Vertebrado
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Vertebrados. Grupo de animales provistos de columna vertebral (estructura de sostén formada por varias unidades que reciben el nombre de vértebras). La notocorda o varilla esquelética dorsal propia de los cordados persiste en los estados embrionarios pero, salvo en lampreas y mixinos que se mantiene durante toda la vida, en el resto de los vertebrados es reemplazada por la columna vertebral.
Sumario
Características
En casi todos los vertebrados, el endoesqueleto está compuesto por hueso. El hueso es un tejido vivo que, además de soportar y proteger, también es el principal reservorio de calcio y fósforo. A diferencia de la concha de la ostra y de la cubierta corporal del saltamontes, el hueso tiene capacidad de remodelación después de alcanzar el tamaño definitivo, lo que permite su reparación en caso de fractura (o rotura). Los únicos vertebrados que no tienen ese tipo de esqueleto son los peces cartilaginosos, un grupo de peces entre los que se incluyen los tiburones y las rayas. Como su nombre indica, el esqueleto de estas especies está compuesto de cartílago, un tejido fibroso que otros vertebrados poseen especialmente en las articulaciones.
Las vértebras que componen la columna vertebral están unidas por ligamentos de tejido conjuntivo, aunque entre una vértebra y la siguiente hay un grueso disco fibroso de cartílago, denominado disco intervertebral, que forma la articulación principal entre dos vértebras adyacentes. Estos discos intervertebrales permiten un cierto movimiento y, como resultado, la columna vertebral puede doblarse. El movimiento de la columna depende del número de vértebras que la componen y la forma que tienen. Las ranas, por ejemplo, solo tienen unas nueve vértebras y sus columnas vertebrales casi no pueden flexionarse. Los seres humanos tienen 33 vértebras, haciendo la columna mucho más flexible y algunas serpientes tienen más de 400 vértebras, lo que les permite enrollar totalmente su cuerpo. Además de la columna vertebral, los vertebrados comparten muchas otras características. La forma típica del cuerpo de los vertebrados es alargada, con simetría bilateral, y con los órganos de los sentidos muy desarrollados y localizados en la cabeza. La mayoría de los vertebrados tienen mandíbulas y poseen el encéfalo protegido por una caja ósea llamada cráneo. Casi todos tienen extremidades, pero la forma y uso de las mismas varía enormemente, debido a que algunos animales han debido adaptarse a hábitats que exigían gran especialización. Los peces, por ejemplo, tienen varias aletas pares y una aleta caudal, mientras que los demás vertebrados tienen cuatro extremidades o descienden de antepasados que tenían cuatro extremidades. Los animales con cuatro extremidades, conocidos como tetrápodos, utilizan sus extremidades para nadar, andar, correr o volar.
Aunque los vertebrados no tienen esqueletos externos, a menudo poseen una serie de estructuras anatómicas que los protegen. La mayoría de los peces poseen el cuerpo cubierto de escamas, mientras que las aves y los mamíferos tienen los cuerpos cubiertos de plumas o pelo respectivamente. Los pelos y las plumas no son tan duros como las escamas, aunque tienen otras funciones además de la protección del cuerpo. Una de las más importantes es el aislamiento térmico. Esas estructuras protectoras permiten a las aves y mamíferos regular la temperatura interna de su cuerpo, gracias a lo cual pueden permanecer activos en un amplio rango de temperaturas. Las hendiduras branquiales faríngeas propias de los cordados, están presentes en algún estado del ciclo vital de los vertebrados. En los organismos acuáticos estas hendiduras branquiales se asocian con branquias filamentosas muy vascularizadas, y juntos actúan como sistema respiratorio durante toda la vida. Los anfibios y los vertebrados terrestres respiran mediante pulmones, pero utilizan las hendiduras branquiales solo cuando presentan estados larvarios en su desarrollo, y tienen un carácter vestigial en todos los individuos adultos.
Los sistemas urogenital y excretor se sitúan al final del tracto digestivo y tienen aberturas ventrales cerca del extremo posterior del cuerpo. El corazón y los principales conductos circulatorios ocupan una posición dorsal con respecto al aparato digestivo. El tronco contiene una cavidad corporal, o cavidad celómica, revestida de peritoneo, dentro de la cual están suspendidos muchos de los órganos viscerales por medio del mesenterio. El sistema muscular se compone de bloques segmentados de tejido muscular, y se caracteriza por su simetría bilateral. Esta segmentación y esta simetría se repiten en los sistemas nervioso, circulatorio y urogenital, así como en los elementos esqueléticos del cuerpo. La reproducción de todos los vertebrados es sexual y nacen de huevos o dan a luz crías vivas. Entre las escasas excepciones a esta regla se encuentran los huicos o largartos cola de látigo, los cuales se pueden reproducir sin fecundación, en un proceso denominado partenogénesis.
Tipos de vertebrados
Hay unas 40.000 especies de vertebrados, que se clasifican en cinco grupos: peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos. Los científicos dividen a los peces en tres grupos: peces sin mandíbulas, peces cartilaginosos y peces óseos. Los otros grupos de vertebrados constituyen los tetrápodos, que tienen pulmones y suelen ser animales terrestres.
Agnatos
Los agnatos son los únicos vertebrados que no han desarrollado mandíbulas. Comprenden unas 80 especies una pequeña parte del número total de peces que resultan fáciles de reconocer por sus bocas en forma de embudo. El endoesqueleto del adulto está compuesto por cartílago. Tienen cuerpo anguiliforme, carecen de escamas y aletas pares, y presentan aberturas branquiales en forma de poros. Son animales poiquilotermos porque la temperatura de su cuerpo es variable.
Condríctios
Los peces cartilaginosos o condríctios tienen mandíbulas y poseen un esqueleto enteramente cartilaginoso. Comprenden unas 1.000 especies, entre las que se incluyen tiburones, rayas y torpedos, así como las quimeras. Los peces cartilaginosos están distribuidos en todos los océanos. Muchas rayas se alimentan en los fondos marinos, pero los tiburones, en cambio, cazan en las aguas abiertas. La temperatura de su cuerpo es variable, es decir, son poiquilotermos.
Osteíctios
Los peces óseos u osteíctios son unos de los vertebrados con más éxito. Como su nombre indica, tienen un esqueleto óseo y la mayoría posee vejiga natatoria, una especie de saco lleno de aire que utilizan para controlar su natación. La temperatura de su cuerpo es variable, es decir, son poiquilotermos. Se han identificado unas 24.000 especies de peces óseos, aunque probablemente queden muchas más por descubrir. El salmón, el esturión y el bacalao son algunos peces óseos comunes.
Anfibios
Los anfibios constituyen el menos numeroso de los cuatro grupos de tetrápodos, con unas 4.000 especies. La mayoría de los anfibios, como las ranas y los sapos, viven en ambientes húmedos o acuáticos. La respiración es branquial, pulmonar o cutánea. La temperatura de su cuerpo es variable, es decir, son poiquilotermos. Como los peces, la mayoría de los anfibios son ovíparos. Los anfibios generalmente depositan los huevos en el agua ya que estos no están bien protegidos contra la desecación. Cuando los huevos eclosionan producen larvas acuáticas que respiran por branquias. Tras una metamorfosis pierden las branquias y los pulmones maduran para la respiración.
Reptiles
En comparación con los anfibios, los reptiles están bastante mejor adaptados a la vida en el medio terrestre. Tienen la piel seca, con escamas o escudos dérmicos y ponen huevos con cáscara (amnióticos) que contienen alimento y membranas protectoras que permiten el desarrollo embrionario fuera del medio acuático. La temperatura de su cuerpo es variable, es decir, son poiquilotermos. Su esqueleto es óseo y la respiración pulmonar. Comprenden unas 7.000 especies vivas entre las que se incluyen serpientes, lagartos, cocodrilos y tortugas. Cuando los dinosaurios habitaban la Tierra, hace entre 230 y 65 millones de años, los reptiles superaban en número a todos los vertebrados terrestres.
Aves
Las aves comprenden unas 10.000 especies vivas, que se caracterizan por presentar su cuerpo cubierto de plumas. Todas presentan extremidades anteriores modificadas para el vuelo, aunque no todas las aves pueden volar. Además, las aves tienen un esqueleto muy ligero con huesos huecos que no pesan demasiado y poseen un sistema respiratorio muy eficiente para contrarrestar la alta demanda metabólica que supone el vuelo. Además, son capaces de regular la temperatura de su cuerpo de manera que no dependa de la temperatura del medio en el que viven; son animales homeotermos. Todas poseen picos córneos y son ovíparas.
Mamíferos
Los mamíferos se caracterizan por presentar el cuerpo cubierto de pelo, aunque en algunas especies es escaso. La temperatura de su cuerpo es constante, es decir, son animales homeotermos. Poseen un encéfalo muy desarrollado. Casi todos son vivíparos y se alimentan de la leche producida en las mamas de la hembra. Los mamíferos alcanzan unas 4.600 especies e incluyen los animales más grandes tanto en el medio terrestre como en el acuático. Perros, osos, monos, ballenas y seres humanos son mamíferos.
Evolución de los vertebrados
Los animales vertebrados tienen una larga historia evolutiva. Los biólogos consideran que los vertebrados evolucionaron durante millones de años a partir de animales similares a las actuales lancetas, las cuales remueven la arena del lecho marino y filtran el alimento del agua. Las lancetas poseen ciertos rasgos similares a los vertebrados, incluyendo una estructura de soporte denominada notocorda que se extiende a lo largo de toda la longitud de su cuerpo. En las lancetas, la notocorda es la única parte dura del cuerpo y permite al animal avanzar serpenteando sin perder su forma. En la mayoría de los vertebrados, la notocorda se pierde al principio del desarrollo y su función es asumida por los huesos. Las características compartidas por lancetas y vertebrados hacen que los científicos los clasifiquen juntos en el filo Cordados.
Los científicos desconocen cómo tuvo lugar exactamente la transición de lancetas a vertebrados. Los fósiles de animales parecidos a peces encontrados en China indican que los vertebrados evolucionaron al principio del periodo cámbrico, un intervalo de tiempo geológico que comenzó hace unos 570 millones de años. Estos peces carecían de esqueleto óseo y de dientes (los científicos sugieren que sus estructuras esqueléticas estaban formadas por cartílago); sin embargo, tenían hendiduras branquiales y una organización muscular similar a la de los peces actuales. Una vez que los vertebrados adquirieron partes del cuerpo duras, aumentó el número de restos fósiles encontrados. Los peces denominados ostracodermos, que tenían placas óseas cubriendo su cuerpo, aparecieron por primera vez en el periodo cámbrico tardío, hace unos 500 millones de años. Los ostracodermos carecían de mandíbulas, como las actuales lampreas y mixinos. Probablemente, se alimentaban introduciendo agua en la boca y tragando cualquier alimento que flotaba en ella.
Con el desarrollo de las mandíbulas, los vertebrados adquirieron una característica valiosa en la lucha por la supervivencia, que les proporcionó la posibilidad de obtener alimentos de diferentes formas. Las mandíbulas aparecen por primera vez en el grupo de los peces, hace unos 420 millones de años, durante el silúrico. A diferencia de los primeros vertebrados, los peces con mandíbula desarrollaron esqueletos internos complejos y pares de aletas que les ayudaban a maniobrar al perseguir su alimento o escapar de sus enemigos. A lo largo de los años, la evolución ha originado vertebrados con diferentes tipos de cuerpos y conductas. Como consecuencia, los vertebrados pueden encontrarse hoy en día en casi todos los lugares.
