PRACTICA DE ANATOMÍA COMPARADA

MADEMS Juan Carlos Pérez Vertti Rojas Página 1

PRACTICA DE ANATOMÍA COMPARADA Por Juan Carlos Pérez Vertti Rojas

La anatomía comparada es la disciplina encargada del estudio de las similitudes y diferencias en la composición y estructura de los organismos, forma parte medular de la Morfología descriptiva y es fundamental para la filogenia.

La anatomía comparada también constituye una evidencia del proceso evolutivo; por ejemplo, la convergencia evolutiva, es un fenómeno biológico por el que organismos de diferentes linajes (alejados evolutivamente) tienden, bajo presiones ambientales equivalentes, a desarrollar características adaptativas (morfológicas, fisiológicas, etológicas) semejantes (estructuras análogas).

La evolución convergente es el producto de la evolución independiente de uno o más caracteres similares que, partiendo de formas ancestrales distintas, se desarrollan en líneas evolutivas separadas (a diferentes niveles taxonómicos) hasta convergir con el tiempo en forma estructurales similares.

Cabe entones definir dos conceptos básicos que describen los modelos morfológicos y funcionales entre animales diferentes: la homología y la analogía.

La homología Establece semejanzas entre órganos de animales de acuerdo a una misma estructura, posición y origen.

Es decir, se refiere a estructuras iguales durante el desarrollo embrionario, pero que en estado adulto evolucionan para adaptarse a condiciones ambientales diferentes. Un mismo órgano con origen embrionario común entre especies diferentes puede ser distinto en su aspecto y función en otro estadio, de acuerdo al tipo de adaptación requerida por la presión de ambiente.

Los órganos son homólogos porque comparten la estructura general y el origen durante el desarrollo embrionario, condición heredada de antecesores comunes entre la especies.

La homología evalúa el grado con los que se pueden establecer semejanzas entre estructuras embrionarias o de origen y es por ello que este principio representa un factor importante a favor de la teoría evolutiva ya que establece una idea clara de las relaciones de parentesco y la herencia a partir de antecesores comunes.

Distintas especies presentan partes de su cuerpo constituidas bajo un mismo esquema estructural, apoyando una homología entre órganos o similitud de parentesco, y por tanto de un origen y desarrollo común durante un periodo de tiempo. Es por ello que la homología condujo a un gran avance en el conocimiento de los animales y su clasificación.

Los progresos se vieron incrementados con los logros de la bioquímica y la genética determinantes en el reconocimiento de homologías entre organismos. A lo largo de todo el proceso del desarrollo embrionario las moléculas de proteínas son los productos inmediatos del DNA, o sea: las estructuras anatómicas resultan de interacciones complejas de genes, que son a su vez las moléculas fundamentales en donde se llevan a cabo los cambio evolutivos, así, la comparación e identificación de cadenas de aminoácidos y proteínas homólogas en animales diferentes permite establecer con éxito el grado ascendencia común entre las especies. Las homologías bioquímicas son por lo tanto hoy en día fundamentales para establecer estirpes comunes.

La analogía La analogía a diferencia de la homología evalúa las semejanzas existentes entre órganos de animales de

especies distintas de acuerdo a su funcionalidad o al aspecto externo. Dos órganos pueden desempeñar una misma función pero sus estructuras no son comunes como

tampoco lo es el origen de las mismas. Un buen ejemplo de ello lo constituyen las similitudes funcionales entre las alas de los insectos y las de las aves, si bien ambas estructuras cumplen el mismo cometido, volar, los órganos que permiten dicha actividad son en su origen y estructura muy distintos entre si, por lo tanto la analogía puede servir en este caso a determinar convergencias evolutivas, pero de ningún modo puede establecer ascendencias entre las especies en su evolución biológica.

El estudio de la anatomía de distintas especies nos enseña que existen muchas que se parecen mucho, ya que son especies evolutivamente próximas, separadas por una diferente adaptación a medios distintos.


Adaptación al vuelo

Un ejemplo muy ilustrativo de evolución convergente es el desarrollo de alas en animales tan diferentes como un murciélago, un ave o un insecto. Todos partieron de formas ancestralmente distintas, pero el carácter que permitió el desarrollo de ese órgano terminó por convergir en ellos, aflorando caracteres análogos.

Otros grupos de animales, como los ya extintos pterosaurios, también desarrollaron alas en su momento. La causa de esta evolución convergente en seres tan diferentes radica en la respuesta que estos organismos dan a condiciones ambientales, o a las condiciones vitales similares.

Igualmente, el ejemplo de las alas tiene su homología en otras formas adaptadas a la vida acuática, como peces y mamíferos marinos; en todos ellos se distingue un característica común, la de presentar cuerpos con formas hidrodinámicas, indicativo de su adaptación al medio físico en el que decidieron vivir; y en que algunos mamíferos, como los cetáceos, han ido perdiendo sus extremidades hasta quedar reducidos a simples vestigios.

Adaptación a la alimentación

De la misma forma que se da la evolución convergente en órganos como las alas, también se aprecia este tipo de evolución en variadas adaptaciones a la alimentación. Así, determinados animales como los osos hormigueros, pangolines, equidnas, etc., unos de América del Sur, y otros de Australia, África o Asia, evolucionaron de forma independiente y desarrollaron estructuras perfectamente adaptadas para alimentarse de hormigas, tales como largos hocicos tubulares dotados de lenguas también muy largas y viscosas, con objeto de capturar los insectos dentro de sus nidos. Asimismo, también desarrollaron poderosas garras para romper los hormigueros y termiteros, y acceder más fácilmente al interior.

Evolución convergente a nivel molecular

Algunos ejemplos de convergencia son muy llamativos por su especialización, ya que pueden llegar a desarrollarse a nivel molecular. Determinados animales vegetarianos, como los langures (monos de la subfamilia Colobinos) y los rumiantes, segregan en la saliva una enzima (la lisozima) que actúa en el estómago sobre las bacterias patógenas encargadas de la fermentación de los alimentos vegetales, destruyendo la pared celular de éstas y convirtiéndose en un agente no específico de la defensa del organismo.

Los aminoácidos en Colobinos y rumiantes presentan similitudes únicas en su secuencia, convirtiéndose en un claro ejemplo de evolución convergente a nivel molecular. La fisiología y anatomía de la digestión en ambos también es ejemplo de otra forma de convergencia destacable.

En ocasiones, la evolución convergente se distingue de la paralela. Como se ha dicho, en la evolución convergente uno o más caracteres parten de formas ancestrales diferentes, y evolucionan igualmente a lo largo de linajes separados hasta converger en una misma forma. Sin embargo, en la evolución paralela, aunque los caracteres pueden converger finalmente, en realidad parten de una misma forma ancestral.

Ejemplo de evolución paralela: el oso marsupial (arriba) es fruto de una evolución aislada en la región de Australasia; por su parte, el oso hormiguero (abajo) evolucionó paralelamente en

El desarrollo de alas en animales tan distintos como un murciélago, un ave o un insecto, ilustra el concepto de evolución convergente: todos han desarrollado un órgano que cumple la misma función, la de volar.


otros hábitats ocupados por placentados. Ambos parten de una misma forma marsupial ancestral.

Estos conceptos son teóricos, pues aunque ambos tipos de evolución se dan en la naturaleza, esas

diferencias son difíciles de identificar en casos reales, ya que generalmente se desconocen los estados ancestrales de los que parten los caracteres.

Otros ejemplos de evolución paralela podrían ser el oso marsupial y el oso hormiguero; la ardilla voladora y el marsupial volador; o el lobo de Tasmania (ya extinto) y muchos cánidos que habitan en otros continentes. Aunque todos han derivado de un mismo antecesor marsupial, el aislamiento que han sufrido algunos de ellos en la región de Australasia les han forzado a una evolución paralela. Probablemente, determinadas especies de mariposas que comparten la misma coloración, como la virrey (comestible para sus depredadores) y monarca (no comestible), hayan seguido una evolución paralela.

Caracteres homólogos y análogos

Si los órganos desempeñan funciones distintas pero tienen la misma anatomía interna se llaman órganos homólogos, como son el ala de un ave o la aleta del delfín, y representan la divergencia adaptativa, por la cual los seres vivos modelan sus órganos según su modo de vida, el ambiente en que están.

Los caracteres homólogos son aquellos correspondientes a estructuras similares que, partiendo de un ancestro común, se transmiten por herencia. Los caracteres análogos son aquellos que, partiendo de ancestros diferentes, finalizan en estructuras que realizan funciones similares. El anterior ejemplo respecto a la función de las alas en especies diferentes, sirve para ilustrar el concepto de caracteres homólogos y análogos.

Las estructuras 1 (del ser humano) y 2 (de un ave) son homólogas y parten de un origen común; las estructuras 2 (de un ave) y 3 (de un insecto) son análogas y parten de un origen distinto.

Si examinamos con detalle los órganos de determinados animales, podemos observar la convergencia de caracteres. La estructura que cumple con la función de volar puede evolucionar de forma independiente en dos especies (de forma paralela o convergente). Si la evolución es paralela, las dos especies conservan el carácter común de la especie ancestral; si la evolución es convergente, el carácter de la especie ancestral queda modificado. Así, las estructuras óseas del brazo de un humano y un ave, son similares y homólogas porque tienen un origen común; por su parte, las alas de un ave, un insecto, o un murciélago, son análogas porque aunque tienen un origen distinto cumplen y están diseñadas para la misma función, la de volar.


Así, las alas de las aves, murciélagos e insectos, aunque tienen un parecido funcional existen entre ellas grandes diferencias estructurales. Por ejemplo, mientras que en los insectos esas estructuras están sujetas por unas nervaduras, en las aves y murciélagos son óseas. Igualmente, aves y murciélagos (que son homólogos) sujetan sus estructuras con huesos diferentes.

Existen un cierto tipo de órganos homólogos llamados vestigiales, que se mantienen presentes en cada generación y que sin embargo no realizan función alguna; por ejemplo, en los seres humanos el coxis es un remanente de la cola; otros órganos vestigiales son el apéndice o las muelas del juicio.

En definitiva, cuando un mismo carácter está presente en dos especies sólo puedes ser por una de dos razones: o fue adquirido por evolución convergente (analogía), o por herencia de un antepasado común (homología). La homología es el argumento que Charles Darwin esgrimió en 1859 para probar la teoría de que las especies partían de un origen común, y es fruto de sus observaciones en las islas Galápagos.

PROPÓSITO: Al finalizar la Unidad, el alumno comprenderá que las especies son el resultado de la evolución, a través del estudio de los mecanismos y patrones evolutivos, para que explique el origen de la biodiversidad. Objetivos 1. Comprender a través de la comparación de las características morfológicas generales de los Cordados, la evolución convergente y divergente. 2. Situar a los Cordados dentro de la escala zoológica.

Planos de orientación (planimetría) en el cuerpo de los Cordados. Origen y evolución de los Cordados. Clasificación taxonómica de los Cordados.

3. Explicar las características de los diferentes grupos de Cordados. Diversidad de formas y modos de vida de los Cordados (principalmente de los vertebrados).

4. - Características anatómicas de: a) Ciclóstomos (No contemplados para esta práctica) b) Peces c) Anfibios d) Reptiles e) Aves f) Mamíferos Material Estuche de disección Cubre bocas Guantes de disección Piseta con agua Calibrador Vernier Cinta métrica Charola de disección Hilo resistente 1 botella de cloro para todo el grupo Jabón de tocador Cámara fotográfica Algodón o papel secante Trapo para limpiar Desarrollo 1. Realizar la disección de un organismo perteneciente a una Clase (Peces, anfibios, reptiles, aves o mamíferos) del Phylum Chordata por equipo y compararla con la de otro equipo.


2. Toma de datos merísticos1, según corresponda al vertebrado que hayas traído. A. Datos merísticos de peces

A.1 Cartilaginosos (Tiburón)

1 Las características merísticas son las que se pueden contar en cualquier organismo, como plumas, vértebras, rayos

de las aletas, escamas, fecundidad, etc.


A.2 Óseos

Datos merísticos mm

Longitud total

Longitud furcal

Longitud estándar

Longitud de hocico


B. Anfibios


C. Reptiles


D. Aves


E. Mamíferos


BIBLIOGRAFIA ALVAREZ DEL VILLAR, J. 1979. Los Cordados: origen, evolución y hábitos de los vertebrados. 3a edición, Ed. Continental. México. 372 p. ANONIMO. 1980. Vertebates: Adaptation. Ed. W. H. Freeman and Company, S. Fco. Ca. (Readings of Scientific American); 256 p. CARROLL, R.L. 1988. Vertebrate Paleontology and Evolution. Ed. W.H. Freeman and Company, U.S.A., 698 p. GANS, C. AND T.S. PARSONS. 1964. A photographic Atlas of Shark Anatomy. The grass Morphology of Squalus acanthias. Ed. The Univ. of Chicago Press. Chicago and London. 106 p. DeBEER, g.r. 1985. The Development of the Vertebrate Skull. The University of Chicago Press. Chicago and London. 552 p. HILDEBRAND, M. 1982. Anatomía y Embriología de los vertebrados. 1a edición. Ed. Limusa. México. 844 p. McLAUGHLIN, CH. A. AND R.B. CHIASSON. 1982. Laboratory Anatomy of the Rabbit. Ed. Wm. C. Brown Company Publishers. USA. 68 p. ORR, R. T. 1978. Biología de los vertebrados. 3a edición. Ed. McGraw-Hill de México. 531 p. PIRLOT, P. 1976. Morfología evolutiva de los cordados. Ediciones Omega, Barcelona, España. 996 p. POUGH, H.,F., J.B. HEISER y W.N. MCFARLAND. 1989. Vertebrate Life. 3ª Edición, Ed. Mcmillan Publishing Co. Inc. Nueva York. 904 p. ROMER, A. S. 1971. The vertebrate body. 4a edición, Ed. W.B. Sunders Co. 452 p. ROMER, A. S. Y T. S. PARSONS. 1981. Anatomía Comparada. 5a edición. Ed. Interamericana. México. 428 p. TORREY, T. W. 1978. Morfogénesis de los Vertebrados. 3a edición. Ed. Limusa. México. 576 p. WAKE, M.H. 1979. Hyman's Comparative Vertebrate Anatomy. 3a edición, Ed. The Univ. of Chicago and London. 788 p. WEBSTER, W. AND M. WEBSTER. 1974. Comparative Vertebrate Morphology. Ed. Academic Press Inc, New York. 517 p. WEICHERT, C.H. K. Y W. PRESCH. 1981. Elementos de Anatomía de los Cordados. 2a edición, Ed. McGraw-Hill de México. 531 p. YOUNG, J. Z. 1980. La vida de los Vertebrados. 3a edición, Ed. Omega. España. 660 p.

PRACTICA DE ANATOMÍA COMPARADA

Documents

Transcript of PRACTICA DE ANATOMÍA COMPARADA