIA
 CON ESTRUCTURAS ESPECIALIZADAS
ambientes acuáticos
Evaginaciones
TRAQUEOBRANQUIAS
ambientes terrestres
Invaginaciones
TRAQUEAS/PULMONES
SIN ESTRUCTURAS ESPECIALES DE INTERCAMBIO GASEOSO
TEGUMENTARIA
Superficie
= elevada
volumen
Tegumento blando
CON ESTRUCTURAS ESPECIALIZADAS EN EL INTERCAMBIO GASEOSO
BRANQUIAL: Branquias de Crustáceos
Laminillas
branquiales
Cámara branquial
(protección)
TRAQUEAL
Sacos aéreos
(reservorio y ventilación)
Tráqueas
lleva el O2 a todas
las células
Espiráculo
células
Traqueolas
Tráqueas
Sacos
aéreos
PULMONAR: Pulmones en libro (Arañas y Escorpiones)
Pulmón en libro
hemolinfa
INTERIOR
aire
EXTERIOR
10) EXCRETOR Y OSMORREGULADOR
 Mecanismos de acumulación: riñones de acumulación
Mecanismos de Eliminación:
AMBIENTE TERRESTRE
Túbulos de Malpigi
Excretan ácido úrico
Filtrado de
hemolinfa
Túbulos
eliminación
Reabsorción de
productos útiles
AMBIENTE ACUÁTICO: GLÁNDULAS ANTENALES (Gl. Verde)
Excretan NH3
Gl.antenal
Típicas de Crustáceos
ALMACENAMIENTO
REABSORCIÓN
orina
SECRECIÓN
ELIMINACIÓN
FILTRADO
DIGESTIVO
ANTERIOR
MEDIO
POSTERIOR
• Captura, Ingestión y
• digestión química
almacenamiento del alimento.
• Digestión física previa o triturado • absorción de nutrientes
del alimento.
• reabsorción de agua
• formación de heces
PIEZAS BUCALES
Todas son apéndices modificados
masticadoras, chupadoras, picadoras, lamedoreas...
Masticador
as
Picadoras
 Glándulas salivares
 VENENOSAS: paralizan las presas e incluso la digieren (arañas)
 ANTICOAGULANTES: hematófagos
 ANALGÉSICAS:
hematófagos
ALMACÉN DEL ALIMENTO: BUCHE
Esófago
transporte
Faringe
musculosa
Esófago (Buche)
almacenamiento
Funciones del DIGESTIVO
 Captura del alimento y digestión
 distensión del cuerpo durante la ecdisis
 excreción de productos nitrogenados
 osmoregulación
 absorción de agua
 almacenaje de sustancia de reserva
11) REPRODUCTOR: casi todos son DIOICOS
12) Su CRECIMIENTO es discontinuo, mediante MUDAS. Su ciclo de desarrollo
puede ser directo, indirecto o mixto, frecuentemente con METAMORFOSIS
 DIOICOS = unisexuales
Los distintos gametos se producen en individuos distintos
 Individuo que produce gametos grandes e inmóviles (óvulos): HEMBRA
 Individuo que produce gametos pequeños y móviles (esperma): MACHO
♀
ovarios
♂
testículos
espermateca
Gl. Accesorias
(cáscara huevos,
vitelo, etc)
Gl. Accesorias
(espermatóforo)
GENERALIDADES y EXCEPCIONES
Mayoría son DIOICOS(machos y hembras)
Hermafroditas: percebes
Mayoría se reproducen con FECUNDACIÓN: intervienen los dos sexos
Partenogénesis: abejas, etc
Mayoría son OVÍPAROS
ovoviviparos y vivíparos: escorpiones
Mayoría FECUNDACIÓN INTERNA
fecundación externa: xifosuros, picnogónidos
Desarrollo directo: arañas, escorpiones, miriápodos, algunos hexápodos
Desarollo indirecto: METAMORFOSIS(crustáceos y algunos insectos)
Desarrollo
DESARROLLO DIRECTO
huevo
juveniles
adulto
METAMORFOSIS en INSECTOS
Metamorfosis
gradual
Hábitos y hábitats idénticos
Metamorfosis completa
Pupa y
capullo
larvas
huevos
Hábitos y hábitats muy distintos
adulto
HIPERMETAMORFOSIS en CRUSTACEOS
COMPORTAMIENTO SEXUAL EN INSECTOS
BUSQUEDA DE PAREJA
CORTEJO
TRANFERENCIA DE ESPERMA
COMPORTAMIENTO POST-CÓPULA
SELECCIÓN
SEXUAL
Feromonas: No llama la atención de depredadores y parásitos
hembras emiten y machos buscan
Macho
Hembra
Dimorfismo sexual en antenas
Emisión de señales acústicas
llama la atención de depredadores y parásitos
Machos emiten
y hembras buscan
Emisión de señales visuales:
llama la atención de depredadores y parásitos
machos emiten y hembras buscan
Hembra de especie 1 depredando a macho de especie 2
CORTEJO: machos ofrecen beneficios y las hembras eligen
Eligen a los machos
que ofrecen mejores
cuidados parentales
Eligen a los machos que
ofrecen alimento
“regalos nupciales”
Los regalos nupciales pueden ser el “propio cuerpo”:
El cuerpo del macho: Apareamientos suicidas
Eligen a los machos que ofrecen “buenos genes”
hembra
macho
CORTEJO: machos compiten
Combates ritualizados
Luchas directas:
Macho
Hembra
Dimorfismo sexual del ciervo volante
Escarabajo rinoceronte
Mosca alce
Escarabajo Hércules
Mosca ciervo
TRANSFERENCIA DEL ESPERMA
Directa: cópula
Indirecta: espermatóforo
2. Rociar a la hembra con
sustancias repelentes
3. Tapones vaginales
4. Cópulas prolongadas
5. Puestas custodiadas