TEMA 3. ARQUITECTURA CORPORAL (2014)

Apunte Catalán
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Zoologia
Año del apunte 2014
Páginas 15
Fecha de subida 22/10/2014
Descargas 11
Subido por

Vista previa del texto

TEMA 3 1. ARQUITECTURA CORPORAL Si comparem diferents fílums entre si, podem definir nivells de complexitat estructural. És el mateix que graus de complexitat anatòmica, però no sempre responen a una escala filogenètica (encara que globalment sí).
Els nivells es basen en caràcters: - Organismes uni o pluricel·lulars.
Absència o presència de teixits.
Tipus de simetria corporal.
Desenvolupament embrionari i cavitats corporals.
Organismes uni o pluricel·lulars Diferenciem entre els protozous i els animals. En els protozous podem veure si és un protozou solitari o colonial. Tindrem en compte els orgànuls que té, si en té més és més complex.
Un grau més complex seria la formació de colònies (ex: proteroespongia). Tots els individus són iguals, unicel·lulars, però viuen junts tot i mantenir la seva independència. En les colònies no hi ha divisió de funcions.
En el cas dels metazous, són tots pluricel·lulars.
Absència o presència de teixits Un teixit és un agregat de cèl·lules, morfològica i fisiològicament similars, organitzades per dur a terme una funció comuna.
Hi ha animals que encara no tenen teixits, per això trobem el nivell atissular i el tissular.
- - Nivell atissular: no tenen teixits. Poden tenir diferents tipus de cèl·lules cada un amb una funció, però un mateix tipus no té organització per dur a terme la funció de manera coordinada. Ex: esponges. L’aigua entra per cèl·lules en forma tubular, va a l’interior i surt per un òscul. Cada cèl·lula capta l’aigua de forma desorganitzada amb les altres.
Totes juntes formen un individu però no s’organitzen. Totes les cèl·lules que hi ha són totipotents: un tipus cel·lular es pot transformar en un altre.
Grup parazoa (parazous): inclou les esponges, placozous...
Nivell tissular: són els eumetazous (eumetazoa). Tenen verdaders teixits: epitelial, connectiu, muscular i nerviós. Fent un tall de la pell ja es pot veure una gran varietat de teixits.
Els teixits s’agrupen en òrgans. En un òrgan s’agrupen teixits, sobretot un. Aquest conjunt de teixits té una funció especialitzada. Els òrgans també es poden agrupar formant aparells o sistemes.
Aparell: conjunt localitzat d’òrgans i estructures de diferents teixits amb una funció comuna. Ex: aparell digestiu.
Sistema: conjunt d’òrgans associats, estès per tot el cos, que té una funció comuna i està format predominantment per un mateix tipus de teixit (mateix origen embrionari). Ex: sistema nerviós, muscular...
Hi ha animals que s’alimenten a través de la pell, no tenen ni tub digestiu. Com en aquest cas l’aparell digestiu està estès per tot el cos és un sistema. El mateix pot passar amb la respiració, en el cas dels amfibis. (La terminologia anglesa no diferencia sistemes i aparells).
Un aparell pot comprendre dos sistemes (ex; aparell circulatori comprèn el sistema limfàtic i sanguini).
Farem servir de definició de sistema conjunt d’òrgans que té una funció comuna.
Simetria corporal És molt important tenir en compte el tipus d’hàbitat de l’animal.
- Bentònic: animal que viu sobre o dins d’un fons d’un ecosistema aquàtic.
Sèssil: animal que viu fixe a un substrat.
Pelàgic: organisme que viu, neda o sura en la columna d’aigua (mar obert fora de la plataforma continental).
Planctònic: animal que sura en una massa d’aigua. Si neda és per passiu, a causa de les corrents. La seva natació no es pot oposar a la força dels corrents o l’onatge.
Nectònic: organismes que viuen a l’aigua i neden activament (tenen força per oposar-se als corrents i a l’onatge).
Un organisme pelàgic pot ser planctònic o nectònic.
La simetria és l’equilibri de les proporcions o correspondència de mida i forma de les parts o estructures situades als costats oposats d’un pla. Aquest pla es denomina pla de simetria, i divideix el cos en dues parts equivalents. Podem parlar de: - Asimetria: quan no existeix aquest pla. Les esponges són els típics animals asimètric. No tenen funcions complexes de locomoció (són sèssils), sensorials, de comunicació...
Simetria: almenys hi ha un pla de simetria. N’hi poden haver més.
 Simetria primària: apareix en estat embrionari i larvari.
 Simetria secundària: existeix en estat adult.
La simetria pot ser:   Esfèrica.
Radial: hi ha un eix corporal, anomenat eix oral-aboral. Va de la boca a l’extrem més oposat de la boca. Qualsevol pla que passi per aquest eix delimita el cos en dues parts equivalents. Per tant hi ha moltíssims plans de simetria, quasi podríem dir infinits. Ex: cnidari. Trobem aquesta simetria en organismes sèssils o flotadors passius. Quan són sèssils tenen forma de tub o aspecte de bol.
Quan apareixen òrgans parells al voltant de l’eix oral-aboral és possible establir diferents tipus de simetria radial.
Si apareixen dues estructures, és simetria biradial.
Si hi ha dues parelles d’estructures, parlem de simetria tetraradial.
Si hi ha cinc estructures, la simetria és pentaradial (en l’estat larvari tenen simetria bilateral).
Els animals amb simetria radial primària i secundària entren dins el grup radiata, que  no és un grup monofilètic, no té validesa taxonòmica. Inclouria els cnidaris i els ctenòfors.
Simetria bilateral: existeix un pla dors-ventral (sagital) que conté l’eix dorsalventral i l’eix antero-posterior i que divideix el cos en dues parts equivalents (simètriques): dreta i esquerra. Són imatges especulars l’una de l’altra.
Per què apareix la simetria bilateral? Pel moviment, ja que dóna un moviment dirigit i controlat.
El moviment provoca un gradient d’activitats en el cos. Llavors apareix la cefalització (un cap diferenciat). En el cas s’acumularan òrgans nerviosos centrals, òrgans sensorials i estructures relacionades amb l’alimentació. Això crea una polarització del cos. La part del cap s’anomena part cefàlica, i la de darrera part caudal. Hi ha la part dorsal que contacta amb l’ambient, i la ventral relacionada amb al locomoció.
El grup bilateria conté els animals que tenen simetria bilateral primària. En aquest cas sí que és un grup monofilètic.
Terminologia anatòmica de direcció i posició en un quadrúpede: El pla sagital conté els eixos dors-ventral i l’antero-posterior. Separa la part esquerra i dreta del cos.
El pla frontal conté els eixos antero-posterior i dreta-esquerra. Divideix el cos en la part dorsal i ventral.
El pla transversal té els eixos dorsal-ventral i el dreta-esquerra. Divideix el cos en la part anterior (cap) i la posterior (cul).
Terminologia anatòmica de direcció i posició en un bípede: L’eix antero-posterior es diu eix vertical. El dors-ventral es diu eix sagital. El dreta-esquerra es diu frontal (separa entre part superior o cranial i inferior o caudal).
Podíem distingir entre simetria primària i secundària.
Els animals que són radiats presenten simetria radial en estat primari i secundari, independentment de si són sèssils o si són mòbils. Generalment, els que són mòbils són nedadors dèbils o flotadors.
En canvi, els bilaterals sempre presenten simetria bilateral primària. Quan són adults i mòbils (mosca) generalment tenen simetria bilateral. Però en alguns casos, quan sèssils o es mouen relativament poc, poden retornar a una simetria radial en estat adult (això és el cas típic dels equinoderms): quan són larves tenen simetria bilateral i en un estat avançat es veu la simetria bilateral. En adults tenen simetria pentaradial.
El tema està en que els bilaterals, encara que després siguin radials, sempre es detecten caràcters que indiquen que han estat bilaterals. En una estrella de mar, es pot veure la madreporita, que ja permet formar un eix bilateral (formar un pla sagital). Podem parlar d’una simetria bilateral emmascarada per una radial. Quan es retorna a un tipus de vida sèssil o sedentària es torna a la simetria radial.
Desenvolupament embrionari i cavitat corporals En el desenvolupament embrionari ens podem fixar en caràcters concrets: - Tipus de segmentació del zigot i capes germinals primàries.
Formació del celoma i destí del blatòpor.
Tipus de cavitats corporals que s’acaben formant.
Tipus de segmentació de l’ou i capes germinals primàries 1.
2.
3.
4.
5.
Fecundació.
Segmentació + bastulació.
Gastrulació.
Formació dels òrgans corporals (organogènesi).
Creixement.
Els tres primers punts són essencials per entendre l’arquitectura corporal.
1. Fecundació.
Procés d’unió dels gàmetes femení i masculí. L’òvul és equivalent a l’ou, i el zigot és l’òvul fecundat. En l’òvul i en el zigot recent fecundat podem distingir una polaritat: hi ha dos pols oposats. Són el pol animal i el pol vegetal (o vegetatiu). En l’animal es concentra el nucli i citoplasma i hi ha poc vitel (substàncies de reserva), és una zona de molta activitat metabòlica.
Entremig dels dos pols hi ha el creixent gris: és una zona de citoplasma rica en poliribosomes.
El tipus d’ou que hi ha és essencial pel tipus de fragmentació. Els tipus d’ou es classifiquen segons la quantitat de vitel i la disposició: - - - - Oligolecítics i isolecítics: hi ha poc vitel i distribuït de manera uniforme. És el cas dels mol·luscs, equinoderms, procordats, marsupials i euteris (aquests tenen tan poc vitel que es diu que són al·lecítics).
Mesolecític i heterolecítics: vitel en quantitats moderades i es troba en grànuls repartits.
Grànuls més petits cap als pols i més grans cap al centre. Típic de teleostis, típic d’amfibis...
Polilecítics i telolecítics: tenen molt vitel i això fa que el nucli i el citoplasma quedin relegats a un casquet perifèric (telolecític). Ho tenen els cefalòpodres, selacis (taurons), alguns amfibis, monotremes, rèptils i ocells.
Polilecítics i centrolecítics: també tenen molt vitel però canvia la distribució del citoplasma, que forma una capa perifèrica al voltant de tot l’ou. Es troba en molts artròpodes (insectes).
2. Segmentació.
El zigot experimenta un procés de mitosis successives. Comencen a formar-se cèl·lules que queden unides, va augmentant el nombre de mitosis, i al final es crea una estructura en forma de móra, que s’anomena mòrula. En aquest procés hi ha molta divisió cel·lular però poc increment de mida. Cada una de les cèl·lules que es formen en aquest procés de segmentació s’anomena blastòmer.
El procés de segmentació varia amb els diferents tipus d’ou.
- - Segmentació total o holoblàstica: aquesta pot ser igual o desigual. Ho fan els ous isolecítics i els heterolecítics.
En els isolecítics els solcs de segmentació s’estenen al llarg de tot el zigot. Es diu total igual perquè tots els blastòmers són iguals, més o menys de la mateixa mida.
Els heterolecítics tenen solcs de segmentació estesos al llarg de tot el zigot però com la distribució del vitel era heterogènia es formen diferents tipus de blastòmers (petits en el pol animal i grans en el pol vegetal). Els petits es diuen micròmers i els grans macròmers.
Segmentació parcial o meroblàstica. Pot ser discoïdal o superficial. Els solcs de segmentació no travessen el zigot.
En els telolecítics i centrolecítics en el moment de dividir-se, com que tenen molt vitel, no acaben de travessar el zigot.
En els telolecítics la segmentació es fa en el pol animal un disc de blastòmers i en la resta del zigot un vitel no segmentat (els solcs no han pogut travessar el vitel).  Discoïdal.
En els centrolecítics el nucli (que està entremig del vitel) experimenta un gran nombre de mitosis i apareix una massa cenocítica (massa de vitel amb molts nuclis que prové de la divisió dels nuclis). A la següent fase els nuclis es van movent cap a la zona perifèrica, on hi ha el citoplasma. Llavors es formaran les membranes cel·lulars i tindrem una capa perifèrica de cèl·lules. Però al mig queda encara la massa de vitel amb alguns nuclis.
Segons el destí dels blastòmers es pot fer una altra classificació: - Segmentació indeterminada: cada blastòmer, si se’l separa de l’embrió, dóna un individu complert. Això passa en deuteròstoms.
Segmentació determinada: cada blastòmer només pot donar una part determinada de l’individu. Principalment en protòstoms.
Una altra classificació segons la disposició que adopten els blastòmers: - - Radial: va associada a la indeterminada. Els solcs de divisió poden ser verticals o horitzontals (meridians o longitudinals). Els blastòmers queden perfectament superposats (perfil circular al voltant d’un eix).
Espiral: va associada a la segmentació determinada. Els plans de segmentació són oblics: un blastòmer fill queda entre dos blastòmers pares. Queden capes horitzontals però alternades. Per tant la disposició dels blastòmers és espiral al voltant de l’eix de polaritat.
2. Blastulació.
Segons el tipus de segmentació tenim diferents tipus de blàstules.
A) B) C) D) Celoblàstula.
Estreroblàstula.
Discoblàstula.
Periblàstula.
Cas de la celoblàstula: el blastocel està envoltat per una capa regular de cèl·lules.
Si la segmentació és igual el blastocel és més gran, si és desigual és més petit.
Els blastòmers al voltant de la blàstula poden ser més o menys iguals o diferents. A vegades el blastocel no es forma, depenent de la segmentació, llavors es parla de blastocel virtual.
3. Gastrulació.
És una reorganització tridimensional de la blàstula. A través d’aquest procés es formen dues capes germinals primàries (ectoderma i endoderma).
Les blàstules originen gàstrules per processos d’invaginació o altres processos (ingressió, delaminació...). Explicarem un: Formació de la gàstrula per invaginació o embòlia.
Explicarem aquest procés amb un eriçó de mar: Formació del celoma i futur del blastòpor La blàstula té una gran cavitat interna. Apareix una depressió en una part de la blàstula que va progressant. Aquest plec va creixent cap a la part interior, fins acabar constituint al final una bossa, una gàstrula.
Parts de la gàstrula: - Cavitat nova que forma la gàstrula: arquenterón.
Capa de cèl·lules que envolta l’arquenterón: endoderma.
Orifici que obre l’arquenterón a l’exterior: blastòpor.
Una fulla germinal primària és l’endoderma, i una altra és la capa més externa de la gàstrula, l’ectoderma. Com s’ha format a partir d’una celoblàstula, direm que és una celogàstrula.
L’ectoderma donarà l’epiteli de la superfície corporal (epidermis). L’endoderma originarà l’epiteli del tub digestiu (gastrodermis). L’arquènteron serà el tub digestiu, i el blastòpor serà la boca (en els protòstoms) o l’anus (en els deuteròstoms).
Tot el procediment aquest no és sempre homogeni. Aquest exemple només es dóna en l’invaginació.
Hi ha altres opcions en les quals l’arquènteron i el blastòpor no es formen d’aqeusta manera, sinó per processos secundaris. El que sí que es forma en tots els casos són les dues fulles primàries: endoderma i ectoderma.
Hi ha un grup d’organismes que el seu desenvolupament acaba aquí, no progressa més el seu desenvolupament, en estat adult només tenen dues capes germinals primàries. Aquests animals que les seves estructures deriven solament de dues capes germinals s’anomenen diploblàstics.
Aquest grup d’organismes coincideix amb els radiats.
En el cas dels radiats cnidaris (pòlips i meduses) veiem que en estat adult la seva estructura corporal és relativament senzilla perquè nomé tenen ectoderma i endoderma. Entremig de els dues hi ha una massa gelatinosa que es diu mesoglea. En la mesoglea generalment no tenen cèl·lules o tenen molt poques.
A la resta d’animals que tenen teixits, es presenta una tercera capa germinal, el mesoderma.
Aquesta es forma entre l’ectoderma i l’endoderma. Pot derivar de l’ectoderma, de l’endoderma o dels dos.
Els animals que tenen teixits que provenen de tres fulles germinals, s’anomenen triploblàstics.
Coincideixen amb els bilaterals. Hi ha alguns bilaterals que presenten una nova cavitat que s’anomena cavitat celomàtica (o celoma), que està delimitada pel mesoderma. Aquesta capa del mesoderma que la delimita es diu peritoneu mesodèrmic.
En bilaterals celomats el celoma hi ha dues maneres de formar-se el celoma. Es pot formar per un procés que s’anomena esquisocèlia o per un que es diu enterocèlia.
En el primer cas el celoma es forma a partir d’unes cèl·lules que s’anomenen esbossos mesodèrmics. Són un grup de cèl·lules d’origen endodèrmic que es formen a la base de l’arquènteron. Aquestes cèl·lules van creixent i es van organitzant de tal manera al voltant del tub digestiu que acaben delimitant una cavitat.
En el segon cas (enterocèlia) apareixen evaginacions en la paret de l’arquènteron. Aquestes evaginacions van progressant a banda i banda i s’acaben separant totalment de les parets de l’arquènteron. Quan se separen, delimiten les cavitats celomàtiques, que es desenvolupen per creixement.
Tendències en el desenvolupament de Bilateria Hi ha grups d’animals protòstoms (mol·luscs, anèl·lids i artròpodes) i deuteròstoms (equinoderms i cordats). Sembla que hi ha una congruència (associació) de caràcters.
Els protòstoms tenen segmentació espiral del zigot, el celoma es forma per esquisocèlia i la boca deriva del blastòpor o de les proximitats.
Els deuteròstoms tenen segmentació radial, el celoma es forma per enterocèlia i l’anus ve del blastòpor.
Els cordats vertebrats (la majoria) ho tenen tot com a deuteròstoms però el celoma es forma per una esquisocèlia que ha evolucionat com una enterocèlia modificada.
Tipus de cavitats corporals En els bilaterals podem trobar-nos casos en els que no hi hagi cavitats internes (deixant a part el tub digestiu), i altres en els que sí que n’hi hagi. En aquests últims pot existir una cavitat primària (pseudoceloma) i una secundària (celoma).
La primària està envoltada per la matriu extracel·lular. Quan aquesta cavitat està envoltada per un epiteli, com és el cas del celoma, es diu que és una cavitat secundària.
Els eumetazous (animals amb teixits) els podem ordenar segons les cavitats corporals que tinguin, o si no en tenen: - a) b) c) d) Diblàstics (radiats): només tenen ectoderma i endoderma, per tant no tenen cap cavitat.
Triblàstics (bilaterals):  Acelomats: no tenen cap cavitat.
 Pseudocelomats o blastocelomats: tenen un pseudoceloma.
 Celomats: tenen una cavitat secundària, un celoma.
Veiem els diblàstics.
Acelomats: A l’exterior l’endoderma, al mig l’endoderma envoltant el tub digestiu, i entre els dos no hi ha cap cavitat, però sí una massa de cèl·lules mesodèrmiques, el parènquima. El mesoderma no delimita cap cavitat. Aquest parènquima no són més que cossos de cèl·lules musculars.
Pseudocelomats: ectoderma per fora, endoderma envoltant el tub digestiu, i una capa interna per dins de l’ectoderma que és el mesoderma (cèl·lules musculars). Entre el mesoderma i les parets del tub digestiu hi ha una gran cavitat, el pseudoceloma. No és autèntic perquè no està envoltat de peritoneu mesodèrmic. Només està envoltat per mesoderma per una de les dues bandes de la cavitat. En aquesta cavitat hi ha un líquid que s’anomena líquid pseudocelomàtic. El pseudoceloma són restes del blastocel.
Celomats: la cavitat està envoltada totalment de peritoneu mesodèrmic, per això es un autèntic celoma. Moltes estructures i òrgans es desenvolupen dins o al voltant del celoma. Per mantenir aquests òrgans en posició i que no ballin, existeix una doble capa de mesoderma que es denomina mesenteri. Per exemple, evita que el tub digestiu vagi ballant. El líquid dins el celoma és el líquid celomàtic.
Podem establir una classificació, segons el concepte de complexitat creixent (de lo més senzill a lo més complex). (La c és l’aparició del celoma).
O segons la teoria de l’arquicelomat (és la classificació més acceptada, ja que també l’avalen proes moleculars). (Els cordats i éssers humans haurien perdut el celoma).
Metamerització: La metameria és la repetició seriada d’unitats corporals al llarg del cos en celomats que té el seu origen en la subdivisió del celoma en cavitats separades. El celoma es pot compartimentar.
En els anèl·lids i els crustacis es veuen unitats repetides (segments). En vertebrats, la metamerització es pot veure en alguns sistemes, però no afecta al tegument. Per exemple, es pot veure en la columna vertebral, el múscul dels peixos...
La metameria comporta l’aparició de metàmers: cada una de les unitats corporals que es repeteixen en els animals metameritzats. Un animal metameritzat té n metàmers. Aquests metàmers tenen internament uns septes. Un septe separa cavitats celomàtiques entre metàmers contigus. En cada un dels metàmeres es repeteixen unes estructures i òrgans. En cada un poden haver-hi aparells reproductors, estructures relacionades amb l’excreció (nefridis), ganglis nerviosos...
Els òrgans que no es repeteixen mai són d’origen endodèrmic. Són mesodèrmics, o ectodèrmics.
Metamerització homònoma: tots els metàmers són similars, més o menys iguals. La metameria també afecta al tegument. (Cuc).
Metamerització heterònoma: els metàmers poden ser de diferents tipus. Els metàmers similars s’agrupen en zones denominades tagmes. Això passa en els artròpodes. (Llagosta).
Pseudometameria: metameria falsa. És falsa perquè si bé presenten un aspecte segmentat, aquesta segmentació no afecta al celoma, i per tant no es pot considerar com una verdadera metameria. Una segmentació serà una falsa metameria (en alguns llibres parla de segmentació com a metameria).
Per exemple, en el cas dels cestodes, com la tènia, en la part anterior hi ha una part de fixació i tot el cos presenta uns anells molt ben delimitats externament. Sembla un animal metameritzat, però els septes no afecten al celoma, ja que els platihelmints són acelomats. Si féssim un tall d’un d’aquests anells veuríem que entre l’ectoderma i el tub digestiu hi ha parènquima, el mesoderma, que no alberga cap cavitat (no hi ha celoma). En un mateix anell té l’aparell reproductor masculí i femení, es van carregant d’ous i al final els expulsen a l’exterior. Sí que tenen òrgans que es van repetint en els anells. Tot i que es repeteixen òrgans interns i es vegin segments, no és una metameria verdadera.
Aquí segmentació = metameria.
La metameria ha aparegut en els anèl·lids, els nematodes, els equinoderms i els cordats. Per tant en aquest cas la metameria és una homoplàsia, perquè s’ha originat independentment. Es pot haver creat per convergència o reversió.
...