Historia de los animales (2015)

Resumen Español
Universidad Universidad de Valencia (UV)
Grado Bioquímica y Ciencias Biomédicas - 1º curso
Asignatura Diversidad biológica
Año del apunte 2015
Páginas 4
Fecha de subida 20/03/2016
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T-14: HISTORIA DE LOS ANIMALES Los animales o Metazoos son organismos multicelulares, eucariotas, heterótrofos con tejidos que se desarrollan a partir de capas embrionarias.
-Nutrición holozoica: se alimentan por ingestión.
Características -Son seres pluricelulares con células unidas por uniones intracelulares: desmosomas, uniones estrechas y hendidura (gap).
-No tienen pared celular, pero el colágeno sirve como pseudo-armazón.
-Pueden moverse: tienen células nerviosas y musculares y tienen mecanismos de comunicación celular basados en acetilolina y colinesterasa.
-Reproducción sexual por anisogamia (óvulo y espermatozoide flagelado). Se forma el cigoto que se divide sucesivamente hasta formar la blástula y esta invagina para dar lugar a la gástrula.
-Ciclo vital con fase diploide dominante.
-Tienen una familia de genes Hox exclusivos que regulan a otros genes.
Opistokontos Unikontos Metazoos Fungi Amoebozoa Una característica de los UNIKONTOS (1 flagelo) es la triple fusión de genes que codifican enzimas para la síntesis de nucleótidos pirimidínicos. Además se sabe que la raíz de los Eukarya está más próxima a los Unikontos ya que los 2 genes para las enzimas DHFR y TS están separados mientras que en Bikontos estos dos genes están fusionados y dan lugar a una sola proteína con ambas actividades enzimáticas. En bacterias los dos genes están separados es un carácter derivado para los eucariotas.
Dentro de los Unikontos, los Opistocontos (Coanoflagelados, Animales, Ictiosporidios, Hongos verdaderos , Amebas nucleariidas y Microsporidios) se caracterizan por tener una corta secuencia de aminoácidos de una proteína: el factor de elongación 1-α , tienen un flagelo basal en las células reproductivas y crestas mitocondriales planas (en la mayoría de eucariotas son tubulares).
¿CUÁNDO APARECIERON LOS PRIMEROS METAZOOS? -Según el registro fósil, los principales grupos de animales aparecieron en el Cámbrico en un periodo breve de tiempo (los primeros 20 MA)Radiación Cámbrica. *Los Poríferos y Cnidarios aparecieron en el Proterozóico tardío.
-Relojes moleculares estiman que el ancestro de los animales vivió hace 1200-800 MA y que muchos animales aparecieron y divergieron hace 1000-700 MA (antes).
*Fósiles más antiguos que fauna de Ediacara: se encontraron bacterias gigantes del sulfuro con forma de embrión animal que se pensaba que eran animales.
Fauna Ediacara (600-700MA) fauna anterior a la explosión cámbrica y posterior a una glaciación. Es muy diferente a la fauna del cámbrico y no se han encontrado formas intermedias. Formada por organismos blandos epibentónicos (en la superficie del sustrato y no denajo debido a un tamiz algal que impedia la penetración en este). Se alimentaban de compuestos orgánicos (alimentadores de depósito, herbívoros y osmótrofos) y no habían depredadores (relaciones tróficas simples). La mayoría de los patrones se extinguieron en el paso al Cámbrico.
Fauna Burgess Shale: en la explosión cámbrica surgieron más de 100 bauplanes nuevos en un breve periodo de tiempo (20 ma) de los cuales 34 han llegado a nuestros días. Los organismos son endobentónicos (hay madrigueras y galerías en el sedimentorevolución agronómica (organismos bioturbadores mezclan sedimentos). Desarrollan esqueleto mineralizado ¿aparición de diversidad o de fosilización? ¿Por qué se da la explosión cámbrica? 1) Aparición de nuevos nichos ecológicos permiten la existencia de nuevos planes corporales.
2) Surgen los esqueletos mineralizados que permiten a los animales defenderse de los depredadores.
3) Incremento de nutrientes en océanoaumento de producción primaria-incremento nutrición heterótrofa.
4) Genoma fácilmente moldeable-selección. Los diseños tenían pocas restricciones a la evolución de nuevos planes corporales.
5) El aumento de oxígeno en la biosfera conduce a que los animales sean mayores y tengan mayores con más altas tasas metabólicas.
6) Revolución agronómica. El paso del precámbrico-Cámbrico implicó la aparición de cadenas tróficas más complejas y creando nuevos modos de vida Innovaciones en el comportamiento de los organismos bioturbadores.
Ventajas de la pluricelularidad 1) Longevidad de los organismos: las células que mueren pueden ser reemplazadas.
2) Éxito reproductivo: las células germinales están diferenciadas y protegidas de/por las células somáticas.
3) Eficacia en la alimentación: nutrición por descomposición de los nutrientes.
4) Eficacia funcional: especialización y división de trabajo de las células.
5) Aumento de tamaño: mayor homeostasis y menor facilidad de ser depredado.
HIPÓTESIS SOBRE METAZOOS EL ORÍGEN DE LOS Existen 3 teorías: 2 monofiléticas (colonial y sincitial) y una polifilética que sugiere que dado las ventajas de la pluricelularidad, muchos org. Unicelulares por separado dieron lugar a los metazoos.
1) Teoría Sincitial: propone que los metazoos evolucionaron a partir de protozoos ciliados multinucleados por celularización (formación de membranas internas que separan los múltiples núcleos contenidos en una misma célula original). Los metazoos ancestrales serían semejantes a los actuales Platelmintos bilaterales y triblásticos de vida libre (Turbelarios) a partir de los que habrían derivado el resto de bilaterales y los metazoos radiados .
*Objeciones: - Los espermatozoides de todos los metazoos son flagelados lo que supondría un origen de novo La más aceptada -No se ha observado en la ontogenia de los Platelmintos ningún proceso parecido a la celularización.
-El hecho de que se suponga que la simetría radial y los org. diblásticos surgieron secundariamente como un estado regresivo.
2) Teoría Colonial (Haeckel 1874): propone el origen de los metazoos a partir de protozoos flagelados coloniales por especialización funcional con pérdida de independencia. La forma ancestral tendría simetría radial y sería similar a una blástula se llama Blastea. Los primeros metazoos habrían sido los Cnidarios (diblásticos y radiales) a partir de los que se habrían originado los animales bilaterales triblásticos. Hay dos teorías sobre la evolución/desarrollo de la blastea: a) BlasteaGastrea: propuesto por Haeckel, la blastea invaginaría para dar lugar a la Gastrea diblástica (similar a una gástrula), un organismo en forma de saco hueco con 2 capas simples(una externa con células flageladas sensoriales y locomotoras; y una interna con células reproductoras y nutricias/digestivas) que dio origen a los Cnidarios de los cuales evolucionaron el resto de animales. El metazoo ancestral sería flagelado planctónico radial y sin boca.
b) BlasteaPlanuloide: se mantiene la blastea como primera etapa pero la siguiente etapa sería un estado sólido no invaginado llamado Planuloide. (se observó que Poríferos y Cnidarios no gastrulan por invaginación, sino por ingresión en la que proliferan las células del blastodermo e invaden el blastocele, dando lugar a una gástrula maciza planuloides sólidas).
El primer metazoo habría sido similar a una larva plánula de los Cnidariosde vida libre y sin boca. A partir de estas estructuras sólidas con células flageladas en la superficie y no flageladas en el interior evolucionaron Cnidarios y Ctenóforos (radiales y diblásticos) y por otro lado surgirían los primeros bilateralestriblásticos (adquirido por la adaptación al movimiento de reptación por el fondo oceánico) los Platelmintos.
Cambios de protistas a animales: hay ciertas proteínas que tenemos en común pero con diferentes funciones en cada grupo: Proteína Cadherina Receptores de membrana/proteínas de comunicación Factores de transcripción Protistas Coanoflagelados las usan para atrapar bacterias (alimentación) Comunicación célula-medio Animales Adhesión epiteliales de células Comunicación entre células Regulación de ciclo Regulan la gastrulación y la vital/biológico diferenciación celular Para que se diera la multicelularidad no hizo falta crear genes nuevos sino modificar los ya existentes en unicelulares para que adopten funciones distintas; esto se hizo mediante diversos mecanismos: coopción, barajado de exones, duplicación y regulación.
¿A partir de qué grupo de protozoo flagelado colonial evolucionaron los metazoos?  Se pensó en el género Volvox pues se observa en ellos la presencia de óvulos y espermatozoides (diferenciación células somáticas-reproductoras) y tendencia a la organización colonial y a la pluricelularidad pero es poco probable ya que son organismos autótrofos con células vegetaloides. Lo más probable es que hayan surgido de los Coanoflagelados que tienen células similares a las de Poríferos y Cnidarios aunque los actuales no tienen división de trabajo.
COANOFLAGELADOS (Phyllum Choanoflagellata) Son los protozoos a partir de los cuales surgieron los metazoos (evidencias a partir del análisis de ARNr 18s). Existen en vida libre o fijos al sustrato formando colonias. Tienen un flagelo que baten haciendo que el agua se acerque al collar formado por microvellosidades que rodea la abertura del organismo de manera que estas capturan las partículas en suspensión y las fagocitan (alimentación filtradora).
En las colonias hay células con diferenciación de trabajo, unas se encargan de la locomoción y otras de dividirse para hacer crecer la colonia, pero no es un animal ya que no hay interrelación ni dependencia suficiente entre las células. Entre ellas hay una matriz gelatinosa.
Se ha estudiado el genoma de Monosiga brevicollis, eucariota unicelular no colonial y se ha visto que tiene genes para la adhesión y comunicación celular (paso evolutivo a la pluricelularidad). En general; tiene genes para funciones de org pluricelulares (comunicación, adhesión, etc.) pero él mismo no.
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