Biología al Límite.: Artrópodos

Los artrópodos son invertebrados que tienen un exoesqueleto articulado de quitina. Abarcan trilobitomorfos, merostomas, picnogónidos, arácnidos, crustáceos, miriápodos e insectos. Han tenido un gran éxito evolutivo, como lo prueba que más de 80% de todas las especies animales conocidad pertenece a los artópodos. Tienen el cuerpo segmentado (metamerizado). con tendencia a la fusión de algunos metámeros para formar diferentes regiones; por ejemplo en los insectos: cabeza, tórax, y abdomen. Cada metámero tiene, si no se ha reducido un par de apéndices articulados. Algunos artópodos son terrestres, otros acuáticos, y los hay que son parásitos de otros animales, principalmente de vertebrados.

CARACTERES GENERALES.

El exoesqueleto de los artrópodos está constituido por tres capas. la cutícula, la epidermis, que segrega la cutícula, y la membrana basal. La cutícula está constituida por un polisacárido denominado quitina. El gran éxito evolutivo que ha supuesto este exoesqueleto impermeable, que permite la colonización del medio terrestre sin peligro de desecación, trae consigo en compensación lanecesidad de mudas para el crecimiento.

En todos los artrópodos, los músculos que mueven los segmentos se insertan en apófisis internas. El aparato digestivo es tubular, las piezas bucales son muy diferentes; hay en este último aspecto dos grandes grupos: los mandibulados y los quelicerados. La cavidad celomática está reducida al espacio donde se hallana las gónadas y en algunos casos ciertos órganos excretores. Así pues, la grana cavidad general del cuerpo no es un celoma, sino una estructura diferente formada posteriormente, el pseudoceleoma, que por estar llena de un medido interno denominado hemolinfa, recibe el nombre de hemocele. La circulación es abierta. La respiración es branquial o, raramente, cutánea en los acuáticos y traqueal en los terrestres; en el caso de los arácnidos hay además filotráqueas (pulmones). La excreción puede ser por glándulas antenales o maxilares en los cruatáceos, por glándulas coxales en los miriapodos, o por tubos de Malpighi en arácnidos e insectos. El sistema nervioso está constituido por un cordón ventral con un par de ganglios por metámero. La reproducción es sexual, con casos de hermafroditismo y de partenogénesis. La fecundación es generalmente interna y en muchos casos hay metamorfosis.

CLASIFICACION DE LOS ARTROPODOS

En la actualidad, dentro del grupo de los artrópodos se tiene a distinguir los euartrópodos, o artrópodos típicos, a los cuales se refieren todos los caracteres generales antes citados, y los parartrópodos ( onicóforos, tardígrados y pentastómidos), que tienen una serie de características intermedias entre anélidos y euartrópodos.

Los euartrópodos se dividen en tres subfilos: loso trilobitomorfos, los quelicerados y los mandibulados. En los trilobitomorfos el cuerpo está dividido en tres lóbulos; en los quelicerados los primeros los primeros apéndices posbucales, a pesar de que al acabar el desarrollo embrionario son prebucales, son los quelíceros, apéndices que tienen 2 ó 3 artejos móviles; en los mandibulados, los primeros apéndices posbucales son las mandíbulas, piezas simples con función masticadora.

Dentro de los quelicerados se distinguen tres clases: los merostomas, los arácnidos y los picnogónidos. Entre los mandibulados se distinguen: los crustáceos, los insectos, los sínfilos. los paurópodos, los diplópodos y los quilópodos; a éstos últimos cuatro grupos se les suele aplicar la denominación común de miriápodos.

* ONICÓFOROS. Son animales terrestres de unos 3 cms, con aspecto de gusano provisto de patas. Muestran una segmentación externa que no se corresponde con la metamerización interna. Tienen cutícula quitinosa, por lo que experimentan mudas. Presentan un par de antenas, un par de mandíbulas en forma de pinza y 13 ó 14 pares de patas no articuladas. La respiración es traqueal, la excreción se realiza por un par de nefridios por segmento. Viven en zonas tropicales y son carnívoros.

* TARDÍGRADOS. La mayoría vive en los musgos. Miden menos de 1 mm., tienen el cuerpo alargado y no segmentado y presentan cuatro pares de patas cortas. Se alimentan chupando los líquidos internos del musgo mediante unos estiletes bucales y una faringe suctora. Pueden soportar la desecación pasando por un estado de vida latente (criptobiosis) en el que el animal adopta la forma de barril, pudiendo permanecer así varios años.

* PENTASTÓMIDOS. Son parásitos de los pulmones y vías respiratorias de los vertebrados, principalmente de los reptiles. Tienen un cuerpo alargado con anillos sucesivos. Presentan cinco protuberancias: en cuatro hay ganchos y en la otra se abre la boca. Carecen de aparatos respiratorio, excretor y circulatorio.

* TRILOBITOMORFOS. Son artrópodos que vivieron durante la Era Primaria, eran marinos y bentónicos, se extinguieron hace unos 250 millones de años. Tenían el cuerpo dividido en tres lóbulos; en ellos se puede distinguir tres tagmas: cabeza, tórax y pigidio. En la cabeza tenían un par de antenas, un par de ojos compuestos, la boca y cuatro pares de apéndices birrámeos. El tórax, con un par de apéndices por segmento, se podía doblar sobre sí mismo.

* MEROSTOMAS. Son quelicerados acuáticos de respiración branquial. Comprenden a los euriptéridos o escorpiones de agua gigantes, de hasta 2 m. de longitud, que se extinguieron durante la Era Primaria, y a los xifosuros, actualmente representados tan sólo por tres géneros. La especie más conocida es Limulus polyphemus, vulgarmente llamada "cacerola de las Molucas".

* PICNOGÓNIDOS. Son artrópodos quelicerados de pequeño tamaño. Presentan dos regiones: el prosoma (unión de cefalón o cabeza y tórax segmentado) y el opistosoma o abdomen, que no es segmentado. El tórax generalmente tiene 4 pares de largas patas, por lo que reciben el nombre de "arañas de mar". El tegumento es muy fino, lo que permite que carezcan de aparato respiratorio y excretor. El intestino presenta ciegos que recorren el interior de las patas.

LOS ARÁCNIDOS

El grupo zoológico de los arácnidos abarca las arañas, los escorpiones, los opiliones y los ácaros. Se definen como artrópodos quelicerados, es decir provistos de un par de apéndices terminados en una pinza - los quelíceros - y de respiración aérea. Carecen de antenas, mandíbulas, alas y ojos compuestos; sólo poseen ojos simples. Durante su desarrollo realizan mudas, pero no metamorfosis. Muchos de ellos tienen glándulas que segregan seda, con la que fabrican telas, y glándulas secretoras de veneno con que paralizar a sus presas. Son carnívoros y se alimentan preferentemente de insectos.

En la actualidad se conocen unas 100.000 especies de arácnidos, que fueron los primeros artrópodos que colonizaron el medio terrestre. Los primeros restos de arácnidos son unos antecesores de los escorpiones que se extinguieron hace 500 millones de años.

Las arañas presentan el cuerpo dividido en dos partes: el cefalotórax o prosoma y el abdomen u opistosoma. Estas dos regiones se unen mediante una estrecha cintura llamada pedicelo. En el cefalotórax se encuentran un par de pedipalpos y cuatro pares de patas marchadoras. El abdomen, al igual que el cefalotórax no está segmentado. Las arañas presentan digestión externa. Después de matar con el veneno a sus presas, inyectan en ellas, a través del orificio abierto por los quelíceros, el jugo digestivo y posteriormente absorben la papilla resultante, dejando al insecto totalmente vacío. La circulación es abierta. La excreción se realiza mediante tubos de Malpighi. La respiración se realiza mediante filotráqueas y tráqueas, que son una especie de pulmones laminares dispuestos en una cámara llena de hemolinfa donde se realiza el intercambio gaseoso.Suelen vivir entre uno y dos años.

Los escorpiones tienen el cuerpo dividido en tres partes: un cefalotórax, un preabdomen de 8 segmentos y un posabdomen de 5 segmentos que forma una especie de cola acabada en un telson transformado en aguijón, en donda desemboca una glándula venenosa.

Los quelíceros son triarticulados y en forma de pinza; los pedipalpos están muy desarrollados y acaban en unas fuertes pinzas con las que sujetan a sus presas.

Los opiliones son parecidos a las arañas, pero, a diferencia de ellas, carecen de cintura entre el prosoma y el opistosoma, los quelíceros tienen forma de pinza y el opistosoma está segmentado. Presentan unas patas muy largas y finas. Tienen dos ojos grandes y un tubérculo cefálico. Tienen glándulas secretoras de sustancias malolientes.

Los ácaros son arácnidos de pequeño tamaño y de abdomen no segmentado y fusionado al cefalotórax. Los adultos tienen cuatro pares de patas. Hay especies de vida libre, tanto terrestres como acuáticas, y especies parásitas, tanto de animales como de plantas. Pueden provocar grandes daños en cosechas, graneros, alimentos ( queso, jamón), ó en animales. Las garrapatas se alimentan mediante succión de sangre, por lo que pueden transmitir enfermedades entre el ganado.. A este grupo pertenece el arador de la sarna, un ácaro que excava galerías en la piel del hombre y de otros mamíferos.

LOS CRUSTÁCEOS

Comprenden unas 30.000 especies muy diferentes entre sí . El término que los designa deriva del latín custra, que significa corteza ó caparazón, aunque no todos la presentan. En caso de hallarse presente, es un exoesqueleto duro constituido por una sustancia quitinosa que generalmente incluye incrustaciones de carbonato cálcico. El único carácter común a todos ellos es el de contar con dos pares de antenas, auqnue en algunas especies sólo aparezcan en la etapa larvaria. Los crustáceos son , pues , artrópodos biantenados. Son mandibulados, de respiración branquial, con extremidades generalmente birramificadas y de vida acuática. Tienen reproducción sexual con fecundación interna y, en general, presentan metamorfosis con larvas pelágicas. Su tamaño oscila entre menos de 1 mm. y los 3,5 m. que alcanzan los centollos del Japón con sus patas extendidas. Pueden vivir a profundidades superiores a los 1000 metros, en la superficie del agua e incluso en tierra, como es el caso de algunos isópodos.

Presentan 20 o 21 metámeros, que constituyen tres regiones: seis metámeros en el cefalón o cabeza, ocho en el pereion o tórax, y seis o siete en el pleon o abdomen. El cefalón presenta siempre cinco pares de apéndices, el pereion ocho, y el pleon contiene un nuemro variable ó carece de ellos. Dada la diversidad de formas se toma como referencia la descripción de un malacostráceo decápodo común como es el cangrejo de río.

Tienen un sistema circulatorio abierto, con un corazón dorsal. El medio interno, llamado hemolinfa, es incoloro y contiene hemocianina. La excreción se realiza mediante un par de glándulas que desembocan en la base de las antenas ó de las segundas maxilas. La sustancia que se excreta es amoníaco, la mayor parte del cual sale a través de las branquias. Pueden poseer ocelos, ojos compuestos ó ambos a la vez. Los sentidos del gusto y del olfato radican en las antenas y en las piezas bucales.

Para crecer experimentan mudas, cuyo ritmo disminuye con la edad, y que es controlado por una hormona, que es segregada por el órgano X del cerebro.

LOS MIRIÁPODOS

Son artrópodos que, al igual que los insectos, presentan antenas y mandíbulas, pero, a diferencia de ellos, tienen un cuerpo alargado en el que sólo se puede distinguir dos partes : la cabeza y el tronco. El tronco suele tener un elevado número de segmentos, cada unos de ellos con un par de patas como mínimo. Abarca cuatro clases de animales: los sínfilos, los paurópodos, los quilópodos (ciempiés) y los diplópodos (milpiés). Viven en zonas húmedas. Fosilizan con dificultad., por lo que son escasos los indicios de sus orígenes. Los restos de diplópodos más antiguos que se conocen sen del final del Silúrico.

Los sínfilos son miriápodos muy pequeños (2-10 mm), que tienen el cuerpo blando dividido en cabeza y tronco. En la cabeza se distinguen un par de antenas no ramificadas, un par de estigmas respiratorios (lo cual es una disposición única entre los artrópodos), un par de mandíbulas, un par de maxilas libres y un par de maxilas soldadas formando un labio como los insectos. Carecen de ojos. El tonco, quitinizado, posee 14 segmentos, 12 de los cuales poseen cada uno un par de patas.

Los paurópodos son los miriápodos de menor tamaño (0,5-2mm). Viven en el suelo, bajo las piedras y el humus. La cabeza presenta un par de antenas ramificadas, un par de mandíbulas y un par de maxilas fusionadas. Carecen de ojos. El tronco está poco quitinizado y presenta 12 segmentos y 9 pares de patas. Tienen respiración cutánea y carecen de aparato circulatorio

diplópodos son miriápodos de cuerpo cilíndrico constituido por segmentos (entre 12 y 100), con dos pares de patas en cada uno de ellos (milpiés). En la cabeza poseen dos grupos de ocelos, un par de antenas, un par de mandíbulas y un par de maxilas soldadas. En cada segmento desemboca un par de glándulas secretoras de sustancias repelentes. Presentan las antenas cubiertas de sedas sensoriales, por lo que suelen caminar tocando el suelo continuamente con las antenas.

Los quilópodos , comprende a las escolopondras (ciempiés), que son miriápodos aplanados en los que se distingue cabeza y tronco. La cabeza posee un par de antenas multiarticuladas, un par de ocelos, un labro, un par de mandíbulas, dos pares de maxilas y un par de órganos de Tömösvary. El tronco presenta en el primer segmento un par de forcípulas, que son unas pinzas robustas acabadas en dos uñas queratinizadas en las que desembocan, sendas glándulas venenosas. El tronco puede tener desde unos pocos segmentos a más de 100, con un par de patas laterales marchadoras cada uno.El último par de patas es mucho más largo que las demás.

LOS INSECTOS

Los insectos son artrópodos que se caracterizan por tener el cuerpo dividido claramente en tres partes: cabeza, tórax y abdomen. El tórax posee tres pares de patas, y en muchos insectos también presenta uno o dos pares de alas. Son los únicos invertebrados con alas y los únicos animales que tienen seis patas , por lo que también se les denomina hexápodos. Es el grupo zoológico que tiene más especies: del millón de especies animales conocida, 800.000 son insectos. Se encuentran lo mismo en altas montañas que en nuestras casas, tanto en los ríos y lagos como en los desiertos. Sólo el mar ha resistido a sus colonización

Aparecieron hace unos 400 millones de años. Se considera que proceden de anélidos que consiguieron vivir fuera del mar y de los que derivaron los miriápodos. A partir de éstos, y tras la fusión de muchos segmentos y la reducción del número de patas, aparecieron durante el Silúrico los primeros insectos. Carecían de alas, que no desarrollaron hasta el Carbonífero.

Los insectos, como el resto de los artrópodos, tienen esqueleto externo, formado por tres capas que de fuera a dentro son: la cutícula, la epidermis y la membrana basal. La cutícula es una capa dura, ligera e impermeable, que puede presentar diferentes colores. Químicamente está constituida por una polisacárido : la quitina. Durante las mudas la cutícula vieja es sustituida por otra nueva. Para permitir el movimiento, el exoesqueleto dispone de articulaciones constituidas por unas finas membranas o escleritos.

La cabeza está formada por varios segmentos fusionados. En ella se distinguen los ojos, las antenas y las piezas bucales. Los ojos pueden ser simples (ocelos) o compuestos, en cuyo caso son dos y generalmente grandes, que son una agrupación de omatidios (entre 10 y 20.000) cada uno de los cuales funciona como un ojo independiente; por lo que las imágenes que vé el insecto es como un mosaíco compuesto por los diferentes sectores que ve cada omatidio. Algunos insectos son incapaces de ver el color rojo, aunque pueden captar las radiaciones ultravioletas que para nosotros son invisibles.

Poseen dos antenas en la cabeza que pueden ser muy cortas ó muy largas y con muchos segmentos, superando en algunos casos la longitud de su cuerpo. Poseen receptores del sabor y del olfato, éste último muy desarrollado en los insectos. Pueden presentar varios tipos de aparatos bucales: los masticadores, masticadores-lamedores, chupadores y picadores-chupadores.

El tórax está constituído por tres segmentos: el prototórax, el mesotórax y el metatórax. En cada uno de estos tres segmentos se insertan un par de patas. El tórax puede `presentar también expansiones laminares del tegumento que forman las alas. En el prototórax nunca hay alas. Entre los insectos que carecen de alas hay que distinguir los apterigógenos o insectos primitivos, y los pterigógenos o insectos sin alas (pulgones y piojos). La venación de las alas es uno de los caracteres mas usados en la clasificación de los insectos.

El abdomen está constituído por once segmentos y , en general, carece de apéndices. El segmento octavo y noveno presentan los apéndices genitales o gonopodios.

El aparato circulatorio es abierto, la respiración es traqueal, y el sistema nervioso es ventral y formado por múltiples ganglios en todos los insectos.