Vertebrats. Tema 3 (2017)

Apunte Catalán
Universidad Universidad de Girona (UdG)
Grado Biología - 3º curso
Asignatura Vertebrats
Año del apunte 2017
Páginas 9
Fecha de subida 13/09/2017
Descargas 0
Subido por

Vista previa del texto

TEMA 3: LA CAPTURA DE L’ALIMENT. BIOMECÀNICA DE L’ALIMENTACIÓ AL MEDI AQUÀTIC I TERRESTRE Captura de l’aliment Separem alimentació de medi aquàtic i terrestre, perquè l’estratègia d’atrapar l’aliment és totalment diferent en els dos medis.
Quan un animal vol capturar l’aliment en el medi aquàtic, quan l’animal s’acosta a la presa desplaça una massa d’aigua, i la massa d’aigua desplaça la presa. Alimentar-se a l’aigua implica que la força d’envestida ha de ser mes gran que la terrestre, o bé tenir una altre estratègia per acostar la presa cap a ell, com per exemple succionar.
L’altre dificultat és que s’ha de separar l’aliment de l’aigua, és a dir, s’ha de filtrar. Si parlem de peixos, el sistema de filtració és a través de les brànquies, fent passar l’aigua a través de la boca i les fenedures branquials. L’aigua surt per l’opercle, i cap al tub digestiu només hi passa la part sòlida.
Peixos suspensívors Si parlem de peixos suspensívors (que són aquells que mengen aliment en suspensió a l’aigua), bàsicament plantòfags (s’alimenten de petits organismes suspesos en la massa d’aigua), són els tipus de peixos que han de processar més quantitat d’aigua. El problema que tenen és que els arcs branquials per fora queden oberts i l’aliment s’escaparia igual que ho fa l’aigua. Per aquest motiu han desenvolupat les branquiespines, que es tracten d’elements cartilaginosos que tanquen la part de dins de l’arc branquial.
En els peixos ossis es pot detectar molt fàcilment la dimensió de l’aliment que consumeixen, segons la mida d’aquestes estructures. Si són llargues i espesses significarà que el peix consumeix preses de dimensió petita. I si n’hi ha poques i són curtes significarà que el peix s’alimenta de preses de mida gran.
La llengua dels peixos, és una llengua dura, no pas carnosa com la nostra, per tant no és una unitat de neteja de la cavitat bucal, sinó que fins i tot hi tenen dents i actua com a suport de la presa. Hi ha un mucus que aguanta l’aliment i es va movent cap a dins en direcció al tub digestiu, arrossegant l’aliment.
Es diu que viuen en un gran plat de sopa, amb petits aliments que van consumint. Acostumen a ser bons nedadors, impacten sobre la massa d’aigua mentre neden. La natació facilita l’entrada de l’aigua cap a dins i cap a aquestes estructures branquials.
Envestidors continus De filtradors suspensívors tenim des de sardines, anxoves fins a animals de dimensions enormes, com les mantes o el tauró pelegrí.
En els taurons no hi a branquiespines, perquè no tenen opercle. Per evitar que l’aliment s’escapi, tenen unes fenedures més petites (l’aliment surt pels orificis branquials) i eviten així que no s’escapi tant d’aliment com en els peixos ossis.
Les balenes també utilitzen aquest tipus de filtració, però no són peixos i per tant no disposen de branquiespines. Han hagut de desenvolupar unes noves estructures per poder filtrar l’aigua i quedar-se amb l’aliment. Aquestes estructures que han desenvolupat pengen del llavi superior i s’han format a partir de la queratina. S’anomenen barbes o balenes. Frontalment, aquestes barbes estan obertes.
Les balenes són mamífers amb llengua carnosa, on la llengua s’encarrega d’anar netejant per dins el menjar i transportar-lo cap el tub digestiu. Són nedadors continus, per tant utilitzen el mateix sistema que els peixos pelàgics.
Envestidors intermitents La gran majoria de rorquals tenen envestida intermitent, neden amb força amb la boca oberta, emplenen la bossa d’aigua, frenen, tanquen la boca deixant només l’obertura que ajusti la llargada de les barbes i amb la llengua netegen i buiden l’aigua de la boca i després empassen l’aliment.
Suctors Els individus suctors acostumen a ser aus que s’alimenten de material en suspensió i que l’han de filtrar, però no tenen aquesta natació dins la massa continua per envestir l’aliment. Han desenvolupat estructures per fer passar l’aigua dins la boca (succió) i després filtrar-la Disposen d’unes estructures fetes de queratina que acaben sent unes pintes a dalt i baix del bec que fan la filtració (equivalents a les barbes de les balenes). L’aigua se’n va pels costats i fan servir la llengua de pistó amb funció de succió de l’aigua. Un exemple és el becplaner o el flamenc.
Boca protràctil Els peixos més sedentaris que es troben al fons i no son tan bons nedadors, necessiten succionar per fer entrar l’aigua amb l’aliment a la boca. Han desenvolupat un altre mecanisme que es diu protrusió mandibular, on es projecta la maxil·la i la premaxil·la cap a fora. Aquestes dues peces s’haurien anat endavant i no estarien subjectades al crani.
Aquest fet amplia molt la cavitat bucal i provoca que es creï un forat d’aigua dins la boca, amb pressió negativa que fa que l’aliment entri. Al tancar la boca amb força fa entrar l’aliment cap a dins i impulsa el filtratge. També és bo per la respiració i ventilació de les brànquies.
En el procés d’obertura, un cop baixa la mandíbula inferior, les altres estructures pivoten sobre aquesta i la pell acompanya cap endavant. En retornar les peces cap enrere, actuen els adductors, que són els músculs més forts de la mandíbula.
No només ho presenten peixos sedentaris, sinó que per exemple el sorell, que és un gran filtrador i nedador, també presenta protrusió, per així tenir dos mecanismes de captura de l’aliment.
Peixos no suspensívors. Especialitzacions de la dieta Segons les especialitzacions de la dieta, tenim diferents posicions de la boca: - Boca terminal: La boca es troba a la part més terminal (part més anterior del cos). Són peixos que s’alimenten de la columna d’aigua tant si son pelàgics, filtradors, com si s’alimenten a la posidònia o al corall. Un exemple és la juliola (Coris julis).
- Boca subterminal: La posició de la boca és la part més anterior del cos, però tocant a terra, de manera que li és més fàcil xuclar. Acostumen a tenir aquest tipus de boca, peixos que busquen l’aliment pel fons (epibentos), com per exemple la lluerna. Disposen d’una aleta pectoral amb tres radis (dits) que serveixen per moure la sorra i que tenen quimioreceptors (oloren i detecten la presa).
- Boca ínfera: Molt propi dels elasmobranquis, ja que són peixos que es disposen darrere la presa i l’ataquen per dalt, on la presa no els veu. Per exemple el peix gat.
- Boca súpera: propi d’aquells peixos que es queden a la sorra, esperant que la presa passi a prop i per sobre seu, moment en que obren la boca i es llancen sobre la presa. Un exemple és el peix rata.
Els peixos que viuen a grans profunditats i que tenen poques probabilitat d’alimentar-se, degut a hi ha poca abundància de peixos, solen tenir boques extensibles (no són protràctils, no tenen projeccions). Les boques extensibles són aquelles que tenen una gran obertura, per engolir preses de grans dimensions ocasionalment.
Aquestes boques amb grans obertures, solen tenir també dents.
Tota la boca pot estar dotada de dents, per evitar que les presses es tornin a escapar. Fins i tots hi ha unes estructures especials que permeten tirar endavant la faringe on també hi ha dents, per tal d’ajudar a empassar la presa cap al tub digestiu. Aquest tipus de peixos, no es preocupen de tenir branquiespines. Exemples d’aquests tipus de peixos són les morenes o els peixos ballesta.
Alimentació en el medi terrestre En el medi terrestre, el problema de la massa d’aigua desapareix. Normalment no tenim l’aliment en suspensió a l’aire i el principal problema és la gravetat, que l’aliment va cap a terra. A terra pots envestir i atraure les presses, però un cop la presa entra a la boca hi ha d’haver més mecanismes per empassar, ja que els aliments no entren per si sols.
En el medi terrestre per compensar aquest fet, ha aparegut un mecanisme que s’anomena cinètica craniana, i que es basa en què algunes peces del crani es poden moure entre si. Aquestes peces que tenen un cert joc entre elles, no poden estar totalment soldades com en el nostre crani. Les sutures o xarneres de les peces cranianes són flexibles i no s’han soldat totalment.
A l’hora d’atrapar una presa i empassar un aliment els ossos frontals i parietals s’aplanen i després es bomben (la sutura és flexible i permet aquest moviment). L’aparició d’aquest mecanisme comença en els amfibis, tot i ser poc marcat i es desenvolupa molt en rèptils i serps que permet capturar preses de mides immenses en comparació a la mida del seu cos.
En aus comença a desaparèixer tot i que encara n’hi ha algunes que ho presenten, però a mamífers ja desapareix totalment on el crani està soldat completament.
Apareix una sutura flexible que separa els ossos frontals i parietals (ossos superior anterior i posterior). En el paladar secundari es forma una peça (complex palatí), aguantat també per dues sutures flexibles que connecta amb l’os frontal i la peça negra de darrere, el quadrat.
Entre aquestes peces la xarnera és flexible, deixant que es moguin però no pas que es separin.
Quan la boca s’obre, el cap s’aixeca (la part de dalt) i l’obertura de la mandíbula es fa més gran que no pas si només pivotes la mandíbula inferior. La majoria d’animals que són caçadors, quan es preparen per capturar una presa, fan una obertura inicial que és un moviment cinètic de la part de dalt, no de la mandíbula. L’obertura de la mandíbula la fan quan ataquen a la presa. L’obertura inicial i de la mandíbula comprèn els següents passos: - Obertura lenta (fase de preparació) Obertura ràpida (fase de captura, queixalada) Fase de tancament ràpid Fase de tancament lent (no es veu, però és la que fa que totes les peces tornin a la posició inicial) Obertura lenta i obertura ràpida Les fletxes indiquen el múscul, i el gruix de la fletxa indica el treball que exerceix el múscul. La fletxa també ens indica la direcció en que es produeix aquesta força. L’inici de la deformació, en l’obertura lenta comença a partir del moviment del protactor pterigoide, que es tracta d’un dels músculs més importants i forts del crani, que provoca que el paladar llisqui cap endavant, empenyent els ossos frontals i parietals cap amunt i donant aquest forma bombada.
El depressor mandibular fa baixar la mandíbula inferior i separa la mandíbula inferior de l’estructura cranial (normalment no es separa del tot, però en alguns casos sí, com per exemple la serp). Aquest són els dos moviments de l’obertura lenta.
La musculatura mandibulohioidea és la musculatura que està subjectada a la mandíbula inferior i que va fins les costelles. Aquest múscul era un múscul relacionat amb els arcs viscerals i anteriorment amb els arcs branquials, d’aquí el seu nom. Aquest múscul és el principal involucrat en l’obertura ràpida, on estira la mandíbula inferior cap enrere permetent, juntament amb el múscul epaxial que el parietal tiri cap enrere, provocant una gran obertura de la boca.
Tancament ràpid i tancament lent El tancament ràpid va sempre lligat al complex dels adductors mandibulars, que es tracta d’un component fonamental. El complex dels adductors mandibulars provoca una força cap a l’os frontal i provoca el tancament ràpid de la mandíbula. Finalment actua el múscul pterigoide que acaba d’ubicar totes les peces al seu lloc i provoca el tancament lent.
En serps aquestes estructures del crani (quadrat, palatoquadrat) s’han arribat a reduir de manera extrema donant molt més joc a les peces del crani i juntament amb una musculatura molt potent, els hi permet que l’obertura de la boca sigui molt gran per així poder empassarse preses de dimensions molt més grans a la seva. A més a més tenen una projecció de les dents (glifes) quan injecten el verí a la presa. Aquesta projecció de les dents la provoca el lliscament del paladar cap endavant. I quan el paladar retorna a la seva posició inicial, aquestes glifes es pleguen dins la boca i permet a les serps que la boca es pugui tancar.
En ocells la caixa craniana ja està completament soldada (excepte de la base, el paladar) i les peces són molt més hermètiques entre si. Les xarneres (sutures) queden una mica desplaçades endavant. Una de les xarneres es troba entre la part superior del bec superior amb el crani i l’altra a la part inferior del bec amb al crani. Per tant l’obertura lenta no es deu a un moviment del frontal i parietal que provoca aquesta forma bombada, sinó a que el bec pugui tirar amunt.
El múscul pterigoide és el que fa l’obertura lenta, i es manté fins a l’obertura màxima (obertura ràpida), que es dóna gràcies al múscul hioideu amb l’obertura de la mandíbula inferior i al protector mandibular que desplaça el paladar cap endavant. La resta del procés es dóna igual que en els rèptils on el tancament ràpid va sempre lligat al complex adductors mandibulars i finalment actua el múscul pterigoide que acaba d’ubicar totes les peces al seu lloc, és a dir, provoca el tancament lent, que a ulls d’un humà, és invisible.
El desenvolupament d’aquestes estructures en ocells depèn de les necessitats alimentàries, ja que per exemple els pelicans tindran una estructura de la mandíbula molt flexible, degut als seus hàbitats alimentaris, ja que emplena la mandíbula inferior d’aigua. En canvi un picot haurà perdut la cinètica craniana, ja que per les seves necessitats alimentaries necessita tenir un crani dur i compacte per picar les soques dels arbres i amb la seva llengua protràctil alimentar-se dels invertebrats presents.
Altres estratègies Alguns organismes s’han especialitzat a utilitzar el coll com a eina d’impacte sobre la presa, com per exemple les tortugues (quan estan a prop de la presa disparen el coll cap a la presa), tot i que també és típic d’aus amb coll llarg com el bernat pescaire, on tenen unes vèrtebres i una musculatura especialitzada per aquest tipus d’acció.
Els amfibis i els rèptils no disposen d’aquesta estratègia de caça, projectant el coll, i per tant s’han especialitzat a disparar una altra part del cos que és la llengua. Els anurs (granotes i gripaus) projecten una llengua molt potent i gruixuda i els urodels (salamandres i tritons) poden projectar una llengua molt llarga, semblant a la dels rèptils que també poden projectar la llengua, com per exemple els camaleons. No obstant això, tots tres mecanismes són molt diferents.
Les llengües del camaleó i les salamandres es basen en un element de suport que els ajuda a disparar la llengua que són les banyes de l’hioideu. Però d’on provenen aquestes banyes de l’hioideu? Provenen del 2n arc visceral.
Les dues peces que formen la mandíbula s’anomenen cartílag de Meckel (la peça de la mandíbula inferior) i palatoquadrat (peça de la mandíbula superior). El segon arc visceral està format per la hiomandíbula i l’arc hioide.
La hiomandíbula s’acaba convertint en el primer osset de la sèrie d’ossos de l’oïda interna, que inicialment és la columel·la i que s’acabarà convertint en el martell, os que està associat al timpà. Les peces residuals (arc hioide) que es troben a sota de la hiomandíbula són les que es van transformant en estructures cartilaginoses que estan associades a peces de suport de laringe, llengua i les cordes bucals.
L’arc hioideu però, pot tirar endavant cap a la llengua i fer d’os de suport (hyoid horn, banya de l’hioideu). Això permet disparar el múscul de la llengua i capturar la presa. Quan preparen la boca per disparar la llengua i obren lleugerament la boca, es tracta de l’obertura lenta. En els camaleons la banya no és molt llarga i la llengua esta arreplegada en la banya. Quan disparen la llengua, aquesta es desplega i com ja no té un os de suport la llengua es va movent de manera ondulatòria (amunt i avall). Les banyes de les salamandres però, són molt llargues i sí que arriben fins al final de la llengua, per tant no hi ha tant de moviment de la llengua.
En canvi els anurs tenen un múscul de la llengua semblant a la nostre (genioglosus), però la gran diferència a la nostra és que aquesta està al revés, és a dir, tenen la llengua ancorada a la part anterior de la boca (símfisi mandibular) i la projecten endavant i llavors la tornen a plegar endarrere, enduent-se la presa amb ella. No hi ha cap estructura hionoidea de suport, sinó que és tot muscular.
Aquesta estructura de llengua protràctil també es pot trobar en aus insectívores, que tenen una llengua llarguíssima amb una banya de l’hioideu. La banya els hi queda plegada al voltant del crani.
TEMA 4: ESQUELET POSTCEFÀLIC I APENDICULAR (ESQUELET AXIAL) L’aparició de l’esquelet axial s’origina de manera similar que l’esquelet cefàlic, on els ossos van reemplaçant en major o menor grau l’estructura cartilaginosa, en aquest cas la notocorda.
Tots els vertebrats primitius comencen movent-se ondulatòriament dins de l’aigua. Aquest moviment ondulatori es dóna gràcies a la musculatura troncal que es divideix en una sèrie de segments idèntics a banda i banda del cos que s’anomenen miòmers. Els miòmers són unes bandes dorsiventrals laterals en el peix que activen la musculatura ondulatòria. Si les bandes dorsiventrals de l’esquerra del peix es contrauen, el peix es plegaria cap al costat esquerra, i si les bandes dorsiventrals de la dreta es contrauen, el peix es plegaria cap a la dreta. Així doncs, l’ondulació es dóna quan s’alterna la musculatura dels miòmers (esquerra-dreta, esquerra-dreta).
Inicialment, els primers peixos que presentaven aquesta estructura tenien un sol element fibrós que era la notocorda. A mesura que aquesta musculatura es va anar fent més potent, van començar a aparèixer cartílags sobre la notocorda, la qual cosa, li donaven més duresa.
Aquests cartílags, que donaven més duresa a la notocorda, són els que acaben donant lloc a les vèrtebres. Les vèrtebres no únicament donaran reforç a la notocorda, sinó que també protegiran la corda nerviosa.
...

Comprar Previsualizar