Biol 3052 - Diversidad Animal 04/04/2016 Reino Animal Capítulo 32: Introducción a la Diversidad Animal Preparado por: Dra. Vivian Navas y Dr. Fernando J. Bird-Picó Departamento de Biología Recinto Universitario de Mayagüez Reino Animal (continuación)… – domina la fase diploide en su ciclo de vida – Mayoría llevan a cabo reproducción sexual • Espermatozoide fecunda óvulo y forma cigoto – fecundación - cigoto que se divide y da origen a la mórula y, luego, a la blástula que por gastrulación, forma la gástrula con distintas capas embrionarias (capas germinales) – Tejidos se desarrollan de estas capas embrionarias – Células especializadas formando tejidos (excepto Porífera) Dr. Fernando J. Bird-Picó - 2016 • • • 1.3 millones- especies de animales identificadas Evolucionaron de protistas (coanoflagelados) Características comunes de los animales: – Eucariotas – Multicelulares – Heterotrófos que ingieren sus alimentos – Células no tienen pared celular – Ancestro- protista flagelado (coanoflagelado) – Su cuerpo se mantiene unido por proteínas, ejemplo colágeno. – tienen tejidos únicos como tejido nervioso y muscular – Mayoría tienen locomoción – Responden a estímulos externos Clasificación de animales Puede ser sobre la base de: – Capas germinales (embrionarias) – Simetría – Cavidad corporal- celoma – Patrón de desarrollo (protostomado y deuterostomado) 1 Biol 3052 - Diversidad Animal 04/04/2016 Figure 32.1 Early embryonic development (Layer 3) Animales con simetría radial: • No tienen anterior ni posterior, ni derecha e izquierda • Muchos son sésiles o con movimiento lento Animales con simetría bilateral tienen: • • • Lado dorsal y ventral Lado derecho e izquierdo Extremo Anterior (cabeza) y posterior (rabo) • • • Muchos tienen concentración de sensores (hasta cerebro) en la parte anterior Cefalización-desarrollo de cabeza Ventajas de Cefalización • Mayor efectividad buscando comida y para detectar enemigos • Movimientos más activos Dr. Fernando J. Bird-Picó - 2016 Animales clasificados según desarrollo de tejidos (capas germinales) • Diploblástico – dos capas (Ej en los cnidarios • Ectodermo • Endodermo • Triploblástico – 3 capas (en todos los animales bilaterales) • Ectodermo • Endodermo • Mesodermo 2 Biol 3052 - Diversidad Animal 04/04/2016 Capas germinales de donde se originan los tejidos y los órganos del embrión •Del Ectodermo se desarrolla: – Cubierta del cuerpo (sistema epidermal) y – Sistema Nervioso •Del Endodermo – Tubo digestivo – y órganos digestivos ej intestino, hígado, páncreas y otros órganos internos. •Del Mesodermo – Todas las demás estructuras del cuerpo ej.sistemas muscular, circulatorio, reproductor y esqueletal. Triploblastos bilaterales se pueden clasificar de acuerdo al tipo de cavidad del cuerpo (celoma) • El celoma se deriva de la capa germinal del mesodermo – Acelomados– Pseudocelomados – Celomados- (Del Lab) Triploblastos bilaterales se “pueden” clasifican de Figure 32.9 acuerdo al tipo de celoma (cavidad del cuerpo) (b) Psuedocoelomate (a) Coelomate Coelom Body covering (from ectoderm) Body covering (from ectoderm) Digestive tract (from endoderm) Tissue layer lining coelom and suspending internal organs (from mesoderm) Pseudocoelom Digestive tract (from endoderm) (c) Acoelomate Key Ectoderm Body covering (from ectoderm) Tissuefilled region (from mesoderm) Wall of digestive cavity (from endoderm) Dr. Fernando J. Bird-Picó - 2016 Mesoderm Endoderm Muscle layer (from mesoderm) • No necesariamente constituyen la base para definir clados. • La mayoría de los animales triploblásticos poseen una cavidad corporal. • Acelomados- animales triploblásticos que no tienen cavidad corporal • Pseudocelomados -Cavidad del cuerpo no está completamente forrada por mesodermo. (es una cavidad corporal derivada de mesodermo y endodermo) • Animales celomados “cavidad verdadera” (animal con celoma verdadero que se deriva del mesodermo y está completamente forrada (recubierta) con mesodermo) 3 Biol 3052 - Diversidad Animal 04/04/2016 Animales se pueden clasificar por si tienen desarrollo protostomado o deuterostomado Celomados • Permite plan del cuerpo de tubo dentro de tubo –Pared del cuerpo es el tubo externo –Tubo interno es el tubo digestivo • Provee espacio para órganos internos y los protege Fig. 32-9 Protostome development (examples: molluscs, annelids) Eight-cell stage Spiral and determinate – moluscos, anélidos, artrópodos • En los deuterostomados el blastoporo se desarrolla en el ano. – equinodermos, cordados Actualmente- dos hipótesis filogenéticas principales Deuterostome development (examples: echinoderm, chordates) Eight-cell stage • En los protostomados el blastoporo se desarrolla en la boca. (a) Cleavage Radial and indeterminate (b) Coelom formation Key Coelom Ectoderm Mesoderm Endoderm Archenteron Coelom Mesoderm Blastopore Blastopore Solid masses of mesoderm split and form coelom. Mesoderm Folds of archenteron form coelom. Anus Mouth (c) Fate of the blastopore Digestive tube Mouth Mouth develops from blastopore. Dr. Fernando J. Bird-Picó - 2016 Anus Anus develops from blastopore. Filogenia basada en datos de morfología y embriología. Filogenia basada en datos moleculares 4 Biol 3052 - Diversidad Animal 04/04/2016 Relationships Based on Molecular Data Filogenia basada en datos moleculares Filogenia basada en datos de morfología y embriología. Figure 32.11 Calcarea ANCESTRAL PROTIST Porifera Ctenophora Cnidaria Chordata Platyhelminthes Ectoprocta Brachiopoda Mollusca 680 million years ago 670 million years ago Hemichordata Echinodermata Chordata Platyhelminthes Lophotrochozoa Lophotrochozoa Rotifera Acoela Bilateria Bilateria Deuterostomia Echinodermata 770 million years ago Cnidaria Deuterostomia Acoela Eumetazoa Ctenophora Eumetazoa •Primer lab. •Segundo lab. •Tercer lab. Silicea Metazoa “Porifera” Metazoa ANCESTRAL COLONIAL FLAGELLATE Annelida Arthropoda Brachiopoda Mollusca Annelida Ecdysozoa Ecdysozoa Dr. Fernando J. Bird-Picó - 2016 Nematoda Rotifera Ectoprocta Nematoda Arthropoda 5 Biol 3052 - Diversidad Animal Eumetazoa y filogenia de bilaterales 04/04/2016 Ecdisozoa- invertebrados que mudan su exoesqueleto mediante ecdisis • Clade de animales con tejidos verdaderos • Según morfología los bilaterales se dividen en : deuterostomados y protostomados • estudios moleculares recientes describen tres clades bilaterales: Deuterostomados, Ecdysozoa, y Lophotrochozoa Fig. 32-12Figure Ecdysis Lofotrochozoa- otro clade de invertebrados bilaterales Figure 32.12 Morphological characteristics of lophotrochozoans Lophophore • Algunos lofotrochozoos tienen una estructura para alimentarse llamada lofóforo. • Otros filos pasan por una etapa de desarrollo distintiva llamada la larva trocófora. Apical tuft of cilia Mouth Anus (a) Lophophore feeding structures of an ectoproct Dr. Fernando J. Bird-Picó - 2016 (b) Structure of a trochophore larva 6 Biol 3052 - Diversidad Animal 04/04/2016 Mollusca (clams, snails, squids) Annelida (segmented worms) Coelomates with three main body parts (muscular foot, visceral mass, mantle); coelom reduced; most have hard shell made of calcium carbonate Coelomates with segmented body wall and internal organs (except digestive tract, which is unsegmented) Nematoda (roundworms) Cylindrical pseudocoelomates with tapered ends; no circulatory system; undergo ecdysis Arthropoda (spiders, centipedes, crustaceans, and insects) Coelomates with segmented body, jointed appendages, and exoskeleton made of protein and chitin Echinodermata (sea stars, sea urchins) Coelomates with bilaterally symmetrical larvae and five-part body organization as adults; unique water vascular system; endoskeleton Coelomates with notochord; dorsal, hollow nerve cord; pharyngeal slits; post-anal tail (see Chapter 34) Chordata (lancelets, tunicates, vertebrates) Dr. Fernando J. Bird-Picó - 2016 Clade Description Cephalochordata (lancelets) Basal chordates; marine suspension feeders that exhibit four key derived characters of chordates Urochordata (tunicates) Marine suspension feeders; larvae display the derived traits of chordates Myxini (hagfishes) Jawless marine vertebrates with reduced vertebrae; have head that includes a skull and brain, eyes, and other sensory organs Petromyzontida (lampreys) Jawless aquatic vertebrates with reduced vertebrae; typically feed by attaching to a live fish and ingesting its blood Aquatic gnathostomes; have cartilaginous skeleton, a derived trait formed by the reduction of an ancestral mineralized skeleton Aquatic gnathostomes; have bony skeleton and maneuverable fins supported by rays Chondrichthyes (sharks, rays, skates, ratfishes) Actinopterygii (ray-finned fishes) Actinistia (coelacanths) Dipnoi (lungfishes) Amniotes: amniotic egg, rib cage ventilation Lophophorates: Ectoprocta, Brachiopoda Tetrapods: four limbs, neck, fused pelvic girdle Lophotrochozoa Bilateria Deuterostomia Ecdysozoa Metazoa Eumetazoa Rotifera (rotifers) Osteichthyans: bony skeleton Platyhelminthes (flatworms) Lobe-fins: muscular fins or limbs Unique stinging structures (nematocytes) housed in specialized cells (cnidocytes); diploblastic; radially symmetrical; gastrovascular cavity (digestive compartment with a single opening) Dorsoventrally flattened acoelomates; gastrovascular cavity or no digestive tract Pseudocoelomates with alimentary canal (digestive tube with mouth and anus); jaws (trophi); head with ciliated crown Coelomates with lophophores (feeding structures bearing ciliated tentacles) Figure 33.UN08 Vertebrates: Hox genes duplication, backbone of vertebrae Cnidaria (hydras, jellies, sea anemones, corals) Gnathostomes: hinged jaws, four sets of Hox genes Description Lack true tissues; have choanocytes (collar cells—flagellated cells that ingest bacteria and tiny food particles) Chordates: notochord; dorsal, hollow nerve cord; pharyngeal slits; post-anal tail Figure 34.CORDADOS Phylum Porifera (sponges) Ancient lineage of aquatic lobe-fins still surviving in Indian Ocean Freshwater lobe-fins with both lungs and gills; sister group of tetrapods Amphibia (salamanders, frogs, caecilians) Reptilia (tuataras, lizards and snakes, turtles, crocodilians, birds) Have four limbs descended from modified fins; most have moist skin that functions in gas exchange; many live both in water (as larvae) and on land (as adults) One of two groups of living amniotes; have amniotic eggs and rib cage ventilation, key adaptations for life on land Mammalia (monotremes, marsupials, eutherians) Evolved from synapsid ancestors; include egg-laying monotremes (echidnas, platypus); pouched marsupials (such as kangaroos, opossums); and eutherians (placental mammals, such as rodents, primates) 7