Biología y Geología . 1º de Bachillerato

Los Animales

8.2 - Proceso evolutivo
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La evolución de los animales es bastante bien conocida en algunos grupos que aportan gran cantidad de fósiles, y mucho menos en otros que fosilizan peor.

Especialmente delicadas son las primeras etapas de la evolución y las relaciones y antepasados entre los grandes grupos.

Aquí se expone una posible evolución de los animales que está sujeta a probables modificaciones futuras

Especialmente delicado es el tema de las larvas. algunas teorías actuales las considera quimeras (uniones genéticas) de organismos diferentes.



. Coanoflagelados

  • Células flageladas con anillo.
    El movimiento del flagelo les permite captar los alimentos, pequeños microbios y otras partículas

. Poríferos

  • Células ciliadas con anillo que se alimentan : Coanocitos
    - Células epidérmicas de protección
    - En las más sencillas células de los poros. Otras epitelios internos
    - Medio Interno
    - Células formadoras del esqueleto interno: Espículas
    - Células protectoras del medio
    - Células reproductoras

Estructura del cuerpo con poros, atrio interno y ósculo de salida.
Unas 10.000 especies actuales

. Resto de los tipos de animales

  • Organismo agregado flagelado
    Células ciliadas en una capa: Desplazamiento, alimentación.
    Determinan un medio interno
    Células productoras de gametos para la reproducción
  • Fijación al sustrato e invaginación para cavidad digestiva
    Boca
    Cavidad digestiva
    Células epiteliales: Protección, movimiento
    Células digestivas: Absorción de alimentos
    Células reproductoras
    Células nerviosas primitivas
    Células de defensa del medio interno

.. Cnidarios

Fases pólipo o medusa. Alternantes o predominante alguna
Colonias complejas

.. Resto de animales : Bilaterales

  • Una tercera capa interior: mesodermo
  • Células de movimiento especializadas: musculatura
  • Organismos más rápidos
  • Organismos más complejos
  • Organismos más grandes

    El aumento de tamaño tiene unas consecuencias muy importantes para los animales:

Ventajas
Mejor defensa Ventaja frente a predadores 
Mayor homeostasis. Mayor facilidad en la constancia de un medio interno
Mayor resistencia a condiciones adversas.
- Falta de alimento.
- Daños fícos y agentes químicos
- Reemplazamineto celular. ...
Inconvenientes
Menor relación superficie/volumen Todas las funciones que dependen de la superficie necesitan estructuras especializadas
- Obtención de alimentos
- Obtención de oxígeno
- Excreción
- Secreción
Mayor masa y volumen Mayor inercia y peso
Más número de células que alimentar
Invasión parásitos menores

Soluciones a los problemas del aumento de tamaño :

Menor relación superficie/volumen Aumento de superficie de epitelios de intercambio Respiración: Desarrollo de branquias y pulmones
Excreción: Desarrollo de nefridios y riñones
Secreción: Desarrollo de glándulas compuestas
Absorción de alimentos: Digestivo con mayor superficie
Mayor masa y tamaño Refuerzo de estructuras de sostén Tejidos de sostén: Conjuntivo
Esqueletos externos o internos
Mejor distribución de sustancias Sistemas circulatorios
Mejor coordinación .
Mejor coordinación Mejora del sistema endocrino.
Aumento de complejidad del Sistema nervioso
Parásitos   Defensa interna . Sistema inmunitario

La mayoría de los animales tienen movimientos activos
En diversos grupos se ha adoptado soluciones semejantas a esta movilidad

Ventajas Acceso a fuentes de alimentos Búsqueda de alimento 
Huida Depredadores o condiciones adversas
Inconvenientes Nuevos peligros Cambios de medio. Físicos y biológicos
Organización del cuerpo Nuevas forma
Soluciones Boca anterior Alimentación más eficaz Cefalización
Órganos de los sentidos anteriores Mejor información
Sistema nervioso anterior Más rapidez de respuesta
Simetría bilateral  
Aumento de sensibilidad Visión, s. químicas, vibraciones, contacto Complicación nerviosa
Progreso del sistema nervioso Sensibilidad, comportamiento


Los dos procesos se han producido varias veces independientemente.
Diferente situación y funcionamiento de los órganos implicados
Convergencias evolutivas en grandes grupos de reses viovos

Dos líneas evolutivas segun el desarrollo embrionario:

Protóstomos

- Platelmintos
- Anélidos
- Moluscos
- Nemátodos
- Artrópodos

Deuteróstomos

- Equinodermos
- Cordados

.. Evolución de los protóstomos

  • Animales activos
  • Desarrollo de un circulatorio dorsal
  • Desarrollo de un sistema nervioso complejo predominantemente ventral con ganglios cerebrales anteriores
  • Metamería en algunos grupos : Repetición del plan de organización. Músculos. Circulatorio. Excretor

... Platelmintos

  • Un solo orificio digestivo
  • Intestino muy dividido por todo el organismo
  • Excretor por nefridios con desembocadura posterior
  • Ojos

.... Planarias

    • Vida libre

.... Duelas

    • Parásitas
    • Órganos de fijación
    • Ciclos reproductores complejos

....Tenias

    • Reducción de órganos de los sentidos
    • Pérdida del sistema digestivo


... Anélidos

  • Excavadores comedores de detritos
  • Desarrollo de la metamería. Musculatura, excreción, circulación, celoma metaméricos
  • Órganos de los sentidos no muy desarrollados
  • Uñas quitinosas por cada segmento: Quetas

.... Poliquetos - Marinos.

    • Expansiones laterales del cuerpo
    • Primitivos excavadores .
      Otras formas actuales
      - Filtradores tubícolas
      - Filtradores por branquias
      - Formadores de tubos calcáreos

.... Oligoquetos - Suelos y aguas dulces.

    • Quetas reducidas.
    • Casi circulares

.... Hirudíneos - Ectoparásitos en aguas dulces.

    • Órganos de fijación y succión

... Moluscos

Mucho éxito. 100.000 especies descritas

  • Metamería en primitivos
  • Par de branquias y corazón por segmento
  • Evolución a la reducción de la metamería
  • Concha externa protectora. Producida por el manto. Cavidad del mato protegida
  • Rádula como órgano de alimentación
  • Pié musculoso para desplazarse por el sustrato
  • Órganos de los sentidos anteriores. Palpos. Ojos

.... Gasterópodos

Plan primitivo con giro de modo que la cavidad del manto es anterior. Por qué?
Mayoría comedores de organismos poco móviles. Algas, plantas. Rádula desarrollada

  • Concha frecuentemente enrollada en espiral. A veces se pierde
    En principio marinos. Algunos dulceaquícolas. Algunos aéreos
    Los aéreos
    Cubierta gruesa para evitar desecación.
    No activos en seco aunque muy resistentes
    Cavidad del manto se convierte en pulmón
    Recientes: Paleogeno

.... Bivalvos

  • Adaptados a filtrar
  • Utilizan branquias sobredimensionadas
  • Reducción del sistema nervioso y órganos de los sentidos
  • Concha formada por dos piezas. Valvas. Articuladas en charnela
    • Mayoría excavadores de arena:Pié excavador: Sifones
    • Algunos descansan sobre el sustrato.
    • Algunos fijos a las rocas. Glándula del viso. Pié reducido

.... Cefalópodos

  • Adaptados a la depredación
  • En principio concha de una valva. Ammonites. Luego reducida o desaparecida
  • Desarrollo de brazos con ventosas muy móviles
  • Desarrollo de la visión
  • Desarrollo del sistema nervioso
  • Mecanismos eficientes de propulsión: Calamares sepias
    Los más complejos a parte de vertebrados

... Nemátodos

  • Cubierta de un cutícula quitinosa. Muda
  • Número de células dterminado
  • Sólo musculatura longitudinal
    Muchas especies diferentes

... Artrópodos

  • Cuerpo cubierto de quitina: Exoesqueleto. Articulados por caparazón más debil
  • Metamería: segmentos. En algunos se fusionan
  • Par de apéndices articulados por segmento. adquieren muchas funciones posibles: Gran capacidad de adaptación
  • Han de mudar el esqueleto. Crecer y producir uno nuevo
  • Muchos independientemente adaptados al medio aéreo (Crustáceos, Miriápodos-Insectos, Arácnidos)

.... Trilobitomorfos

Marinos de la era primaria. Se movían por los fondos. Detritívoros?

.... Crustáceos

Muy variados.

  • Apéndices birrámeos
    - Ostrácodos. Copépodos . Cladoceros . Acuáticos de pequeño tamaño que se alimentan por filtración
    - Cirrípedos (percebes) . Alimentación por filtración
    - Isópodos. Acuáticos o aéreos. Alimentación variada
    - Decápodos. Mayores. Caparazón que cubre las branquias. Muy variados. Esqueleto calcificado

.... Quelicerados

  • Sólo quelíceros de piezas bucales. Sin antenas
  • Primeros quelicerados eran marinos
    - Merostomas
    - Euriptéridos marinos. Parecidos a escorpiones.
  • Aracnidos adaptados al medio aéreo
  • Respiración por pulmones
  • Varios pares de ojos

..... Escorpiones

    • Carnívoros.
    • Detectan vibraciones.
    • Uña venenosa

..... Arañas.

    • Quelíceros venenosos.
    • Producen seda para diversas funciones: nido, trampas, propagación, señales

..... Opiliones

    • Omnivoros.
    • Cuerpo fusionado

..... Ácaros

    • Adaptados a pequeño tamaño
    • Cuerpo fusionado.

.... Diplópodos

Detritívoros. Excavadores

  • Diplosegmentos

.... Quilópodos

Carnívoros

  • Cuerpo aplanado
  • Uñas venenosas

.... Hexápodos o Insectos

Adaptados a muchísimos ambientes diferentes.

  • Desarrollo de un cuerpo en tres partes:
    • Cabeza con ojos compuestos, antenas y varios pares de piezas bucales
    • Tórax con tres pares de patas marchadoras
    • Abdomen con diversos apéndices
  • Primitivos ápteros habitantes de los suelos
  • Pterigotos desarrollan dos pares de alas a partir de repliegues torácicos
    Se desconoce la función original de estos repliegues
    Las alas sufren diversas modificaciones en los grupos de insectos
    Evolución a la metamorfosis compleja. Larva-pupa-adulto
    Coevolución con plantas angiospermas

 

.. Evolución de los deuteróstomos

  • Apertura de un segundo poro en el digestivo que dará lugar a la boca del adulto
  • En princiupio fijos al sustrato.
  • Desarrollo de un esqueleto interno de carbonato y fosfato de calcio
  • Desarrollo de un sistema de defensa interno inducible: Sistema inmunitario

... Equinodermos

Muchos más fósiles que actuales
Todos marinos.

  • Desarrollo de un sistema de captura de alimento: Sistema ambulacral
  • Esqueleto subepidérmico

.... Crinoideos

    • Pedúnculo y simetría radial pentámera.
    • Micófagos o carnívoros de animales lentos

.... Asteroideos

    • Sistema ambulacral locomotor.
    • Depredadores de moluscos

.... Ofiuroideos

    • Mayor movilidad de los brazos.
    • Detritívoros

.... Equinoideos

    • Reducción de los brazos. Espinas protectoras.
    • Comedores de algas

.... Holoturoideos

    • Pérdida de esqueleto.
    • Omnivoros

... Cordados

  • Sésiles con bolsa filtradora: Faringe: Urocordados o Tunicados o Ascidias
  • Desarrollo de una larva móvil
  • Larva con sistema nervioso anterior y cordón nervioso dorsal
  • Varilla de refuerzo: Notocorda

Por neotenia dan lugar a los Cefalocordados. Anfioxus

  • Filtradores en hendidiras faríngeas
  • Par de corazones por endidura
  • Notocorda y cordón nervioso dorsal

    Vertebrados. Craneo y vértebras


Evolución de los vertebrados

  • Desarrollo de craneo y vértebras
  • Desarrollo de un corazón ventral anterior para regar las bolsas faríngeas
  • Desarrollo de un esqueleto branquial que da soporte al aparato filtrador
  • Desarrollo de dos ojos pares y uno impar
  • Organización del sistema nervioso:
    • Encéfalo anterior y complejo con lóbulos encargados de los principales órganos de los sentidos
    • Médula espinal de la que parten nervios espinales
    • Sistema nervioso visceral: simpático y parasimpático.
  • Desarrollo de una epidermis con un epitelio pluriestratificado
    Esta epidermis es muy versátil y da lugar a numerosas posibles modoficaciones.
Los primeros vertebrados son nadadores activos que se alimentan por filtración

Agnatos

Peces sin mandíbula. Sin aletas pares
Eran filtradores mediante bolsas faríngeas que tenían también una función respiradora: Branquias

Muchostenían el cuerpo acorazado

Algunos han llegado hasta la actuialidad muy modificados:
Lampreas y Mixines

 

Gnatóstomos

  • Primer arco branquial como mandíbula: Captura de alimento.
  • No filtradores

- Paleictios

Varias aletas pares para maniobrabilidad
Originan los grupos de peces actuales

 

- Condictrios Peces cartilaginosos

  • Esqueleto de cartílago
  • Dos pares de aletas pares: Torácicas y pelvianas
  • Hendiduras branquiales. 5 Pares
  • Piel con dentículos dérmicos
  • Muchos casos de fecundación interna y viviparismo
    -- Quimeras
    -- Tiburones
    -- Rayas
- Osteictios
  • Esqueleto de hueso
  • Dos pares de aletas pares: Torácicas y pelvianas
  • Branquias protegidas por opérculo óseo
  • Piel cubierta de escamas
  • Adaptación a aguas dulces: Mejora del excretor. Desarrollo de un pulmón

Dos líneas principales:


-- Actinopterigios

  • Regreso al mar
  • Pulmón como vegiga natatoria. Flotabilidad neutra
  • Varios grupos de peces que se desplazan unos a otros Holosteos-Teleósteos


-- Crosopterigios - Tetrápodos

  • Desplazamiento en tierra: Aletas lobuladas.
  • Desarrollo de dos pulmones.
  • Desarrollo de la musculatura de los apéndices

- Anfibios

  • Larvas acuáticas. Dependencia del agua
  • Adultos adaptados al medio aéreo
  • Cubiertas impermeables.
  • Pérdida de las branquias. Desarrollo de los pulmones.
  • Modificación del circulatorio - Dos aurículas un ventrículo
  • Mejora del excretor
  • Cinturas para soportar el peso.
  • Modificación de la musculatura
  • Dos pares de patas con manos de cinco dedos

--> Evolución a los anfibios actuales muy modificados: Anuros Urodelos y Ápodos
--> Evolución a los reptiles: Huevo ammniota

- Reptiles

  • Huevo amniota independiente del agua
  • Desplazan a los anfibios
  • Radiación evolutiva

-- Pelicosaurios.
-- Terápsidos

Grupos que dan lugar a los mamíferos (ver evolución de los mamíferos)

-- Quelonios

  • Caparazón protector
  • Formas aereas y muchas han vuelto al agua

 

-- Ictiosaurios

  • Marinos.
  • Cuerpo fusiforme. Grandes ojos
  • Vivíparos

 

-- Plesiosaurios

  • Marinos.
  • Con cuatro aletas que mueven como remos.
  • Generalmente largos cuellos
  • Reproducción en trierra (?)

 

-- Escamosos Antepasados de lagartos y serpientes

  • Cuerpo cubierto de escamas
  • Serpientes (ofidios) ápodas y muchas con glándulas venenosas

-- Tecodontos . Arcosaurios Antepasados de Dinosaurios. Pterosaurios. Cocodrilos y Aves

Segunda radiación evolutiva de los tecodontos

  • Postura bípeda. Mejora de la locomoción
  • Corazón con cuatro cavidades.
  • Cierta homeotermia (?).
  • Cuidado de las crias

--- Cocodrilos

  • Acorazados
  • Los actuales adaptados a la vida acuática

--- Pterosaurios

  • Voladores. Alas por membranas
  • Algunos muy grandes.
  • Reducción del peso
  • Mejora de la visión
  • Homeotermos

--- Dinosaurios

Nueva radiación evolutiva
Grupo de organismos terrestres dominantes durante el jurásico y cretácico

  • Probablemente homeotermos

---- Sauriasquios Herbívoros o carnívoros. :

Braquisaurios. Diplodocus. Tytanoraurios. Allosaurios
Algunos saurisquios desarrollaron las plumas

----- Aves : Evolucionaromn a partir de un grupo primitivo de saurisquios

---- Ornitisquios Herbívoros:

Iguanadon. Stegosaurios. Triceratops

 

 

Casi todos los grupos de reptiles se han extinguido. Sólo quedan 5 de los 36 órdenes que se desarrollaron

 

- Aves

Dinosaurios adaptados al vuelo

  • Plumas. Son anteriores al vuelo, ya las tenían algunos saurisquios
  • Extremidades anteriores adaptadas al vuelo,
  • Huesos huecos. Pico. Pérdida de dientes. Sacos aéreos
  • Mejora de la respiración
  • Mejora de la visión. Pérdida de la olfación
  • Sonidos de comunicación
    Ovíparos
  • Homeotermos a 40ºC. Muy activos. Metabólicamente muy activos

Bastante homogéneas

- Mamíferos

Evolución progresiva de Pelicosaurios-Tecodontos-Mamíferos

  • Regulación de la temperatura
  • Mejora de la locomoción
  • Pelo
  • Cuidado de las crías
  • Producción de leche por las hembras para alimentar a las crías
  • Dentición especializada
  • Mejora de la circulación
  • Desarrollo dela olfación, tacto y oido.
  • Pabellones auditivos
    Nocturnos habitantes de bosques, pérdida de receptores del color de 4 a 2
  • Desarrollo del sisteme nervioso

Límite arbitrario entre tecodontos y mamíferos por articulación de la mandíbula

Latentes hasta desaparición de dinosaurios

-- Monotremas o Prototerios

Ovíparos. Producen leche de una zona del vientre, sin pezones
Relegados actualmente a Australia

-- Marsupiales o Metaterios

Vivíparos poco desarrollados
Crías trepan hasta un marsupio y se fijan a un pezón
Viven actualmente en Australia y Sudamérica

-- Euterios

Vivíparos con placenta: Órgano de intercambio entre madre y cria sin contacto directo de la sangre que produciría problemas de inmunidad
Nacen muy desarrollados
Radiación de Euterios y Marsupiales tras la desaparición de dinosaurios

Insectívoros Musarañas

Roedores: Ratones. Ardillas
Lagomorfos Liebres. Conejos

Incisivos muy desarrollados
Reproducción muy abundante

Quirópteros: Murciélagos
Voladores mediante membranas interdigitales
La mayoría se orientan mediante ecolocalización
La mayoría son animales nocturnos por la competencia con las aves

Primates: Lemures. Monos
Adaptados a la vida arbórea
Manos prensiles
Mejora de la visión

Carnívoros
Leones. Lobos. Nutrias. Hienas. Osos
Son los mayores carnívoros terrestres
Dentición adecuada a la caza.

Pinípedos Focas. Morsas
Adaptados a la vida acuática

Proboscídeos
Elefantes
Gran tamaño. Hervívoros. Colmillos de gran tamaño. Trompa

Perisodáctilos: Caballos. Tapires. Rinocerontes
Hervívoros . Defensa mediante huida. Patas con dos uñas

Artiodáctilos: Vacas. Cabras. Jirafas. Camellos. Ciervos. Antílopes. Cerdos. Hipopótamos
Hervívoros . Defensa mediante huida. Patas con dos uñas
Rumiantes con sistema digestivo muy modificado y eficiente para la digestión de plantas

Cetáceos Delfines. Ballenas
Adaptados a la vida marina
Paren en el agua
Respiratorio independiente del digestivo
Ecolocalización


Vínculos


Imagen evolución Tierra  
Esquema de evolución de animales (con errores importantes según investigaciones actuales pero válido como explicación posible)
Trabajo voluntario sobre evolución de un animal (en preparación)

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