Introducción: Los animales en la biodiversidad del planeta tierra.
Esta parte introductoria se trata
sobre la aplicación de las bases teóricas que nos ayudan a entender y definir a
los animales dentro de la biodiversidad y a los invertebrados como un grupo
artificial dentro del reino animalia.
Para ello, es fundamental que usted tenga bien entendidos los paradigmas de la
biología revisados en los cuatrimestres anteriores: La teoría celular, la
homeostasis, los mecanismos de la herencia y la teoría de la evolución. Los
siguientes comentarios son un repaso aplicado de estos conceptos básicos como
base explicativa de los animales como sistemas con semejanzas y con las
peculiaridades que los distinguen del resto de grupos de organismos del planeta
tierra.
La teoría celular
La teoría celular implica que nuestros
globos oculares están hechos de células. Nuestra piel se constituye tanto de células
vivas en las capas más profundas, como de células muertas las de las capas más
superficiales. Las uñas, el pelo, las pestañas, son producto de células epiteliales. Lo mismo podemos decir de
la humedad ocular y las lágrimas que son productos líquidos o secreciones de
las células que conforman las glándulas lagrimales. La teoría celular aplica a
todo individuo vivo y sus partes. Constituye
un fenómeno universal que permite el entendimiento en este caso de los animales, como un
fenómeno comparable respecto al resto de los grupos de seres vivos. La vida es
celular, por lo tanto, los animales como entes vivos son celulares. Mientras lee esta lectura, explore la naturaleza de su lengua, todas las partes de su tracto digestivo, sus huesos, sus músculos, su misma grasa corporal. Toda la materia de estas estructuras mencionadas tiene una naturaleza celular como ocurre con todos los animales que va a conocer en este curso. Ahora bien, así como su pelo y uñas, las espinas de los equinodermos, los caparazones y esqueletos de los artrópodos y las conchas de los moluscos, aunque no sean células, son finalmente el producto de ciertas células, las cuales forman parte de la colectividad celular de un individuo según sea su especie.
En resumen: El fenómeno orgánico conocido como animal es
celular. En detalle: un individuo animal
es un colectivo de células organizado
en diferentes grados de complejidad los
cuales dependen de los fenómenos del desarrollo, herencia y evolución
correspondientes a cada especie y las condiciones ecológicas involucradas como veremos más adelante. Se considera que sin excepción, los animales (todos ellos) son pluricelulares. Revisando toda su diversidad, es decir, considerando a todas las especies animales, podemos considerar que se presentan diversos grados de complejidad en la organización celular. Básicamente, son tres las
organizaciones celulares animales con base en su complejidad: a) agregados, b) tejidos-órganos y c) sistemas de órganos. Con calma, usted puede revisar los grados de complejidad haciendo una comparación sobre la organización celular de esponjas (Porifera), medusas y pólipos (Cnidaria), plathelmintos (Platyhelminthes) y artrópodos (Arthropoda). Podrá observar que en esa secuencia, los primeros son menos complejos en comparación del crescendo hasta los últimos que serían más complejos por poseer más tipos celulares si consideramos de inicio el número de tipos celulares que conforman a los individuos de cada grupo. Si entendemos la idea de la complejidad de un colectivo con respecto al número de tipos celulares, consideremos ahora si la organización de las células en el colectivo nos refieren a agregados, tejidos-órganos o sistemas de órganos.
Si bien los animales son células, las
células que participan en la colectividad de un organismo animal tienen
siempre una organización y distribución en el espacio corporal como
consecuencia de varios factores. Uno de ellos es el factor hereditario.
Mecanismos de la herencia
Un individuo producto de
reproducción sexual de una especie determinada, proviene de la fusión informativa
contenida en el ADN de los dos gametos
que le dieron origen. Por ejemplo, dos arañas viudas negras de Lactrodectus matans (macho y hembra) caracterizados
por poseer un número determinado de apéndices y estructuras tanto reproductivas
como no reproductivas, se volverán a manifestar de manera altamente semejante en
los individuos hijos bajo el mismo orden del diseño corporal de los padres, o
sea, se desarrollará un nuevo individuo que podremos reconocer como Lactrodectus matans. Mediante
la reproducción sexual de los
animales, la organización multicelular de un individuo se origina por un
proceso de desarrollo en el que las células van apareciendo por mitosis sucesivas
a partir del cigoto (segmentación) y
se acumulan y disponen de forma organizada en un determinado lugar.
El número, los tipos, el número de estructuras y de compartimentos conformados por células de un individuo animal marcará el grado de complejidad que por herencia
alcanzará en su desarrollo, incluída la mancha ventral característica de Lactrodectus matans del ejemplo. Como se trató de dejar en claro en la lectura anterior, consideramos que mientras más estructuras y procesos
de diferenciación, distribución y funcionalidad celular ocurran, más complejo será
el individuo. A su debido tiempo y como parte de un órgano o de un tejido, cada
célula asumirá sus funciones específicas colaborando en la funcionalidad del
colectivo organísmico. La segmentación celular, la diferenciación morfológica, la diferenciación funcional y la localización espacial de las células hijas son procesos de la ontogenia o desarrollo embrionario que se
hereda de la línea de descendencia de una especie en particular, a manera de
repetición de un patrón de despliegue reproductivo de las células del nuevo
individuo. Es esta secuencia de reproducción, diferenciación y organización de las células lo que dará estructura y función al sistema celular colectivo o individuo durante su tiempo de vida.
En resumen: los individuos
animales heredan de sus padres el patrón de organización celular que
corresponde a los miembros de la misma especie. En detalle: la organización de
las células es consecuencia de la herencia del proceso del desarrollo
programado en los genes de la especie, durante el cual se adquiere el grado de
complejidad de la organización celular correspondiente.
La teoría de la evolución
La estructuras y su organización,
los módulos celulares ya sean tejidos, órganos, estructuras o sistemas de órganos, presentan
semejanzas entre los individuos. En general y casi siempre, el grado de similitud entre individuos, nos permite determinar si pertenecen a una
misma o a diferentes especies o agrupamientos filiales. Así, las semejanzas entre los
individuos sugieren el parentesco entre ellos ¿Qué especie es la más cercana a
la nuestra, el chimpancé o el hombre de java? ¿Cuál es el grado de parentesco
entre Homo sapiens y una cucaracha?
Es gracias a estas similitudes que podemos en primera instancia también diferenciar y sugerir grupos taxonómicos (digamos por el momento que por sentido común) y asumir que su
diversidad es explicada por efectos de cambios en el tiempo que operaron sobre
las líneas de descendencia. Asumimos entonces que un individuo proviene de una línea generacional de padres e hijos hacia el pasado. En este contexto, las dos líneas
generacionales que dieron origen a dos especies directamente emparentadas deberían
partir entonces de una sola línea de descendencia, es decir, de un ancestro común. La idea de descendencia
común de todas las líneas generacionales con una serie de propiedades como: pluricelularidad, procesos de ingestión-digestión y desarrollo embrionario, nos remite a una línea ancestral de individuos precedentes con dichas características de la que sus descendientes en el tiempo dieron origen
a la gran diversidad de animales por la modificación de diferentes módulos de la organización corporal. Asumir esto, implica que en el contexto de la diversidad de animalia se indicaría que se trata de un grupo natural
o monofilético con toda su
diversidad conocida y por conocer, la fauna actual y la que quedó representada en el registro fósil. La comparación de la organización y estructuras de
los animales evoca a la evolución como la explicación de varias situaciones: Grupos
diversos "fundados" por ancestros repitiendo el patrón de origen común; la semejanza por herencia-ancestría y la
diversidad como consecuencia de variantes
de los patrones de organización del cuerpo de los animales que se
fijaron en las líneas filéticas a lo
largo de la historia geológica. Es el grado de parecidos entre los individuos lo
que justifica la proposición de agrupaciones consideradas como naturales. Por
ejemplo: el concepto “mosca” nos remite a un grupo de insectos con una serie de
características comunes entre sus unidades taxonómicas (especies digamos). Sin embargo, sabemos que ese término se puede referir
a un grupo de aproximadamente 4000 especies de una familia de Dípteros conocido
como Muscidae.
En general y si la teoría de la evolución es cierta, los individuos
animales presentan las características ancestrales más los cambios que han
operado y se han fijado en el tiempo sobre las líneas de descendientes próximos.
De tal forma que muchas de las semejanzas son rasgos que se han conservado por herencia
ancestral (caracteres que definen a una mosca) y la diversidad es producto de
las modificaciones de los genes con efectos en la expresión fenotípica en el tiempo (expresada
en los fenotipos de las líneas filéticas representadas por los individuos de Drosophila melanogaster, Stegana baecklii, Ceratitis capitata y el resto de las especies del suborden Muscomorpha. A otra
escala mucho más amplia, si consideramos por un momento que la simplicidad es sinónimo de plesiomorfía, muchos grupos animales en
la actualidad presentan aún por ejemplo, las características básicas de la organización
ancestral más simple de los primeros organismos multicelulares
con baja diferenciación de tipos celulares como las esponjas, placozoos, monoblastozoos, rombozoos y ortonectida,
mientras que otros presentan cambios que les confieren grados de complejidad
mayor con referencia al número de módulos celulares, espacios corporales y división del
trabajo de las células que conforman los colectivos multicelulares (Annelida, Mollusca, Arthropoda, Chordata por ejemplo) y que se debieron
haber originado en algún momento de la evolución de grupos predecesores o
ancestrales en sus líneas de descendencia.
En resumen: Un individuo presenta
la organización corporal que le fue legada por sus antecesores, pero las
variaciones y las novedades entre las especies son producto de cambios (alteraciones) en los procesos de conformación del
patrón de organización ancestral. En detalle: la gran diversidad animal actual
implica que se han generado infinidad de líneas de descendencia que tomaron
distintos caminos evolutivos a partir de un ancestro multicelular común hacia el pasado, lo que
explica la unidad taxonómica grupal animal y la gran diversidad de organización
corporal correspondiente a los phyla animales conocidos del registro fósil y actuales.
La homeostasis
En el proceso evolutivo, la
existencia actual de la diversidad de tipos de organización celular y corporal de
los individuos animales ha probado que dichos sistemas han soportado diferentes
presiones ambientales a través del tiempo. Como todos los organismos, los
animales tienen implícita la propiedad de conservar en todo momento de su
existencia una serie de características fisicoquímicas más o menos constantes
en el medio interno. Esto, según la especie y el medio ecológico externo en el
que viven los individuos. La concentración de sales, la temperatura, los
productos de desecho y otros componentes y eventos fisiológicos se mantienen
constantes o en una variación que es soportada por el sistema individual gracias
a los rangos de tolerancia fisiológica.
Gran parte de esta tolerancia se debe a
la organización corporal. Los rangos de tolerancia son puestos a prueba en diferentes
ambientes marinos, salobres, dulceacuícolas, anfibios o terrestres en el que un
individuo animal dé continuidad a su organización e integridad física en su
tiempo de vida. Los sistemas animales son dinámicos y la gran
variedad de modelos de organización conservan la integridad organizacional de
sus células por medio de intercambios de materia y energía con el ambiente
circundante. Es sorprendente que un mismo patrón de organización corporal pueda tener representantes en diferentes medios. Las necesidades de intercambios materiales de todas las células del sistema
de un individuo animal, son satisfechas cualquiera que sea el grado de
complejidad. La complejidad misma del individuo facilita estos intercambios,
pero la entrada de nutrientes a las células de los animales se realiza siempre por
un mecanismo de ingestión a escala organísmica, y por endocitosis a escala celular. Los grados de complejidad animal en
este aspecto fisiológico, se refieren a la existencia o no de una cámara de digestión, líquidos, espacios
corporales y tubos de tránsito del material procesado y/o mecanismos de
tránsito o de difusión de nutrientes
y desechos por medios líquidos.
En resumen: los individuos
animales tienen la propiedad de realizar intercambios de materiales con el
medio circundante mediante la difusión, la ingestión y la endocitosis, lo que
les permite renovar los componentes de cada una de sus células. En detalle: los
animales presentan diversos mecanismos encargados del ingreso y procesamiento de
nutrientes, así como de desecho de tóxicos. Dichos mecanismos están asociados
al grado de complejidad de la organización celular del individuo y son
óptimos en el medio en que habita.
