Invertebrados marinos - Marine invertebrates

Placa 96 de Ernst Haeckel, que muestra algunos invertebrados marinos. Los invertebrados marinos tienen una gran variedad de planes corporales , que actualmente se clasifican en más de 30 filos .

Los invertebrados marinos son los invertebrados que viven en hábitats marinos . Invertebrado es un término general que incluye a todos los animales, excepto a los miembros vertebrados del filo cordado . Los invertebrados carecen de columna vertebral y algunos han desarrollado un caparazón o un exoesqueleto duro . Al igual que en la tierra y en el aire, los invertebrados marinos tienen una gran variedad de planes corporales y se han clasificado en más de 30 filos . Constituyen la mayor parte de la vida macroscópica en los océanos.

Evolución

Parte de una serie de descripciones generales sobre
vida marina
Yellow.tang.arp.jpg Portal de vida marina
Ver también: explosión de Avalon y explosión cámbrica

Los primeros animales fueron invertebrados marinos , es decir, los vertebrados llegaron más tarde. Los animales son eucariotas multicelulares y se distinguen de las plantas, las algas y los hongos porque carecen de paredes celulares . Los invertebrados marinos son animales que habitan en un ambiente marino aparte de los vertebrados miembros del filo cordado ; los invertebrados carecen de columna vertebral . Algunos han desarrollado un caparazón o un exoesqueleto duro .

Los primeros animales pueden pertenecer al género Dickinsonia , hace 571 millones a 541 millones de años. La Dickinsonia individual típicamente se asemeja a un óvalo acanalado simétrico bilateralmente. Siguieron creciendo hasta que quedaron cubiertos de sedimento o muertos de alguna otra manera, y pasaron la mayor parte de sus vidas con sus cuerpos firmemente anclados al sedimento. Sus afinidades taxonómicas se desconocen actualmente, pero su modo de crecimiento es consistente con una afinidad bilateral .

Además de Dickinsonia , los primeros fósiles de animales ampliamente aceptados son los cnidarios de aspecto bastante moderno (el grupo que incluye medusas , anémonas de mar e hidra ), posiblemente de alrededor de 580 Ma La biota de Ediacara , que floreció durante los últimos 40 millones de años antes del comienzo del Cámbrico , fueron los primeros animales de más de unos pocos centímetros de largo. Al igual que Dickinsonia , muchos eran planos con una apariencia "acolchada" y parecían tan extraños que se propuso clasificarlos como un reino separado , Vendozoa . Otros, sin embargo, se han interpretado como moluscos tempranos ( Kimberella ), equinodermos ( Arkarua ) y artrópodos ( Spriggina , Parvancorina ). Todavía existe un debate sobre la clasificación de estos especímenes, principalmente porque las características de diagnóstico que permiten a los taxónomos clasificar organismos más recientes, como las similitudes con los organismos vivos, generalmente están ausentes en los ediacaranos. Sin embargo, parece haber pocas dudas de que Kimberella era al menos un animal bilateriano triploblástico , en otras palabras, un animal significativamente más complejo que los cnidarios.

La fauna de conchas pequeñas es una colección muy variada de fósiles encontrados entre los períodos Ediacárico tardío y Cámbrico medio . El primero, Cloudina , muestra signos de una defensa exitosa contra la depredación y puede indicar el comienzo de una carrera armamentista evolutiva . Algunas conchas diminutas del Cámbrico temprano pertenecían casi con certeza a moluscos, mientras que los propietarios de algunas "placas de armadura", Halkieria y Microdictyon , fueron finalmente identificados cuando se encontraron especímenes más completos en lagerstätten del Cámbrico que conservaban animales de cuerpo blando.

En la década de 1970 ya existía un debate sobre si la aparición de los filos modernos fue "explosiva" o gradual, pero oculta por la escasez de fósiles de animales precámbricos . Un nuevo análisis de fósiles de Burgess Shale lagerstätte aumentó el interés en el tema cuando reveló animales, como Opabinia , que no encajaban en ningún filo conocido . En ese momento, se interpretaron como evidencia de que los filos modernos habían evolucionado muy rápidamente en la explosión del Cámbrico y que las "extrañas maravillas" de Burgess Shale mostraban que el Cámbrico temprano fue un período experimental único de evolución animal. Los descubrimientos posteriores de animales similares y el desarrollo de nuevos enfoques teóricos llevaron a la conclusión de que muchas de las "extrañas maravillas" eran "tías" o "primos" evolutivos de grupos modernos; por ejemplo, que Opabinia era miembro de los lobopodos , un grupo que incluye a los antepasados ​​de los artrópodos, y que puede haber estado estrechamente relacionado con los tardígrados modernos . Sin embargo, todavía hay mucho debate sobre si la explosión cámbrica fue realmente explosiva y, de ser así, cómo y por qué sucedió y por qué parece única en la historia de los animales.

Clasificación

Bryozoa , de la Kunstformen der Natur de Ernst Haeckel , 1904

Los invertebrados se agrupan en diferentes filos . De manera informal, se puede pensar en phyla como una forma de agrupar organismos de acuerdo con su plan corporal . Un plan corporal se refiere a un plano que describe la forma o morfología de un organismo, como su simetría , segmentación y la disposición de sus apéndices . La idea de los planos corporales se originó con los vertebrados , que se agruparon en un filo. Pero el plan corporal de los vertebrados es solo uno de muchos, y los invertebrados constan de muchos phyla o planes corporales. La historia del descubrimiento de los planes corporales puede verse como un movimiento desde una visión del mundo centrada en los vertebrados a ver a los vertebrados como un plan corporal entre muchos. Entre los zoólogos pioneros , Linneo identificó dos planos corporales fuera de los vertebrados; Cuvier identificó tres; y Haeckel tenía cuatro, así como el Protista con ocho más, para un total de doce. A modo de comparación, el número de filos reconocidos por los zoólogos modernos ha aumentado a 35 .

Históricamente, se pensaba que los planes corporales habían evolucionado rápidamente durante la explosión cámbrica , pero una comprensión más matizada de la evolución animal sugiere un desarrollo gradual de los planes corporales a lo largo del Paleozoico temprano y más allá. De manera más general, un filo se puede definir de dos maneras: como se describió anteriormente, como un grupo de organismos con un cierto grado de similitud morfológica o de desarrollo (la definición fenética ), o un grupo de organismos con un cierto grado de relación evolutiva (la filogenia definición).

Al igual que en la tierra y en el aire, los invertebrados constituyen la gran mayoría de toda la vida macroscópica, ya que los vertebrados constituyen un subfilo de uno de los más de 30 filos animales conocidos, lo que hace que el término casi carezca de significado para fines taxonómicos . La vida marina de invertebrados incluye los siguientes grupos, algunos de los cuales son phyla:

La placa número 49 de la Kunstformen der Natur de Ernst Haeckel , 1904, que muestra varias anémonas de mar clasificadas como Actiniae, en el filo Cnidaria.
"Una variedad de gusanos marinos": placa de Das Meer de MJ Schleiden (1804-1881)

Los artrópodos suman alrededor de 1,113,000 especies existentes descritas, los moluscos alrededor de 85,000 y los cordados alrededor de 52,000.

Esponjas marinas

Las esponjas no tienen sistema nervioso, digestivo ni circulatorio

Las esponjas son animales del filo Porifera (latín moderno para tener poros ). Son organismos multicelulares que tienen cuerpos llenos de poros y canales que permiten que el agua circule a través de ellos, que consisten en mesohilo gelatinoso intercalado entre dos capas delgadas de células . Tienen células no especializadas que pueden transformarse en otros tipos y que a menudo migran entre las capas celulares principales y el mesohilo en el proceso. Las esponjas no tienen sistema nervioso , digestivo ni circulatorio . En cambio, la mayoría confía en mantener un flujo constante de agua a través de sus cuerpos para obtener alimentos y oxígeno y eliminar los desechos.

Las esponjas son similares a otros animales en que son multicelulares , heterótrofas , carecen de paredes celulares y producen espermatozoides . A diferencia de otros animales, carecen de tejidos y órganos verdaderos y no tienen simetría corporal . Las formas de sus cuerpos están adaptadas para la máxima eficiencia del flujo de agua a través de la cavidad central, donde deposita nutrientes y sale a través de un orificio llamado osculum . Muchas esponjas tienen esqueletos internos de esponja y / o espículas de carbonato de calcio o dióxido de silicio . Todas las esponjas son animales acuáticos sésiles . Aunque hay especies de agua dulce, la gran mayoría son especies marinas (agua salada), que van desde zonas de mareas hasta profundidades superiores a los 8.800 m (5,5 millas).

Si bien la mayoría de las aproximadamente 5,000 a 10,000 especies conocidas se alimentan de bacterias y otras partículas de alimentos en el agua, algunas albergan microorganismos fotosintetizadores como endosimbiontes y estas alianzas a menudo producen más alimentos y oxígeno del que consumen. Algunas especies de esponjas que viven en ambientes pobres en alimentos se han convertido en carnívoros que se alimentan principalmente de pequeños crustáceos .

Reconstrucción de Otavia antiqua , posiblemente el primer animal hace unos 760 millones de años 

Linneo identificó erróneamente a las esponjas como plantas del orden Algas . Durante mucho tiempo, a partir de entonces, las esponjas se asignaron a un sub-reino separado, Parazoa (que significa junto a los animales ). Ahora se clasifican como un filo parafilético del que han evolucionado los animales superiores.

Cnidarios marinos

Los cnidarios son los animales más simples con células organizadas en tejidos. Sin embargo, la anémona de mar estrella contiene los mismos genes que los que forman la cabeza de los vertebrados.

Los cnidarios (en griego, ortiga ) se distinguen por la presencia de células urticantes , células especializadas que utilizan principalmente para capturar presas. Los cnidarios incluyen corales , anémonas de mar , medusas e hidrozoos . Forman un filo que contiene más de 10,000 especies de animales que se encuentran exclusivamente en ambientes acuáticos (principalmente marinos). Sus cuerpos consisten en mesoglea , una sustancia gelatinosa no viviente, intercalada entre dos capas de epitelio que tienen en su mayoría una célula de espesor . Tienen dos formas corporales básicas: medusas nadadoras y pólipos sésiles , ambos radialmente simétricos con bocas rodeadas de tentáculos que llevan cnidocitos. Ambas formas tienen un solo orificio y cavidad corporal que se utilizan para la digestión y la respiración .

Se han encontrado cnidarios fósiles en rocas formadas hace unos 580  millones de años . Los fósiles de cnidarios que no construyen estructuras mineralizadas son raros. Los científicos piensan actualmente que los cnidarios, ctenóforos y bilaterianos están más estrechamente relacionados con las esponjas calcáreas que estos con otras esponjas , y que los antozoos son las "tías" o "hermanas" evolutivas de otros cnidarios, y los más estrechamente relacionados con los bilaterales.

Los cnidarios son los animales más simples en los que las células se organizan en tejidos. La anémona de mar estrella se utiliza como organismo modelo en la investigación. Es fácil de cuidar en el laboratorio y se ha desarrollado un protocolo que puede producir una gran cantidad de embriones a diario. Existe un notable grado de similitud en la conservación de la secuencia de genes y la complejidad entre la anémona de mar y los vertebrados. En particular, los genes relacionados con la formación de la cabeza en los vertebrados también están presentes en la anémona.

  • Las anémonas de mar son comunes en las pozas de marea

  • Sus tentáculos pican y paralizan a los peces pequeños.

  • Cerca de pólipos en la superficie de un coral , agitando sus tentáculos.

  • Si una isla se hunde debajo del mar, el crecimiento de los corales puede seguir el ritmo de la subida del agua y formar un atolón.

Gusanos marinos

Más información: Gusano marino y Gusano marino
Los gusanos flecha son componentes depredadores del plancton en todo el mundo.

Los gusanos (inglés antiguo para serpiente ) suelen tener cuerpos largos y cilíndricos en forma de tubo y no tienen extremidades . Los gusanos marinos varían en tamaño desde microscópicos hasta más de 1 metro (3,3 pies) de longitud para algunos gusanos poliquetos marinos ( gusanos de cerdas ) y hasta 58 metros (190 pies) para el gusano nemerteano marino ( gusano cordón ). Algunos gusanos marinos ocupan una pequeña variedad de nichos parásitos , viviendo dentro de los cuerpos de otros animales, mientras que otros viven más libremente en el medio marino o excavando bajo tierra.

Los diferentes grupos de gusanos marinos se relacionan solo de manera lejana, por lo que se encuentran en varios filos diferentes , como Annelida (gusanos segmentados), Chaetognatha (gusanos flecha), Hemichordata y Phoronida (gusanos de herradura). Muchos de estos gusanos tienen tentáculos especializados que se usan para intercambiar oxígeno y dióxido de carbono y también pueden usarse para la reproducción. Algunos gusanos marinos son gusanos tubulares , como el gusano tubular gigante que vive en aguas cercanas a volcanes submarinos y puede soportar temperaturas de hasta 90 grados centígrados .

Los platelmintos (gusanos planos) forman otro filo de gusanos que incluye una clase Cestoda de tenias parásitas. La tenia marina Polygonoporus giganticus , que se encuentra en el intestino de los cachalotes , puede crecer hasta más de 30 m (100 pies).

Los nematodos (gusanos redondos) constituyen otro filo de gusanos con sistemas digestivos tubulares y una abertura en ambos extremos. Se han descrito más de 25.000 especies de nematodos, de las cuales más de la mitad son parásitas. Se ha estimado que quedan sin describir otro millón. Son ubicuos en ambientes marinos, de agua dulce y terrestres, donde a menudo superan en número a otros animales tanto en individuos como en especies. Se encuentran en todas las partes de la litosfera de la tierra , desde la cima de las montañas hasta el fondo de las fosas oceánicas . Por recuento, representan el 90% de todos los animales en el fondo del océano . Su dominio numérico, que a menudo supera el millón de individuos por metro cuadrado y representa aproximadamente el 80% de todos los animales individuales en la tierra, su diversidad de ciclos de vida y su presencia en varios niveles tróficos apuntan a un papel importante en muchos ecosistemas.

Equinodermos

Larvas de estrella de mar
Las larvas de las estrellas de mar son bilateralmente simétricas , mientras que los adultos tienen una simetría quíntuple.

Los equinodermos (en griego, piel espinosa ) es un filo que solo contiene invertebrados marinos. Los adultos son reconocibles por su simetría radial (normalmente de cinco puntos) e incluyen estrellas de mar , erizos de mar , dólares de arena , y los pepinos de mar , así como los lirios de mar . Los equinodermos se encuentran en todas las profundidades del océano, desde la zona intermareal hasta la zona abisal . El filo contiene alrededor de 7000 especies vivas , lo que lo convierte en el segundo grupo más grande de deuterostomas (un superfilo), después de los cordados (que incluyen a los vertebrados , como aves , peces , mamíferos y reptiles ).

Los equinodermos son únicos entre los animales por tener simetría bilateral en la etapa larvaria, pero simetría quíntuple ( pentamerismo , un tipo especial de simetría radial) en la edad adulta.

Los equinodermos son importantes tanto biológica como geológicamente. Biológicamente, hay pocas otras agrupaciones tan abundantes en el desierto biótico de las profundidades marinas , así como en océanos menos profundos. La mayoría de los equinodermos pueden regenerar tejidos, órganos, extremidades y reproducirse asexualmente ; en algunos casos, pueden experimentar una regeneración completa a partir de una sola extremidad. Geológicamente, el valor de los equinodermos está en sus esqueletos osificados , que son los principales contribuyentes a muchas formaciones de piedra caliza y pueden proporcionar pistas valiosas sobre el entorno geológico. Fueron las especies más utilizadas en la investigación regenerativa en los siglos XIX y XX. Además, algunos científicos sostienen que la radiación de los equinodermos fue responsable de la Revolución Marina Mesozoica .

Aparte del difícil de clasificar Arkarua (un animal precámbrico con simetría radial pentámera similar a un equinodermo), los primeros miembros definitivos del filo aparecieron cerca del comienzo del Cámbrico .

Moluscos marinos

Reconstrucción de una amonita , un cefalópodo temprano de gran éxito que apareció por primera vez en el Devónico (alrededor de 400 millones de años ). Se extinguieron durante el mismo evento de extinción que mató a los dinosaurios terrestres (alrededor de 66 millones de años).

Moluscos (del latín suave ) forman un filo con cerca de 85.000 existentes reconocidos especies . Por recuento de especies, son el filo marino más grande , que comprende aproximadamente el 23% de todos los organismos marinos nombrados . Los moluscos tienen formas más variadas que otros filos de invertebrados. Son muy diversos, no solo en tamaño y estructura anatómica , sino también en comportamiento y hábitat. La mayoría de las especies aún viven en los océanos, desde las orillas del mar hasta la zona abisal , pero algunas forman una parte importante de la fauna de agua dulce y los ecosistemas terrestres .

El filo de los moluscos se divide en 9 o 10 clases taxonómicas , dos de las cuales están extintas . Estas clases incluyen gasterópodos , bivalvos y cefalópodos , así como otras clases menos conocidas pero distintivas. Los gasterópodos con caparazón protector se conocen como caracoles ( caracoles marinos ), mientras que los gasterópodos sin caparazón protector se conocen como babosas ( babosas marinas ). Los gasterópodos son, con mucho, los moluscos más numerosos en términos de especies clasificadas, y representan el 80% del total. Los bivalvos incluyen almejas , ostras , berberechos , mejillones , vieiras y muchas otras familias . Hay alrededor de 8.000 especies de bivalvos marinos (incluidas especies de agua salobre y estuarinos ) y alrededor de 1.200 especies de agua dulce. Los cefalópodos incluyen pulpos , calamares y sepias . Se encuentran en todos los océanos y neurológicamente son los invertebrados más avanzados. Se han identificado unas 800 especies vivas de cefalópodos marinos y se han descrito unos 11.000 taxones extintos . No hay cefalópodos completamente de agua dulce.

Molusco ancestral generalizado o hipotético

Los moluscos tienen formas tan diversas que muchos libros de texto basan sus descripciones de la anatomía de los moluscos en un molusco ancestral generalizado o hipotético . Este molusco generalizado no está segmentado y es bilateralmente simétrico con una parte inferior que consta de un solo pie muscular . Más allá de eso, tiene otras tres características clave. En primer lugar, tiene un manto muscular llamado manto que cubre sus vísceras y contiene una cavidad significativa que se usa para respirar y excretar . Una concha secretada por el manto cubre la superficie superior. En segundo lugar (aparte de los bivalvos) tiene una lengua áspera llamada rádula que se usa para alimentarse. En tercer lugar, tiene un sistema nervioso que incluye un sistema digestivo complejo que utiliza pelos microscópicos impulsados ​​por los músculos llamados cilios para exudar moco . El molusco generalizado tiene dos cordones nerviosos emparejados (tres en los bivalvos). El cerebro , en las especies que lo tienen, rodea el esófago . La mayoría de los moluscos tienen ojos y todos tienen sensores que detectan sustancias químicas, vibraciones y tacto. El tipo más simple de sistema reproductor de moluscos se basa en la fertilización externa , pero ocurren variaciones más complejas. Todos producen huevos , de los cuales pueden emerger larvas de trocóforos , larvas de veliger más complejas o adultos en miniatura. La representación es bastante similar a los monoplacóforos modernos , y algunos sugieren que puede parecerse a moluscos muy tempranos.

Existe buena evidencia de la aparición de gasterópodos marinos, cefalópodos y bivalvos en el período Cámbrico hace 541 a 485,4 millones de años . Sin embargo, la historia evolutiva tanto del surgimiento de los moluscos a partir de los ancestrales Lophotrochozoa como de su diversificación en las formas vivientes y fósiles bien conocidas sigue siendo objeto de un intenso debate entre los científicos.

Artrópodos marinos

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Segmentación y tagmata de un artrópodo

Los artrópodos (en griego, pies articulados ) tienen un exoesqueleto ( esqueleto externo ), un cuerpo segmentado y apéndices articulados (apéndices emparejados). Forman un filo que incluye insectos , arácnidos , miriápodos y crustáceos . Los artrópodos se caracterizan por sus extremidades articuladas y cutículas hechas de quitina , a menudo mineralizada con carbonato de calcio . El plan corporal de los artrópodos consta de segmentos , cada uno con un par de apéndices . La cutícula rígida inhibe el crecimiento, por lo que los artrópodos la reemplazan periódicamente por muda . Su versatilidad les ha permitido convertirse en los miembros más ricos en especies de todos los gremios ecológicos en la mayoría de los entornos.

Los artrópodos marinos varían en tamaño desde el crustáceo microscópico Stygotantulus hasta el cangrejo araña japonés . La cavidad interna primaria de los artrópodos es un hemocele , que aloja sus órganos internos ya través del cual circula su hemolinfa , análoga de la sangre ; tienen sistemas circulatorios abiertos . Al igual que sus exteriores, los órganos internos de los artrópodos generalmente están formados por segmentos repetidos. Su sistema nervioso es "similar a una escalera", con cordones nerviosos ventrales emparejados que atraviesan todos los segmentos y forman ganglios emparejados en cada segmento. Sus cabezas están formadas por la fusión de un número variable de segmentos, y sus cerebros están formados por la fusión de los ganglios de estos segmentos y rodean el esófago . Los sistemas respiratorio y excretor de los artrópodos varían, dependiendo tanto de su entorno como del subfilo al que pertenecen.

Su visión se basa en varias combinaciones de ojos compuestos y ocelos de fosas de pigmento : en la mayoría de las especies, los ocelos solo pueden detectar la dirección de donde proviene la luz, y los ojos compuestos son la principal fuente de información, pero los ojos principales de las arañas son ocelos. que pueden formar imágenes y, en algunos casos, pueden girar para rastrear presas. Los artrópodos también tienen una amplia gama de sensores químicos y mecánicos, principalmente basados ​​en modificaciones de las muchas setas (cerdas) que se proyectan a través de sus cutículas. Los métodos de reproducción y desarrollo de los artrópodos son diversos; todas las especies terrestres utilizan la fertilización interna , pero esto a menudo se realiza mediante la transferencia indirecta de los espermatozoides a través de un apéndice o el suelo, en lugar de mediante inyección directa. Todas las especies marinas ponen huevos y utilizan fertilización interna o externa . Las crías de artrópodos varían desde adultos en miniatura hasta larvas que carecen de extremidades articuladas y finalmente se someten a una metamorfosis total para producir la forma adulta.

La ascendencia evolutiva de los artrópodos se remonta al período Cámbrico . El grupo se considera generalmente como monofilético , y muchos análisis apoyan la colocación de artrópodos con cicloneuralianos (o sus clados constituyentes) en un superfilo Ecdysozoa . Sin embargo, en general, las relaciones basales de Metazoa aún no están bien resueltas. Asimismo, las relaciones entre varios grupos de artrópodos todavía se debaten activamente.

Otros phyla

  • Los cordados no craneales son parientes cercanos de los vertebrados.

  • La lanceta , un pequeño cefalocordato translúcido parecido a un pez , es el pariente invertebrado vivo más cercano de los vertebrados.

  • Chorros de mar de color fluorescente, Rhopalaea crassa . Los tunicados pueden proporcionar pistas sobre la ascendencia de los vertebrados (y, por lo tanto, los humanos).

  • Cadena de salp

  • Hendiduras branquiales en un gusano de bellota (izquierda) y tunicate (derecha)

Minerales del agua de mar

Hay una serie de invertebrados marinos que utilizan minerales que están presentes en el mar en cantidades tan diminutas que eran indetectables hasta el advenimiento de la espectroscopia . Algunos tunicados concentran el vanadio para su uso en las células sanguíneas a un nivel diez millones de veces mayor que el del agua de mar circundante. Otros tunicados concentran de manera similar el niobio y el tantalio . Las langostas utilizan cobre en su pigmento respiratorio hemocianina , a pesar de que la proporción de este metal en el agua de mar es mínima. Aunque estos elementos están presentes en grandes cantidades en el océano, su extracción por parte del hombre no es económica.

Modelos de vidrio

Ver también: invertebrados marinos de vidrio

Ver también

Notas

Referencias

otras referencias