Tema 3: Arquitectura corporal (2014)

Apunte Español
Universidad Universidad Autónoma de Barcelona (UAB)
Grado Genética - 1º curso
Asignatura Zoologia
Año del apunte 2014
Páginas 6
Fecha de subida 21/10/2014
Descargas 2
Subido por

Descripción

Apuntes de la asignatura de zoología del primer curso del grado de genética de la universidad autónoma de barcelona

Vista previa del texto

Biologia animal i vegetal – Mòdul III: Zoologia TEMA 3: ARQUITECTURA CORPORAL l'arquitectura corporal és el conjunt de característiques anatòmiques pròpies. --> FÍLUMS Nivells de complexitat estructural: • No sempre responen a una escala filogenètica: organismes simples poden estar emparentats amb altres de molta complexitat • Hi ha diferents graus de complexitat anatòmica, estructural • Hi ha 4 caràcters per analitzar els patrons d'arquitectura corporal, i estan relacionats amb: ◦ Uni o pluricel·lularitat ◦ Absència o presència de teixits ◦ Tipus de simetria corporal ◦ Desenvolupament embrionari i cavitats corporals SIMETRIA BILATRAL (primària) EQUINODERMs --> larves.
Tots els bilaterals, encara que secundàriament tinguin una simetria radial, sempre hi ha alguna pista que determina la bilateralitat.
Sempre hi ha una simetria bilateral emmascarada per una simetria radiada.
3.1 UNI O PLURICEL·LULARITAT Un organisme pot estar format per una sola cèl·lula (unicel·lular), o per dues o més cèl·lules (pluricel·lular) • Unicel·lulars Són els que anomenem protozous. Tenen un nivell de complexitat limitat per la membrana cel·lular, en funció dels seus orgànuls. Poden ser solitaris, és a dir, viure separadament els uns dels altres, o poden ser colonials, formant agrupacions d'individus que viuen units però mantenen la seva independència.
El cas de màcima complexitat colonial té com a protagonistes els Proterospongia (coanoflagel·lats), ja que existeixen dos tipus cel·lulars diferents: les cèl·lules perifèriques (per motilitat i protecció) i les centrals o internes (ameboides per reproducció). No és segur, però aquest tipus d'organització podria constituir l'origen dels animals.
• Pluricel·lulars Són els metazous. Formats per moltes cèl·lules que es comuniquen entre sí i que tenen funcions diferenciades dins un mateix organisme.
3.2 ABSÈNCIA O PRESÈNCIA DE TEIXITS Els teixits són agregats de cèl·lules morfològicament i fisiològicament similars, organitzats per a dur a terme una funció comú 3.2.1.
Nivell atissular Tenen diferents tipus cel·lulars amb una mateixa funció (cada un dels tipus de cèl·lules té una mateixa funció), però aquests no estan organitzades, coordinades (no tenen teixits vertaders). Totes les cèl·lules són totipotents (poden esdevenir un altre tipus cel·lular).
Aquest tipus d'animals s'anomenen “PARAZOA” (esponges, placozoa, etc) no és un grup monofilètic.
Les esponges tenen un nivell atissular de tipus asconoide. En l'esponja l'aigua entra per cèl·lules de forma tubular i va fins la cavitat central, on hi ha molts tipus cel·lulars.
1 Biologia animal i vegetal – Mòdul III: Zoologia 3.2.2.
Nivell tissular Els animals que tenen presència de vertaders teixits s'anomenen EUMETAZOA (és un grup monofilètic). Tenen teixits epitelial, connectiu, muscular i nerviós, i hi ha organització cel·lular.
◦ Òrgan: agrupació de teixits (amb predominància d'un de concret) amb una funció especialitzada ◦ aparell: Conjunt localitzat d'òrgans amb una funció comú, formats per diferents tipus de teixits.
◦ Sistema: conjunt d'òrgans associats extensos per tot el cos, format pel mateix tipus de teixit.
TEIXIT --> ÒRGAN --> APARELL/SISTEMA 3.3 TIPUS DE SIMETRIA CORPORAL Hi ha diferents llocs on poden viure els animals en la columna d'aigua, i aquest fet pot estar relacionat estretament amb la seva simetria corporal Bentònic: viu sobre o dins del fons d'un ecosistema aquàtic Sèssil: està fixat a un substrat Pelàgic: neda o flota en la columna d'aigua, sempre en mar obert fora de la plataforma continental Plancton: flota en la massa d'aigua. Si neda, és un nedador passiu, no pot oposar-se a les forces de les corrents o l'oratge.
Necton: neda activament, es pot oposar a la corrent i anar cap on vol.
Entenem per simetria l'equilibri de les proporcions o correspondència de la mida i forma de les parts o estructures situades en els costats oposats en un pla. Quan tenen simetria, parlem de que com a mínim tenen un pla de simetria. Pot existir de manera primària (en estat embrionari i larvari) i de manera secundària (en estat adult) 3.3.1.
Asimetria 3.3.2.
Simetria radial 3.3.3.
Simetria bilateral Sense un pla simètric. En aquest grup s'hi troben les esponges, que són sèssils, no tenen locomoció i no tenen sensibilitat. No es dóna cap mena de comunicació entre els individus.
(Individus sèssils o pelàgics com Ctenophora i Cnidaris: pòlips i meduses; si la seva simetria 1ª i 2ª és radial = “Radiata”).
Tenen un eix corporal i molts plans de simetria. Quan hi ha tub digestiu, un dels extrems de l’eix està a la boca i l’altre a l’extrem oposat, per això es diu Eix Oral-Aboral.
Qualsevol pla que conté l’Eix divideix el cos en 2 parts equivalents Aquesta simetria pot ser modificada per l’aparició d’estructures parelles als costats de l’Eix; llavors parlem de Simetria Biradial (1 parell), Tetraradial (2 parells) o Pentaradial (5 o múltiples).
(Individus anomenats Bilateria com Platihelmints, vertebrats, majoria d’animals actuals).
Existeix un Pla Dors-Ventral o Sagital que inclou l’Eix Antero-Posterior i que divideix el cos en 2 parts equivalents o simètriques. Apareix en animals amb moviment dirigit, controlat. Això determina un gradient d’activitats (el cos no rep la mateixa informació durant el desplaçament). Això ha suposat un procés de cefalització, que fa referència a la concentració d’estructures sensorials, relacionades amb l’alimentació (boca) i SNC a la part de davant= cap diferenciat. Això implica una polaritat: - Zona anterior: zona cefàlica - Zona posterior: relacionada amb l’evacuació - Zona dorsal: contacte ambiental - Zona ventral: relacionada amb la locomoció Terminologia anatòmica de direcció i posició: Quadrúpedes - Pla parasagital: pla paral·lel al sagital, que no és de simetria.
- Pla frontal: inclou antero-posterior i dreta-esquerra (divideix el cos en dorsal-ventral).
- Pla transversal: inclou dors-ventral i dreta-esquerra (divideix en part anterior/cranial i posterior /caudal) Bípedes Els plans es diuen igual. El que canvia són els noms dels eixos: - Eix antero-posterior = vertical - Eix dorso-ventral = sagital - Eix dreta-esquerra = frontal Resum: quadrúpedes Pla transversal Anterior> cranial Posterior >caudal Pla frontal Dorsal >superior Ventral >inferior bípedes Pla transversal Pla frontal Superior >craneal Ventral >anterior Inferior >caudal Dorsal >posterior 2 Biologia animal i vegetal – Mòdul III: Zoologia 3.4 DESENVOLUPAMENT EMBRIONARI I CAVITATS CORPORALS La complexa forma d’un animal es construeix a partir d’un zigot a través d’un procés característic de desenvolupament embrionari. Consta d’unes etapes comunes en totes les espècies, però amb certes variacions. Ens fixarem en tres trets: 3.4.1.
Tipus de segmentació del zigot i numero de capes germinals primàries durant el desenvolupament de l'animal hi ha etapes molt importants 3.4.1.1.
Fecundació 3.4.1.2.
Segmentació acompanyada de blastulació És un concepte que va associat a la reproducció sexual. És el procés d'unió dels gàmetes masculí i femení.
Considerem que l'òvul és equivalent a ou. I el zigot és l'òvul fecundat.
Tant en l'òvul com en el zigot acabat de fecundar hi ha una polaritat, existeixen el pol animal i el pol vegetal o vegetatiu. En el pol animal es concentra el nucli, el citoplasma i hi ha poc vitel (substàncies de reserva) en canvi en el pol vegetal o vegetatiu hi ha bàsicament el vitel o substàncies de reserva. Entremig hi ha el creixent gris, que és una concentració o acúmul de citoplasma, amb abundants poliribosomes; és una làmina prima en forma de mitja lluna.
Es poden distingir diferents tipus d'ou, els ous es poden diferenciar segons la quantitat i la distribució del vitel • Oligolecític o isolecític Tenen poc vitel i la seva distribució és homogènia. El nucli està al mig del citoplasma. Els animals que tenen aquest tipus d'ou són els Nemertins (tipus de cuc), la majoria de mol·luscs, els equinoderms, els procordats i alguns grups de mamífers com els marsupials o els euteris. Els euteris (mamífers placentaris) tenen tan poc vitel que els ous s'anomenen al·lecítics • Mesolecítics o heterolecítics Tenen una quantitat moderada de vitel, amb una distribució heterogènia. Forma grànuls petits a prop del pol animal i grànuls més grans a prop del pol vegetal. Els animals que tenen aquest tipus d'ou són els annèl·lids, alguns mol·luscs, Teleostis (peixos amb esquelet ossi) i és típic dels amfibis.
• Polilecítics Tenen una gran quantitat de vitel.
◦ Telolecítics: En alguns el nucli i el citoplasma queden en un casquet perifèric. Ho tenen els cefalòpodes, els celacis (taurons), alguns amfibis, els monotremes, els rèptils i els ocells.
◦ Centrolecítics: També hi ha molt vitel però canvia la distribució del citoplasma. El vitel ocupa gran part central de l'ou i el citoplasma forma una capa perifèrica al voltant de tot l'ou. El nucli es troba immers dins el vitel. Aquest tipus d'ou és molt comú en tot tipus d'artròpodes.
El zigot experimenta un procés successiu de mitosis. Comencen a formar-se noves cèl·lules que queden unides per mitosi i al final s'acaba formant una estructura en forma de mòra (mòrula) on queden totes les cèl·lules agrupades i amb un relleu superficial de BUUULTOOOOOS. Cada una de les cèl·lules que es formen per segmentació s'anomena blastoma (una mòrula està formada per blastomes). El procés de segmentació varia segons el tipus d'ou: 3 Biologia animal i vegetal – Mòdul III: Zoologia 3.4.1.2.1.
Segmentació total o holoblàstica pot ser igual o desigual.
• Igual Té lloc en els ous isolecítics. Els solcs de segmentació s'extenen al llarg de tot el zigot (són els llocs per on es divideixen les cèl·lules del zigot) s'anomena així perquè tots els blastomes que formen la mòrula són més o menys iguals.
• Desigual La poden experimentar ous isolecítics però també ous heterolecítics. Es produeix un tipus de segmentació total però desigual. Els solcs de segmentació també s'extenen al llarg de tot el zigot però – en el cas dels ous heterolecítics – com que el vitel està distribuit heterogèniament dins el zigot, apareixen blastomes de diferent mida: hi ha blastomes petits en el pol animal (micròmers) i blastomes més grans en el pol vegetal (Macròmers) 3.4.1.2.2.
Segmentació parcial o Meroblàstica Significa que els solcs de segmentació no travessen el zigot degut a la gran quantitat de vitel que tenen aquests ous. Per tant la trobarem en els ous telolecítics i centrolecítics.
• Discoidal Té lloc en els ous telolecítics. Els solcs de segmentació no creuen el zigot, només queden limitats en el pol animal. Llavors en el pol animal apareix un disc de blastomes (blastoderma), i en la resta de l'ou el que hi ha és el vitel no segmentat.
• Superficial Té lloc en els ous centrolecítics. Els solcs tampoc travessen el zigot, el nucli experimenta un gran nombre de mitosis i apareix una massa cenocítica (gran nombre de nuclis). Després aquests comencen a moure's cap a la zona on hi ha el citoplasma (a la zona perifèrica) i tindrem una capa perifèrica de blastomes.
Si tenim en compte el destí dels blastòmers també tenim dos tipus de segmentació: • Indeterminada: cada blastòmer dóna un individu complet.Es dóna principalment en deuteròstoms.
• Determinada: cada blastòmer dóna solament una part determinada de l'individu. Principalment es dóna en Protòstoms.
També hi ha una altra classificació segons la disposició que adopten els blastòmers • Radial: va associada a la segmentació indeterminada. Durant aquest procés els solcs de segmentació es formen de manera: meridians i longitudinals. Si en la mòrula s'hi estableix un eix de polaritat veuriem que la disposició dels blastomes és radial.
• Espiral: va associada a la segmentació determinada. Un blastòmer fill queda entremig de dos blastòmers pares. Es formen capes horitzontals de blastòmers però la seva orientació és alternada, de manera que els blastòmers tenen una disposició espiral al voltant de l'eix de polaritat de la mòrula.
Després de la mòrula (quan aquesta creix) passa a la morfologia de blàstula. Hi ha diferents tipus de blàstula, però en el nostre cas només n'estudiarem una.
• Celoblàstula la celoblàstula procedeix d'un procés de segmentació total. Tant en el cas de segmentació total igual com en el cas de segmentació total desigual hi ha un gran espai enmig de la blàstula. En aquesta cavitat (que és més gran en la total igual) hi ha el líquid blastocèlic, la cavitat s'anomena blastocel, i està envoltat d'un sol tipus de cèl·lules.
3.4.1.3.
Gastrulació La gastrulació és una reorganització tridimensional de la blàstula. Hi ha dues capes germinals primàries: ectoderma i endoderma. El model que estudiarem és el de formació de la gàstrula per invaginació o embòlia.
Exemple de gastrulació: eriçó de mar (característiques) ▪ Ou isolecític ◦ Segmentació total (holoblàstica) igual, indeterminada, radial ◦ Celoblàstula ◦ Gastrulació per invaginació o embòlia: apareix una depressió en una part de la gàstrula que mira cap a l'interior, cap a la zona on hi ha el blastocel. El plec va creixent de manera progressiva cap a la part interior per acabar formant la gàstrula, que és l'etapa final d'aquest procés. Parts de la celogàstrula: ▪ Arquenteron: nova part, delimitada per una capa germinal primaria de cèl·lules que és l'endoderma.
Aquest arquenteron s'obre a l'exteron a través del blastoporo • Donarà lloc al tub digestiu • Blastòpor: dóna lloc a la boca en els animals protòstoms i a l'anus en els animals deuteròstoms.
• Hi ha casos en els quals l'arquenteron i el blastòpor no es formen d'aquesta manera sinó a partir de processos secundaris.
▪ Endoderma i exoderma: la capa interna de la gàstrula (endoderma) i la capa més externa (exoderma).
• Ectoderma: epiteli de la superfície corporal (epidermis) • endoderma: eliteli del tub digestiu (gastrodermis) 4 Biologia animal i vegetal – Mòdul III: Zoologia • ▪ 3.4.2.
hi ha un grup d'organismes en el qual el seu desenvolupament acaba aquí; en forma adulta només tenen dues capes (ectoderma i endoderma). Aleshores aquestes capes es modificaran i donaran lloc a totes les estructures --> totes les seves estructures coroporals provenen de l'ectoderma i de l'endoderma; aquests organismes s'anomenen diblàstics, que es correspon amb els radiats (no és un grup monofilètic però comparteixen aquest caràcter) --> Phylum Cthenophora i Phylum Cnidaria. Entre l'ectodermis i l'endodermis hi ha una capa que s'anomena mesoglea, on no hi ha cèl·lules.
Mesoderma: és una capa germinal que es forma entre l'ectoderma i l'endoderma; hi ha vàries possibilitats del seu origen depenent del grup d'animals (pot derivar de l'ectoderma, de l'endoderma o dels dos); els animals que tenen aquestes tres fulles s'anomenen triblàstics o triploblàstics; i aquest concepte coincideix amb el concepte BILATERIA. En tots ells trobarem tres capes.
Formació del celoma/destí del blastòpor Alguns grups presenten una nova cavitat anomenada cavitat celomàtica, que es forma dins el mesoderma. La capa que envolta el celoma és el peritoneu mesodèrmic. El celoma es pot formar de diferents maneres: ◦ Esquisocèlia: el celoma es forma a partir dels esbossos mesodèrmics (grup de cèl·lules d'origen endodèrmic que es formen a la base de l'arquenteron). Aquestes cèl·lules van creixent i es van organitzant de tal manera al voltant del tub digestiu que acaben delimitant una cavitat (se situen als dos costats del tub digestiu) aquesta cavitat forma el celoma.
◦ Enterocèlia: procés basat en l'aparició d'evaginacions en la paret de l'arquènteron. Aquestes evaginacions van progressant a banda i banda fins que acaben separant-se completament de la paret de l'arquènteron, delimitant la cavitat celomàtica. Per tant, per creixement, s'obtindrà la mateixa situació que en esquisocèlia.
◦ Tendèndies en el desenvolupament en BILATERIA ▪ Protòstoms: segmentació espiral del zigot, el celoma es forma per esquisocèlia i la boca deriva del blastòpor o de les proximitats del blastòpor.
▪ Deuteròstoms: segmentació radial del zigot, el celoma es forma per enterocèlia i el seu anus deriva del blastòpor o de les proximitats d'aquest. En la majoria de vertebrats, que tenen segmentació radial, el seu celoma es forma per una esquisocèlia que prové d'una enterocèlia evolucionada o modificada (tot i ser deuteròstoms i compartir la resta de característiques.
3.4.3.
Tipus de cavitats corporals deixant a part el tub digestiu, hi pot haver diferents nombres de cavitats corporals; pot ser que no en tinguin, que en tinguin de primària o que en tinguin de secundària, i ho exemplificarem en el cas dels metazous, ja que es poden diferenciar pel tipus de cavitats: • Diblàstics no tenen cavitats. No tenen cap cavitat corporal perquè només tenen ectoderma i endoderma, i no hi ha cap mena de cavitat addicional a part de la cavitat intestinal. En són exemples meduses i pòlips (radiata) • Triblàstics ◦ Acelomats (no tenen cavitats): Externament tenen ectoderma, al mig del tub digestiu envltat d'endoderma i entremig hi ha una massa de cèl·lules mesodèrmiques que es denomina parènquima; això són cossos de cèl·lules musculars.
◦ Pseudocelomats o Blastocelomats: tenen una cavitat primària, que es caracteritza perquè està envoltada per la matriu extracel·lular. A més tenim una capa interna irregular anomenada mesoderma, representat per la musculatura. Entre el mesooderma i les parets del tub digestiu hi ha una gran cavitat, el pseudoceloma (no és un autèntic celoma, ja que un autèntic celoma sempre està envoltat de peritoneu mesodèrmic, i el pseudoceloma només està envoltat de peritoneu mesodèrmic per la part externa). Dins el pseudoceloma hi ha un líquid anomenat líquid pseudocelomàtic. El pseudoceloma són restes de blastocel.
• Celomats (celoma):Tenen una cavitat secundària, que està envoltada per un epiteli (el celoma). La cavitat està totalment envoltada de peritoneu mesodèrmic.
Molts òrgans es desenvolupen dins o al voltant del celoma; per mntenir aquests òrgans en una posició correcta existeix una doble capa de mesoderma que es denomina mesanteri. El líquid que hi ha dins el celoma és el líquid celomàtic.
Hi ha dues teories d'evolució per veure si el celoma és més primitiu o menys; actualment la que es comença a acceptar més és la teoria de l'arquicelomat.
5 Biologia animal i vegetal – Mòdul III: Zoologia • 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. Per exemple en un annèl·lid es veuen els segments externs; està metameritzat.
Els vertebrats també som metameritzats. Aquesta metamerització es pot observar en diverses parts del cos: columna vertebral (metamèria de les vèrtebres) si observem la musculatura d'un peix podem observar que també hi ha segments.
La metamerització és una homoplàsia, perquè s'ha originat independentment en diferents grups d'animals (per convergència o reversió).
La metamerització mai afecta estructures d'origen endodèrmic.
• La metameria comporta l'aparició de metàmers. Els metàmers són les unitats corporals que es repeteixen en els animals metameritzats. En cada un dels metàmers hi pot haver aparells reproductors, estructures relacionades amb la secreció (netridis) hi pot haver ganglis nerviosos... i aquestes estructures es van repetint en cada metàmer. Sempre es repeteixen òrgans d'origen mesodèrmic o òrgans d'origen ectodèrmic (es poden repetir potes, etc.) • Septe: un septe és un tabic intern que separa les cavitats celomàtiques entre metàmers contigus.
• Metàmer: cadascuna de les unitats corporals que es van repetint.
• Metameritzacins: ◦ Homònoma: tots els metàmers són iguals (o molt semblants), tant externament com interna (com en el cas dels cucs de terra) ◦ Heterònoma: els metàmers poden ser de diferents tipus, i es poden agrupar en zones de metàmers més similars que es diuen TAGMES, on tenen tant una morfologia com una funció determinada.
• PSEUDOMETAMERIA És una metameria falsa. Encara que presenten un aspecte segmentat, aquesta segmentació no afecta el celoma i no es considera una metameria vertadera. La segmentació la considerarem com una falsa metameria (tot i que hi ha llibres que l'utilitzen com a sinònim de metameria).
El cas dels Plathielmints Cestodes (tènies) presenten uns anells que es troben molt ben limitats externament; però els tabics no afecten el celoma, perquè són animals acelomats, i és impossible que siguin metameritzats.
6 ...