prácticas laboratorio de biología animal 2016
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UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICAS LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL 2016 PROFESORES PARTICIPANTES EN LA ELABORACIÓN DE LA GUÍA VERSIÓN 2016: Bonilla, Ana Ferreira, Carmen Giner, Sandra Guerrero, Edmundo Guada, Hedelvy Infante, Edwin Marques, Sheila Márquez, Mª Lorena Payares, Gilberto Salazar, Mercedes Sanoja, Cristina Tárano, Zaida UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICAS LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL 2016 BLOQUE I PROFESORES PARTICIPANTES EN LA ELABORACIÓN DE LA GUÍA VERSIÓN 2016: Bonilla, Ana Ferreira, Carmen Giner, Sandra Guerrero, Edmundo Guada, Hedelvy Infante, Edwin Marques, Sheila Márquez, Mª Lorena Payares, Gilberto Salazar, Mercedes Sanoja, Cristina Tárano, Zaida UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICAS LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL 2016 BLOQUE I INDICE Página Práctica 1. DIVERSIDAD ANIMAL…………………………………………………………………............................................3 Práctica 2. TAXONOMIA Y SISTEMATICA ANIMAL……………………………………………………….………………….......10 Practica 3. EL MICROSCOPIO................……………………………………………......................................……….……..26 Práctica 4. ARQUITECTURA CORPORAL DE LOS ANIMALES………………………………………..….………………….....35 Práctica 5. PROTOZOARIOS..……………………………………………………………......................................……………...44 Práctica 6. ESPONJAS....……………………………………………………………………………….......................................…..59 Práctica 7. CNIDARIOS.......................................…………………………….……….......................................….……..71 Práctica 8. PLATELMINTOS…………………………….……….....................................……...................................…..85 . 2 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICA 1. DIVERSIDAD ANIMAL OBJETIVOS Familiarizar al estudiante con la diversidad del Reino Animal y dar los lineamientos básicos para la descripción de la morfología externa de los animales. Realizar descripciones básicas de los animales y agruparlos según sus similitudes y diferencias. Utilizar correctamente el vocabulario zoológico. INTRODUCCIÓN El Reino Animal (Animalia en latín) agrupa a todas las formas de vida cuyas células carecen de pared celular, poseen movilidad en alguna fase de su ciclo de vida y son heterótrofas. La Zoología es la rama de la Biología que se encarga del análisis de los animales. La diversidad y complejidad del Reino Animal es tan alta que los zoólogos no tienen otra alternativa que agrupar a los animales, según sus características, para facilitar su estudio. Las agrupaciones pueden basarse en criterios diversos y muchas veces son artificiales, esto es, no reflejan la relación natural o evolutiva que dio origen a las formas que actualmente observamos. Sin embargo, cada vez es más frecuente encontrar clasificaciones que indiquen un orden evolutivo. En el pasado, la agrupación de los organismos del Reino Animal estaba basada en el número de células que los componían, separando dos grandes grupos: organismos unicelulares y pluricelulares. En la actualidad, los organismos unicelulares con características animales, conocidos como protozoarios, no son incluidos en el Reino Animal y forman parte de otro Reino denominado Protista, el cual también incluye a las algas (organismos unicelulares con características vegetales). De modo que todos los animales son organismos pluricelulares y se agrupan principalmente según los niveles de complejidad de la organización celular, comenzando por los que no poseen tejidos verdaderos (las células sólo forman agregados celulares), siguiendo con los que tienen tejidos verdaderos (células similares en estructura y función y de un mismo origen embrionario) y órganos (grupos de tejidos que forman una unidad integrada y que coordinadamente cumplen una función particular), y finalizando con los organismos que además presentan sistemas de órganos (conjunto de órganos integrados que cumplen la misma función). LOS GRANDES GRUPOS ZOOLÓGICOS Se desconoce el número de especies de seres vivos, pero entre los animales se han identificado aproximadamente 1,5 millones de especies (el número varía según los expertos). Los animales varían en tamaño y forma, desde organismos microscópicos hasta organismos enormes como las ballenas azules y los extintos dinosaurios. La inmensa mayoría de los animales conocidos son insectos y entre ellos, los coleópteros (escarabajos) son los más numerosos. En comparación con los insectos, el grupo de los cordados (Chordata), al cual pertenece el hombre, es insignificante en cuanto al número de especies y representa menos del 5% del total descrito hasta ahora (Fig. 1.1). La gran diversidad del Reino Animal se ha separado en aproximadamente 32 grandes grupos, denominados Phyla (singular Phylum): sólo 13 de estos grupos serán estudiados en este curso. Los protozoarios (organismos unicelulares con características animales) se incluyen por tradición histórica en este curso de Biología Animal pero no son animales. Ordenados según su nivel de complejidad, se estudiarán organismos de los Phyla (resaltados en negritas) que se mencionan a continuación, en orden de complejidad estructural creciente. El Phylum Porifera está constituido por animales sin tejidos verdaderos y está representado por las esponjas. El Phylum Cnidaria corresponde a animales con tejidos verdaderos y órganos diferenciados, y está representado por anémonas, corales y medusas. Entre los organismos con sistemas de órganos, los gusanos planos (Phylum Plathyhelminthes) son los más sencillos, entre los cuales, las planarias y las tenias o solitarias son las más conocidas. Les siguen en complejidad los gusanos cilíndricos (Phylum Nematoda), entre ellos están algunos parásitos del hombre como la lombriz intestinal, y los Rotifera que son organismos microscópicos acuáticos. La 3 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) mayor diversidad del mundo animal se encuentra en los Arthropoda (p. ej., insectos, arácnidos, crustáceos, milípedos y centípedos entre otros), luego en Annelida (p. ej., lombrices de tierra, gusanos plumero y sanguijuelas), Mollusca (p. ej., caracoles, pulpos y calamares) y Chordata (peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos) denominados así porque poseen una cuerda dorsal o notocordio (estructura semirrígida de sostén que se encuentra dorsalmente al tubo digestivo). Otros grupos importantes evolutivamente pero poco diversos son Echinodermata, que comprende a los erizos de mar, los pepinos de mar y las estrellas de mar, y Onicophora representado por 70 especies con características intermedias entre los anélidos y los artrópodos. Platelmintos Anélidos Otros invertebrados Equinodermos y onicóforos Vertebrados Moluscos Otros artrópodos Insectos Figura 1.1. Principales grupos de animales y diversidad relativa de cada uno de ellos. El grupo de los Artrópodos es el más diverso, y dentro de él, el de los Insectos. En “Otros artrópodos” se incluyen los crustáceos, milípedos, centípedos y arácnidos, entre otros. En “Otros invertebrados” se incluyen los rotíferos, nemátodos, poríferos, cnidarios y otros phyla aun menos diversos. ¿CÓMO DESCRIBIR UN ORGANISMO? Los animales pueden describirse de manera general utilizando caracteres morfológicos externos fácilmente observables como tamaño, forma, patrón de simetría, segmentación o división del cuerpo en regiones, presencia, tipo y ubicación de apéndices, cubierta externa, textura, grosor y consistencia, entre otros. El color, aunque importante en organismos vivos, no tiene valor en ejemplares preservados porque la disecación lo modifica. La consistencia (resistencia a la deformación) también se altera con la preservación, de modo que debe indicarse si se está describiendo en un organismo vivo o preservado. En cuanto a su tamaño, los animales se dividen inicialmente en dos grandes grupos, microscópicos y macroscópicos, pero además puede indicarse su longitud o diámetro (en milímetros, centímetros o metros según el caso). En la descripción del tamaño no deben utilizarse adjetivos como “grande” o “pequeño” porque son subjetivos y relativos. La forma del cuerpo se describe en referencia a formas geométricas conocidas, bidimensionales o tridimensionales (Fig. 1.2). Los términos redondeo, redondeado (semejante a un círculo) y ovalado hacen referencia a figuras geométricas bidimensionales, y sólo son aplicables a organismos aplanados o en referencia a la proyección bidimensional de su cuerpo tridimensional. Los términos esférico, esferoide (parecido a un esfera), ovoide, elipsoide, romboide, cilíndrico, columnar (forma de columna, cilindro macizo), cónico, piramidal, trapezoidal, tetraédrico o, prismático triangular y prismático cuadrangular, octaédrico, hacen referencia a 4 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) cuerpos geométricos, es decir, tridimensionales (Fig. 1.3). Otras formas posibles, no asociadas a cuerpos geométricos, son: globosa, lanceolada (forma de lanza o flecha), acorazonada, palmada o palmeada (forma de palma), forma de abanico, forma de cinta o acintado, acampanada, acuminada (que termina en punta), fusiforme (en forma de huso), arborescente, estrellada (forma de estrella) en entre otros (Fig. 1.2). Los términos alargado o ensanchado son de utilidad limitada, porque sólo indican que el cuerpo es más largo que ancho o viceversa, pero no indican realmente cuál es la forma del cuerpo. Un cuerpo alargado podría ser, por ejemplo, cilíndrico, lanceolado o acintado. Cuando se describe la forma de un organismo no se consideran los apéndices (se definen más adelante), es decir, sólo se toma en cuenta el cuerpo como tal. Si el organismo posee apéndices prominentes o llamativos, también puede indicarse su forma. Finalmente, se debe tener en cuenta que algunos animales no tienen forma definida, en cuyo caso son denominados amorfos (Fig. 1.3). Figura 1.2. Formas geométricas típicas (bidimensionales), su correspondiente cuerpo geométrico (tridimensional) y otras formas básicas (última fila). De izquierda a derecha son: rectángulo, hexaedro rectangular o prisma rectangular, cuadrado, cubo o hexaedro regular, trapecio, pirámide truncada, triangulo, tetraedro o pirámide triangular, círculo, cilindro circular, elipse (óvalo), cilindro elipsoidal, pentágono, heptaedro, rombo, octaedro, semicírculo (medialuna), acorazonada, forma de cinta, estrellada, lanceolada (forma de flecha), rectángulo redondeado, boomerang, acuminada. En la descripción también debe indicarse el tipo de simetría, es decir, si el cuerpo puede dividirse en mitades iguales (imágenes especulares) (Fig. 1.4). Si existe solamente un plano que pasa por el eje longitudinal del cuerpo y divide al animal en dos mitades iguales (un solo plano de simetría) decimos que posee simetría bilateral (dos lados). En cambio, si existe más de un plano de simetría, es decir, más de un plano que puede dividir el cuerpo en mitades iguales, se dice que posee simetría radial. Los organismos amorfos son, además, asimétricos. En organismos con simetría bilateral, el plano de simetría (llamado plano sagital) define dos lados (izquierdo y derecho). Sin embargo, en estos organismos, otros planos dividen el cuerpo en mitades no iguales. Por ejemplo, el plano longitudinal frontal (ver Fig. 1.4) divide el cuerpo en dos mitades pero no iguales (ventral y dorsal). El plano transversal (perpendicular a los planos sagital y frontal ya mencionados), también define dos mitades no iguales (anterior, en la cual se encuentran los órganos sensoriales principales y la boca; y posterior, el opuesto). En los organismos con simetría radial, sólo se definen dos superficies (que se encuentran en extremos opuestos en las dos mitades no iguales): la superficie oral (donde se encuentra la boca) y la aboral (la opuesta a la oral). La superficie oral puede estar en contacto con el sustrato (superficie oral basal) o en el extremo alejado del sustrato (oral apical). En los organismos con simetría bilateral, el cuerpo aplanado (menos 5 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) grueso que largo) dorsiventralmente se denomina deprimido; el aplanado lateralmente se denomina comprimido (Fig. 1.5). a) b) c) d) e) f) g) i) h) Figura 1.3. Formas aproximadas del cuerpo de algunos organismos (note que los apéndices no definen la forma del cuerpo): a) ovalado, b) acampanado, c) esferoide, d) irregular o amorfo, e) aproximadamente trapezoidal, f) trapezoidal, g) fusiforme, g) ovoide, h) aproximadamente cilíndrico. Nota además que el organismo (a) es deprimido (aplanado dorsi-ventralmente). Los apéndices se indican con flechas. (Esquemas tomados de Bodini y Rada, 1980 excepto (i) tomado de www.sacanda.com) El cuerpo puede estar o no dividido en segmentos claramente observables, en cuyo caso decimos que su cuerpo está segmentado. Estos segmentos pueden ser iguales externamente (como en la lombriz de tierra) o de distintos tamaños (algunos gusanos marinos). En algunos animales no se observan segmentos pero el cuerpo puede estar diferenciado en regiones o no estarlo (cuerpo indiferenciado). Cuando existe diferenciación, ésta siempre implica la presencia de una región cefálica o cabeza y al menos otra región. La cabeza es la región que contiene la boca y los principales órganos sensoriales. El resto del cuerpo puede formar una unidad indiferenciada, en cuyo caso se denomina tronco, o por el contrario, estar diferenciado a su vez en dos regiones, el tórax y el abdomen. Por tanto, el cuerpo puede dividirse en cabeza y tronco (dos regiones), o en cabeza, tórax y abdomen (tres regiones). En algunos animales, la cabeza y el tórax están fusionados formando un cefalotórax, a continuación del cual se encuentra el abdomen. En estos organismos, el abdomen típicamente se distingue por ser segmentado. 6 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) A) B) Lado derecho VARIOS PLANOS DE SIMETRIA PLANO TRANSVERSAL PLANO SAGITAL PLANO FRONTAL Superficie dorsal Superficie Aboral Extremo posterior Superficie Oral Extremo anterior Superficie ventral Lado izquierdo EJE ABORAL/ORAL Figura 1.4. Planos de simetría. A) Simetría bilateral: existe un único plano de simetría; sólo el plano sagital divide al cuerpo en dos mitades iguales (lado izquierdo y derecho), los otros planos dividen el cuerpo en mitades desiguales. B) Simetría radial: existen varios planos de simetría; en el esquema aparecen tres. (Dibujos Z. Tárano). A) Vista Dorsal B) Vista Lateral Vista lateral Vista dorsal Figura 1.5. Cuerpos simétricos bilateralmente y aplanados. A) Aplanado dorsiventralmente (Deprimido) (Tomada y modificada de Bodini y Rada, 1980). B) Aplanado lateralmente (Comprimido) (Tomada de asturnatura.com). El cuerpo puede poseer o no, apéndices. La definición más amplia de apéndice es “cosa adjunta o añadida a otra, de la cual es parte accesoria”. Accesoria significa “secundario” o “que depende de lo principal”. En Zoología, un apéndice es una parte del cuerpo de un animal que está unida a otra principal. De modo que un organismo puede tener distintitos órdenes de apéndices, es decir, apéndices de alguna parte del cuerpo o apéndices de los apéndices. Por ejemplo, puede tener apéndices torácicos (partes accesorias unidas al tórax), como alas, aletas, patas (todos estos son apéndices locomotores). Estos apéndices pueden tener a su vez, apéndices, como penachos de vellosidades, espinas, garras o uñas. Como vemos en el ejemplo anterior, los 7 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) apéndices pueden nombrarse genéricamente según la región del cuerpo en la que se encuentran (ej., torácicos, abdominales, podálicos) y según su función (ej., locomotores, sensoriales, defensivos). Las antenas, palpos, bigotes y proyecciones carnosas de diversos tipos son apéndices sensoriales; las tenazas, quelas, espinas son apéndices defensivos o alimentarios. La función de una estructura cualquiera indica cómo beneficia al organismo o cuál es la consecuencia de tenerla, es decir, indica el valor de supervivencia o reproducción, o valor adaptativo. Este valor sólo puede determinarse analizando al organismo vivo en su ambiente natural o bajo condiciones experimentales, y descubriendo cómo ese apéndice favorece su supervivencia y su reproducción. Sin embargo, por su similitud con otras estructuras de función conocida en otros animales, se puede proponer tentativamente una denominación funcional para un apéndice en el organismo que se describe. En la Figura 1.3, se indican distintos tipos de apéndices: espinas, cola, bigotes, tenazas, patas, aletas. Finalmente, según su cubierta externa, el cuerpo puede estar desnudo (sólo cubierto por una epidermis, tegumento o cutícula), o cubierto por pelos, plumas, escamas, placas osificadas o por un exoesqueleto duro (típicamente llamado caparazón o concha). REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Bodini, R. y D. Rada. 1980. Biología Animal, Laboratorio. Facultad de Ciencias, UCV. Editorial Ateneo de Caracas. Caracas, Venezuela. 2. Brusca, R. C. & Brusca, G. J., 2005. Invertebrados, 2ª edición. McGraw-Hill-Interamericana, Madrid, España. 3. Hickman, F.M. y C.P. Hickman Jr. 2003. Zoología. Manual de Laboratorio. Interamericana-McGraw Hill, Madrid, España. 4. Hickman, C.P. Jr., L. S. Roberts, y A. Larson. 2002. Animal Diversity. 3era edición. The McGraw−Hill Companies, New York, EE.UU. 8 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICA 1. DIVERSIDAD ANIMAL: EJERCICIOS DE LABORATORIO PARA REALIZAR ESTAS ACTIVIDADES EL ESTUDIANTE DEBE TRAER AL MENOS DOS HOJAS BLANCAS TAMAÑO CARTA. ACTIVIDAD 1. Describir animales particulares. Observe cuidadosamente cada uno de los organismos. Descríbalos detalladamente en forma de relato. Tome en cuenta la forma, simetría, cubierta corporal, segmentación, diferenciación en regiones, presencia y tipo de apéndices, tamaño (absoluto), textura o cualquier otra característica que observe. No incluya el color en la descripción. Coloque los nombres comunes de los animales que le son familiares; identifique los que no reconozca con el número que les fue asignado. ACTIVIDAD 2. Tabular características externas. Elabore una tabla comparativa con todos los organismos. Ubique en la primera columna los nombres de los organismos y en la primera fila los tipos de características (p. ej., simetría, forma). Al elaborar la tabla debe seguir un orden, colocando en las primeras columnas las características más generales (compartidas por muchos organismos) y en las últimas las más específicas (particulares de algunos o un solo organismo). Evite utilizar términos como “presente - ausente” o “si – no”, diga cómo es esa característica en el organismo (estado de la característica). Por ejemplo, si el carácter indicado al inicio de la columna es “simetría”, el estado del carácter será: bilateral, radial o asimétrico, según sea el caso. Puede usar la frase “no aplica” si alguna característica no puede definirse en un organismo. ACTIVIDAD 3. Clasificar (agrupar) la diversidad. Elabore un esquema (con llaves o flechas) con la información contenida en la tabla. Utilice el mismo criterio de ordenación de los caracteres, de lo general a lo particular. Indique el nombre del organismo sólo al final del esquema, es decir, después de haber indicado la última característica que lo describe. ACTIVIDAD 4. Se proporciona el siguiente cuestionario de estudio que el estudiante responderá en su casa y no será revisado por el profesor. Es importante que el estudiante complete el cuestionario ya que estos conceptos se utilizarán durante todo el curso. a) ¿Cuál es la diferencia entre un organismo que presenta simetría radial y otro con simetría bilateral? b) ¿Cómo se denomina el plano de simetría en los organismos con simetría bilateral? ¿Y en un organismo con simetría radial? c) ¿Cuántos lados idénticos tiene el cuerpo de un organismo con simetría bilateral? ¿Cómo se denominan? d) En un organismo con simetría bilateral, ¿cómo se denomina el extremo del cuerpo en que se encuentra la cabeza? e) En un organismo con simetría radial, ¿dónde se encuentra la boca? f) Indique los tipos de consistencia que encontró en los ejemplares descritos. g) Cuando el cuerpo de un organismo está diferenciado sólo en dos regiones ¿cómo se denominan esas regiones? ¿Y cuando está diferenciado en tres regiones? h) ¿Cómo se diferencia la cabeza de otras regiones? i) ¿Qué es un apéndice? j) ¿Cómo diferencia un cuerpo deprimido de uno comprimido? 9 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICA 2. TAXONOMÍA Y SISTEMÁTICA ANIMAL INTRODUCCIÓN La Taxonomía puede definirse como el análisis de las características de los organismos, con la finalidad de clasificarlos. La Clasificación, por su parte, consiste en la designación de nombres para grupos de organismos y su arreglo en un sistema de tipo jerárquico. En Biología, cada grupo se denomina taxón (plural taxa). Gracias a los sistemas de clasificación es posible sintetizar en pocas palabras una gran cantidad de información sobre los seres vivientes, ya que los nombres de los grupos de organismos típicamente expresan sus características relevantes o la característica diagnóstica (se define más adelante). De lo anterior se deduce que la clasificación de los organismos vivientes no sería posible si no se contara con la descripción detallada de los mismos y con su identificación inequívoca, es decir, con la asignación de un nombre único en particular. El sistema de nombres aplicado a diferentes rangos de categorías jerárquicas y a los taxa individuales en Biología, se denomina Nomenclatura Biológica. En biología, el sistema de Nomenclatura se conoce como Sistema Binomial, y fue publicado por Carl Linnaeus en 1758 en su libro Sistema Naturae. Según este sistema, el nombre científico asignado al taxón especie consiste de dos palabras, la primera denomina al género y la segunda representa el nombre específico o epíteto. Por ejemplo, en el nombre de la especie Gephyrocharax venezuelae, Gephyrocharax representa el nombre del género y venezuelae, es el epíteto o nombre especifico. Pero, recuerde que el nombre de la especie es Gephyrocharax venezuelae (dos palabras). En biología las especies están agrupadas en varias categorías taxonómicas superiores, tales como géneros y familias, y éstas están incluidas en categorías mayores. El total de estos agrupamientos forman un conjunto de niveles jerárquicos que constituyen un sistema de grupos anidados (unos incluidos en otros) (Figura 2.1). En el arreglo presentado en la Figura 2.1, cada una de las categorías jerárquicas mostradas (especies, géneros, familias y orden) representan un taxón: por ejemplo, la especie g es un taxón, el género B es un taxón y la familia E es otro taxón. Recuerde que taxón significa Figura 2.1. Ejemplo de arreglo jerárquico de taxa. grupo. Reino Phylum (plural Phyla) Carl Linnaeus propuso cinco categorías jerárquicas (Reino, Clase, Orden, Género y Subphylum Especie) pero a través de los años, y debido a la gran diversidad biológica, se han Superclase añadido más, aunque no todas ellas se incluyen en una clasificación. El número de Clase categorías necesarias para una clasificación depende de la diversidad de especies. Subclase Algunas de las categorías más empleadas en zoología se muestra en el cuadro anexo, Superorden de las cuales 7 son obligatorias en la clasificación de cualquier animal: Reino, Orden Phylum, Clase, Orden, Familia, Género y Especie. Suborden Superfamilia Existe una diferencia importante entre la categoría taxonómica de especie y las Familia categorías taxonómicas superiores: las especies son entidades evolutivas cuyos Subfamilia límites probables pueden ser determinados de manera científica, mientras que la Tribu asignación de las especies en las categorías superiores se rige por los criterios Subtribu manejados por cada escuela Sistemática. Género Subgénero La Sistemática es la disciplina que trata de la reconstrucción de la historia evolutiva Especie de la vida, considerando la identificación de taxa, las relaciones entre ellos y la Subespecie distribución espacial y temporal de los organismos. La Sistemática comprende tres 10 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) escuelas principales: la fenética, la evolutiva y la filogenética. La primera contempla sólo los patrones de caracteres de las especies actuales sin tener en cuenta los procesos que los originaron. Las escuelas evolutiva y filogenética comparten la premisa de que es posible inferir la historia evolutiva de los taxa, con base en los patrones de caracteres, y que la clasificación puede fundamentarse en dicha historia. La diferencia fundamental entre estas dos escuelas es que la filogenética propone que todos los taxa son entidades genealógicas, mientras que la evolutiva argumenta que otros aspectos, como disimilitudes morfológicas o ecológicas, deben ser considerados en la delimitación de los taxa. De estas concepciones diferentes de la identificación y clasificación, surgen, al menos, cuatro conceptos de especie (ver el cuadro anexo). Todos estos conceptos tienen sus defensores y sus detractores; especialmente polémico es el concepto tipológico (morfológico), aunque era el concepto de Linnaeus. ¿CÓMO SE IDENTIFICA UN ORGANISMO? En sentido estricto, la identificación de un ejemplar se realiza con base en los caracteres que lo describen. Los caracteres pueden ser morfológicos, genéticos, etológicos (conducta), fisiológicos, embrionarios, entre otros. Los caracteres morfológicos son los más comúnmente empleados y representan el fundamento de todo el sistema de clasificación actual. La embriología y la fisiología han permitido establecer relaciones entre grupos muy diferentes en sus estadios adultos (p. ej. equinodermos y cordados). Los caracteres genéticos se utilizan con más frecuencia cada día ya que han experimentado un rápido desarrollo en la última década, gracias a los avances de las técnicas de análisis molecular. Los caracteres etológicos se encuentran entre los más complicados de determinar porque, la mayoría de las veces, es muy difícil observar la conducta de ciertos grupos de organismos y describirla objetivamente. La identificación definitiva o final se logra mediante caracteres que están presentes de manera exclusiva en él, es decir, caracteres diagnósticos, de manera que dicha identificación se realiza de forma inequívoca. Mientras que la Clasificación y la asignación de nombres es tarea de expertos, la identificación puede realizarla cualquier persona que Carácter diagnóstico es aquel que encuentra un organismo y desconoce sus nombre científico, siempre permite la identificación inequívoca de un que sepa describirlo por sus características externas y conozca la taxón, ya que sólo se encuentra en ese nomenclatura utilizada para designar las estructuras presentes en grupo. dicho organismo. Para la identificación se utilizan claves taxonómicas. Claves Taxonómicas (modificado de Wiley, 1981) Las claves taxonómicas son instrumentos diseñados por especialistas en los diferentes grupos de organismos, para facilitar su identificación. Las claves incluyen, de manera ordenada, las características del taxón, mostradas en forma de pares contrastantes. Es decir, para cada carácter, se presentan siempre dos y solamente dos, variantes contrastantes. Observe la clave que se muestra a continuación, note que las características no aparecen en la clave de manera aleatoria, sino que aparecen ordenadas por tipo de carácter (p. ej., color del vientre o longitud del pico) y que para cada carácter se indican dos variantes (p. ej., vientre blanco vs amarillo). A cada variante del carácter se le denomina entrada de la clave. Vea el siguiente ejemplo para clarificar las ideas anteriores: Clave para la identificación de especies de un género hipotético de aves: 1a. Vientre blanco……………........................................................ b. Vientre amarillo ……………………………………………………………... 2a. Punta de la cola blanca ……………………………………………………. b. Punta de la cola cualquier color excepto blanco……………..… 3a. Pico de igual o mayor longitud que el tarso…….................... b. Pico de igual o menor longitud que el tarso ………………..… 2 3 Excelsus pallidus Excelsus tornasolis Excelsus longirostris Excelsus minimus Las claves pueden construirse para identificar cualquier taxón, es decir, puede haber claves para identificar Familias, Clases, Ordenes, Géneros o Especies, entre otros. Note que las claves se utilizan para identificar no para clasificar. La clasificación es realizadas por expertos (taxónomos); la identificación es realizada cualquier persona que tiene un ejemplar, cuya clasificación desconoce, utilizando la clave elaborada por el experto. 11 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Una clave taxonómica debe tener las siguientes características: 1. Contener tantos caracteres como sean necesarios para confirmar una identificación. 2. Cada carácter debe presentarse en forma de un contraste pareado (es decir, debe contener solo dos variantes del carácter). 3. No deben utilizarse más caracteres de los necesarios porque se reduce su eficiencia. 4. El estilo de la escritura debe ser telegráfico. 5. Los caracteres utilizados deben ser fácilmente observables. 6. La descripción de los caracteres no debe depender de un juicio de cualidad, por ejemplo “más claro” versus “más oscuro”, “abundante” versus “escaso”, “largo” versus “corto”; cuando no sea posible o práctico indicar el color exacto o las dimensiones exactas, utilizar comparaciones con otras estructuras dentro del mismo organismo (relaciones morfológicas), por ejemplo, pico más claro que el tarso o ala tan larga como el tarso. 7. Los caracteres deben aplicarse a todas las edades y a ambos sexos; en caso contrario deberán proporcionarse claves múltiples (por edad o sexo) o especificarse que las claves sólo funcionan para un grupo sexual o etario en particular. 8. Deben incluirse figuras o esquemas cuando las formas contrastantes de un carácter sean confusas. En cuanto a su contenido, las claves son de dos tipos: artificiales y naturales. Las claves artificiales no reflejan las relaciones genealógicas (filogenéticas) entre los grupos, mientras que en las claves naturales si lo hacen. En el curso usaremos siempre claves artificiales. En cuanto a su estructura (forma en que están dispuestos los caracteres) las claves se clasifican en dentadas y pareadas. En las dentadas, cada variante de un carácter (entrada) se desglosa inmediatamente en los otros caracteres del taxón, hasta llegar al nombre del taxón (ver ejemplo que aparece más adelante). En consecuencia, las dos variantes de un mismo carácter quedan separadas en el texto. De hecho, dependiendo de cuán diverso sea el taxón y de cuantas características sean necesarias para identificarlo inequívocamente, las variantes de cada carácter pueden quedar separadas por varias páginas. En estas claves, cada carácter se identifica con un número diferente (1, 2, 3) y el contraste (la otra variante de un carácter) con el mismo número repetido dos veces (ej., 1 y 1.1; 2 y 2.2). Observe detalladamente la clave dentada que se presenta como ejemplo para que le sea más fácil entender. Además, cada carácter que se ingresa a la clave debe tener mayor sangría que el anterior, de modo que las variantes de un mismo carácter (ej., 1. y 1.1) tendrán la misma sangría, aunque estén lejanas en el texto, y las variantes del carácter 2 (2. y 2.2) tendrán la misma sangría entre sí, pero mayor que la del carácter 1 y 1.1, esto hace que la clave tenga aspecto de escalera y por eso se denomina dentada. Observe detalladamente el ejemplo de clave dentada y note el incremento en la sangría. Ejemplo de una clave dentada para las especies de una familia hipotética de reptiles: 1. Cola con escudetes córneos superpuestos 2. Extremo subcaudal con cuatro hileras de escamas longitudinales Lamesis mutata 2.2. Extremo subcaudal con una o dos hileras de escamas longitudinales 3. Entre el ojo y la escama supraocular, varias escamas a modo de cuernos Botria schlegelii 3.3. Entre el ojo y la escama supraocular, escamas planas típicas 4. Escamas subcaudales enteras en su mayoría 5. Alrededor de 205 escamas ventrales y 66 escamas subcaudales Botria lichenosus 5.5. Menos de 170 escamas ventrales, 50 o menos escamas subcaudales 6. Foseta lacrimal en contacto con la segunda escama supralabial Botria medusa 6.6. Foseta lacrimal separada de la segunda escama supralabial Botria lansbergii 4.4. Escamas subcaudales divididas en su mayoría 7. Vientre negro con machas blancas Botria brazili 7.7. Vientre amarillo con manchas negras Botria atrox 1.1. Cola con escudetes córneos yuxtapuestos 8. Manchas redondas dispuestas irregularmente sobre el dorso Crocua vergrandis 8.8. Manchas romboides dispuestas regularmente sobre el dorso 9. Cintas paravertebrales nucales sin cintas accesorias debajo Crocua durissus 9.9. Cintas paravertebrales nucales con cintas accesorias continuas o interrumpidas debajo 12 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 10. Dos escamas paravertebrales nucales 10.10. Tres o cuatro escamas paravertebrales Crocua cumanensis Crocua ruruima En las claves pareadas, en cambio, las dos variantes de cada carácter se muestran una a continuación de la otra (es decir, juntas, no separadas como en la dentadas), identificadas con un número colocado al nombrar el carácter por primera vez (observe detalladamente el ejemplo de clave pareada que aparece más adelante); es decir, 1, 2, 3 etc. Al final de la descripción de cada variante, se coloca un número que indica con cuál carácter se debe continuar la identificación. Todos los caracteres se escriben con la misma sangría, de modo que esta clave ahorra espacio. El contenido de la clave dentada mostrada previamente ha sido reorganizado y presentado como una clave pareada. Note que las descripciones en ambas claves son idénticas; sólo cambia la organización. Clave dentada para la misma familia hipotética de reptiles: 1. Cola con escudetes córneos superpuestos Cola con escudetes córneos yuxtapuestos 2 8 2. Extremo subcaudal con cuatro hileras de escamas longitudinales Extremo subcaudal con una o dos hileras de escamas longitudinales Lamesis mutata 3 3. Entre el ojo y la escama supraocular, escamas a modo de cuernos Entre el ojo y la escama supraocular, escamas planas típicas Botria schlegelii 4 4. Escamas subcaudales enteras en su mayoría Escamas subcaudales divididas en su mayoría 5 7 5. Alrededor de 205 escamas ventrales y 66 escamas subcaudales Menos de 170 escamas ventrales, 50 o menos escamas subcaudales Botria lichenosus 6 6. Foseta lacrimal en contacto con la segunda escama supralabial Foseta lacrimal separada de la segunda escama supralabial Botria medusa Botria lansbergii 7. Vientre negro con machas blancas Vientre amarillo con manchas negras Botria brazili Botria atrox 8. Manchas redondas dispuestas irregularmente sobre el dorso Manchas romboides dispuestas regularmente sobre el dorso Crocua verandis 9 9. Cintas paravertebrales nucales sin cintas accesorias debajo Cintas paravertebrales nucales con cintas accesorias continuas o interrumpidas debajo 10. Dos escamas paravertebrales nucales Tres o cuatro escamas paravertebrales Crocua durissus 10 Crocua cumanensis Crocua ruruima ¿CÓMO SE CLASIFICA UN ORGANISMO? Aunque la clasificación es tarea de expertos y no será objetivo de este curso que el estudiante aprenda a clasificar, se presenta, de manera general, información básica sobre cómo se clasifica un organismo. Usted debe aprender los conceptos aquí suministrados pues serán utilizados en otras prácticas. Una vez descrito el ejemplar o taxón de interés, el siguiente paso corresponde a la asignación de un nombre científico a dicho taxón, según las normas de la nomenclatura zoológica y a su inclusión dentro de un sistema jerárquico de clasificación. Las clasificaciones modernas tratan, en lo posible, de reflejar las relaciones evolutivas de los grupos naturales, basándose en caracteres ancestrales y caracteres de avance. El carácter ancestral se denomina plesiomórfico (o plesiomorfía), mientras que el carácter descendiente o de avance se conoce como apomórfico o apomorfía. Las apomorfías, a su vez, se dividen en sinapomorfías (caracteres descendientes o de avance compartidos), y autapomorfías (carácter de avance presente en el grupo terminal). Dependiendo de su origen evolutivo, los caracteres pueden ser homólogos u homoplásicos. Los caracteres de avance realmente útiles al momento de establecer las relaciones genealógicas de un grupo son los homólogos. Según Wiley (1981) dos o más caracteres son homólogos si son derivados de la misma condición original, presente en el ancestro común más reciente de los taxa que los poseen, o si un carácter se deriva directamente de otro. En 13 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) cambio, un carácter es homoplásico si el ancestro común más reciente de esos taxa no posee el carácter o si un carácter no es el precursor del otro. La utilización de caracteres homoplásicos ocasiona errores en las relaciones genealógicas establecidas. Como se explicó en la sección previa, la Sistemática es la Conceptos de Especie disciplina que trata de la identificación y clasificación de las especies, con base en las relaciones evolutivas entre los Concepto morfológico: “conjunto de individuos diferentes taxa. La sistemática es una especialidad muy morfológicamente similares y separado de otros controversial, con tres escuelas principales: la fenética, la conjuntos por discontinuidades morfológicas” (Cain, 1954). evolutiva y la filogenética. La primera ordena los taxa con base en similitudes totales entre ellos, argumentando que no es Concepto biológico: "grupos de poblaciones que, posible descubrir la historia evolutiva con suficiente confianza real o potencialmente, se reproducen entre sí y que para ser utilizada como base de la clasificación. Las escuelas están reproductivamente aislados de otros grupos" evolutiva y filogenética comparten la premisa de que sí es (Mayr, 1942). posible inferir la historia evolutiva de los organismos con base en los patrones de caracteres y que la clasificación debe Concepto evolutivo: "una especie evolutiva es un basarse en dicha historia. La diferencia fundamental entre linaje único de poblaciones de ancestrosestas escuelas es que la filogenética propone que todos los descendientes, el cual mantiene su identidad de taxa sean grupos naturales (grupos monofiléticos), mientras otros linajes y tiene su propia tendencia evolutiva y destino histórico" (Wiley, 1978). que la evolutiva argumenta que los grupos pueden ser artificiales (grupos no-monofiléticos) (Lundberg y McDade, Concepto filogenético de especie: "una especie es el 1990). Se entiende como grupo natural o monofilético aquel grupo más pequeño de organismos que incluye todos los taxa descendientes y su ancestro común diagnosticablemente distinto de otros, dentro del más cercano. cual existe un patrón de ancestros y descendientes" (Cracraft, 1989). “Es el grupo monofilético más pequeño que comparte un ancestro común” (de Querioz y Donoghue, 1990). Las relaciones entre los grupos se representan mediante esquemas dicotómicos en los que cada ancestro común se divide en dos grupos hermanos ("sister groups"), cuya denominación varía de acuerdo a la escuela sistemática: fenogramas (escuela fenética), filogramas (escuela evolutiva) o cladogramas (escuela filogenética). La estructura básica de uno de estos esquemas (cladograma), se observa en la figura anexa. El arreglo dicotómico consiste de una raíz, nodos, internodos y ramas. La raíz es la base o punto de inicio; los puntos de ramificación se denominan nodos y los segmentos entre los nodos son llamados internodos o ramas internas. Los taxa se colocan al final de las ramas y se denominan taxa terminales. Los ancestros de cada grupo monofilético son hipotéticos y se ubican en los nodos. En la Figura 2.2, B+C constituyen un grupo monofilético con un ancestro hipotético común (Ancestro 4); A + (B+C) constituyen otro grupo monofilético con un ancestro común hipotético (Ancestro 3), y así sucesivamente. Por ejemplo, el grupo formado únicamente por los taxa M + (A+B+C) no es monofilético porque no incluye todos los taxa descendientes del Ancestro 1 (no incluye N). Los taxa B y C se denominan grupos hermanos o “sister group”; los taxa A y (B+C) Figura 2.2. Representación de las relaciones filogenéticas entre cuatro taxa (M, N, A, B, C). 14 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) también constituyen grupos hermanos y así sucesivamente. El sistema jerárquico de clasificación que se genere a partir de los cladogramas deberá reflejar fielmente el esquema de relaciones filogenéticas del grupo en estudio, el cual estará únicamente basado en grupos monofiléticos definidos por caracteres de avance compartidos (sinapomorfías). Si tomamos como ejemplo el mismo esquema de la figura anterior como un Orden X, con M, N, A, B y C como las Especies o taxa terminales del mismo, se podría generar un sistema jerárquico de clasificación como el que sigue: Orden X Familia 1 Género 1 Especie M Familia 2 Género 2 Especie N Género 3 Subgénero 1 Especie A Subgénero 2 Especie B Especie C En este ejemplo, la Familia 1 está constituida por un Género y una Especie; la Familia 2 presenta dos Géneros, uno de los cuales también tiene una sola Especie, mientras que el otro está subdividido en dos Subgéneros: el Subgénero 1 con una especie y el Subgénero 2 con dos Especies. ¿CÓMO SE NOMBRA UN ORGANISMO? Cuando un ejemplar(es) no puede ser identificado sin lugar a dudas como alguna de las especies que se conocen dentro de su grupo, probablemente corresponde a una nueva especie y es necesario designarle un nombre científico. La designación de los nombres científicos a los taxa se basa en normas de Nomenclatura Zoológica aceptadas por toda la comunidad científica, y descritas en el "Código Internacional de Nomenclatura Zoológica" (CINZ) publicado en 1958 y actualizado en revistas especializadas de taxonomía para “lograr la estabilidad y universalidad de los nombres científicos de manera que cada nombre sea único y distinto”. Esto permite reconocer, distinguir, identificar y agrupar de manera formal conjuntos de organismos que conforman las categorías taxonómicas (taxón o taxa en el plural), donde la unidad de clasificación fundamental es la especie que recibe un nombre binomial (construido con dos palabras) que se conoce como nombre científico. A continuación se señalan algunas de las normas más básicas descritas en el CINZ, que el estudiante deberá conocer y aplicar: - Los nombres de los taxa se escriben en latín o en forma latinizada. - Los taxa superior a Especie se escriben con una sola palabra (uninomial). Desde Reino hasta Familia los nombres se escriben con inicial mayúscula y no se subrayan o tampoco se escriben en letras itálicas. - Los nombres del taxón de Familia siempre terminan en –idae (ej. Sciuridae) y el de Subfamilia en –inae (ej. Sciurinae). - El Género es una palabra (sustantivo o adjetivo) que se escribe con inicial mayúscula y se subraya o se escribe en letras itálicas. Por ejemplo: Panthera o Panthera. - Cuando se emplea el Subgénero se coloca entre paréntesis, con inicial mayúscula, se subraya o se escribe en letras itálicas, y va a continuación del Género. Por ejemplo: Sciurus (Similisciurus) o Sciurus (Similisciurus). - Los nombres de Especie y Subespecie son palabras (sustantivos o adjetivos) que se escriben con inicial minúscula, siguen al Género y se subrayan o se escriben en letras itálicas. - El nombre de la Especie consiste de dos palabras (binomio): Género + nombre específico. En el caso de la ardilla común de Venezuela se puede escribir como Sciurus granatensis o Sciurus granatensis. 15 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) - El nombre de la Subespecie consiste de tres palabras (trinomio) que se escribe: Género + nombre específico + subespecie. Ej.: Sciurus granatensis llanensis o Sciurus granatensis llanensis. - Si se utilizan el Subgénero y la Subespecie juntos se escribe: Género + subgénero + nombre específico + subespecie. Ej.: Sciurus (Similisciurus) granatensis llanensis o Sciurus (Similisciurus) granatensis llanensis.o - Los nombres científicos de los taxa no deben estar formados por palabras unidas por una conjunción, ni incluir la letra "ñ", ni signos que no puedan ser pronunciados en latín como guiones. Por ejemplo: Sciurus grañatensi, Sciurus gra?atensis, Sciurus grana-tensis, S-ciuridae, Sciuriñae. - Dos especies no pueden compartir el mismo Género, pero sí el mismo nombre específico. Por ejemplo: Caprimulgus longirostris (ave) y Glossophaga longirostris (mamífero). - El nombre correcto de un taxón está basado en la prioridad de su publicación, es decir, si dos especialistas escriben una especie y le asignan nombres distintos, se considera como correcto el nombre asignado por el investigador que lo publicó primero. - Típicamente se coloca el nombre del investigador que designó por primera vez y el año de publicación, después del nombre del taxón. Si el taxón conserva el nombre que se le asignó por primera vez, el nombre del autor aparece sin paréntesis. Por ejemplo: Leptodactylus macrosternum Miranda-Ribeiro, 1926. Si el taxón ha sido cambiado de nombre, el primer autor que lo designó (aunque con un nombre diferente al que se utiliza actualmente) aparece a continuación del taxón, entre paréntesis. Por ejemplo: Hypsiboas pugnax (Schmidt, 1857). - Cuando un nuevo género es propuesto, debe designarse la(s) especie(s) tipo(s), es decir, el nombre científico completo (género y epíteto) de la especie o especies con los cuales se hizo la descripción y se decidió el nombre. - Para las categorías taxonómicas de Orden (en plantas) y El tipo es aquel ejemplar, depositado en un Superfamilia (en animales) y en categorías inferiores para museo, que designa permanentemente al ambos, la aplicación de los nombres de los taxa está taxón. basado en los ejemplares tipo, especies tipo o género tipo. En el Anexo al final de esta guía, se presentan organizadamente otros artículos del CINZ que podrán serán utilizados durante el desarrollo de la Práctica. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Cracraft, J. 1989. Species as entities of biological theory. En: What the philosophy of biology is: the philosophy of David Hull (Ed., M. Ruse). Kluwer Academic Publications, Dordrecht. pp. 31-52. 2. de Querioz, K., y M.J. Donoghue. 1990. Phylogenetic systematicts or Nelson’s version of cladistics? Cladistics 6: 61-75. 3. Lundberg, J. y L. McDade. 1990. Systematics. En: Methods for Fish Biology (Ed. Schreck, C. y P. Moyle), American Fisheries 4. 5. 6. 7. 8. Society, USA. pp: 65-108. Mayr, E. 1942. Systematics and the origin of species. Columbia Univ. Press, Nueva York. O'Hara, R.J. 1994. Evolutionary history and the species problem. American Zoologist 34:12-22. Sokal, R. R. 1983. A phylogenetic analysis of the Caminacules. I. The data base. Systematic Zoology 32: 159–184. Wiley, E. O. 1978. The evolutionary species concept reconsidered. Systematic Zoology 27: 17-26. Wiley, E.O. 1981. Phylogenetics. John Wiley and Sons, Nueva York, 439 p. 16 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) ANEXO CÓDIGO INTERNACIONAL DE NOMENCLATURA ZOOLÓGICA El Código adoptado por el XV Congreso Internacional de Zoología que se reunió en Londres en Julio 1958, consta de un Preámbulo y 87 Artículos agrupados por materias en 18 Títulos. Los artículos consisten de reglas obligatorias a las cuales se anexan Recomendaciones. (Tomado de: CODIGO INTERNACIONAL DE NOMENCLATURA ZOOLOGICA, adoptado por el XV Congreso Internacional de Zoología, Traducción española de Enrique Beltrán. Sociedad Mexicana de Historia Natural 1962). A continuación se reproducen los artículos que pueden ser utilizados para resolver los problemas propuestos en la Guía. TÍTULO I. LA NOMENCLATURA ZOOLÓGICA Art. 1. La nomenclatura zoológica es el sistema de nombres científicos aplicados a las unidades taxonómicas o taxa (singular taxón) de los animales conocidos, que existen o han existido en la naturaleza. El presente Código se refiere a los nombres de los taxa que pertenecen al grupo-familia, al grupo-género y al grupo-especie. Se excluyen los nombres dados a conceptos hipotéticos, a especímenes teratológicos, a híbridos en tanto tales, a formas intraespecíficas en tanto tales, a los nombres propuestos para uso otro que taxonómico. Art. 2. Independencia de la nomenclatura zoológica. La nomenclatura zoológica, es independiente de los otros sistemas de nomenclatura, en el sentido de que el nombre de un taxón animal no debe ser rechazado por la única razón de ser idéntico al nombre de un taxón que no pertenece al reino animal. a. Transferencia de taxa al reino animal. Si un taxón es transferido al reino animal, su nombre o nombres entran en la nomenclatura zoológica con la fecha y autor primitivos. b. Rechazo de taxa fuera del reino animal. Si un taxón se descarta del reino animal, su nombre o nombres permanecen en concurrencia con los nombres del reino animal, lo que concierne a la homonimia. Art. 3. Punto de partida. La décima edición del "Systema Naturae" de Linneo, marca el comienzo de la aplicación general coherente de la nomenclatura binomial en Zoología. En el presente Código, la fecha 1 de enero de 1758, se fija arbitrariamente como fecha de publicación de este trabajo y punto de partida de la nomenclatura zoológica. TÍTULO III. NÚMERO DE PALABRAS EN LOS NOMBRES ZOOLÓGICOS Art. 4. Taxa de rango superior al grupo-especie. El nombre de un taxón de categoría superior al grupo-especie consiste de una palabra (uninomial). Art. 5. Especie y subespecie. El nombre de una especie consiste de dos palabras (binomio) y el de la subespecie de tres palabras (trinomio) en cada caso. La primera palabra es el nombre genérico, la segunda el nombre especifico y la tercera palabra, si se emplea, es el nombre subespecífico. Art. 6. Subgénero. Cuando se emplea el nombre de un subgénero en combinación con un nombre genérico, se coloca entre paréntesis en medio de estos dos últimos; no se cuenta como una palabra en el nombre binomial de una especie, ni en el trinomial de una subespecie. TÍTULO IV. NOMBRES UTILIZABLES (RESUMIDO) Art. 11. Condiciones generales requeridas. Para que un nombre se vuelva utilizable, debe satisfacer las disposiciones siguientes: a. Publicación y fecha. Debe haber sido publicado en el sentido del Título III, después de 1957. b. Lengua. El nombre debe ser latino o latinizado, o, si se trata de una combinación arbitraria de letras, formado de manera que pueda ser tratado como una palabra latina. 17 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) c. Nomenclatura binomial. El autor debe haber aplicado de manera coherente, los principios de la nomenclatura binomial (Título III) en el trabajo en que se publica el nombre. d. Nombre del grupo-género. Un nombre del grupo-género debe ser sustantivo en el nominativo singular, o ser tratado como tal. e. Nombres del grupo-especie. i. Un nombre del grupo especie debe ser una palabra simple de más de una letra o una palabra compuesta, y debe tratarse como: 1. Un adjetivo en nominativo singular concordante gramaticalmente con el nombre genérico (por ej. Felis marmota), o 2. Un sustantivo nominativo singular, en oposición al nombre genérico (por ej. Felis leo), o 3. Un sustantivo genitivo (por ej. rosae, cuvien, sturionls) o 4. Un adjetivo utilizado como sustantivo en genitivo, derivado del nombre específico de un organismo con el cual el animal en cuestión está asociado (ej. Lernean luscí, copépodo parásito de Gadus luscus). ii. Un nombre grupo-especie debe ser publicado en combinación con un nombre del grupo-género, pero no es necesario que este último sea válido, ni tan siquiera utilizable. iii. Un nombre del grupo-especie, no debe ser formado con palabras unidas por una conjunción, ni incluir un signo que no pueda ser pronunciado en latín (ej. rudis planusque y ?-album, no son aceptables como nombres específicos). Art. 15. Nombres publicados de 1960. Después de 1960, un nuevo nombre propuesto condicionalmente, o uno explícitamente propuesto como nombre de una "variedad" o de una "forma", no utilizable. TÍTULO VI. NOMBRES VÁLIDOS Art. 23 (Resumido) Ley de prioridad. El nombre válido de un taxón, es el nombre más antiguo utilizable que le haya sido aplicado, siempre que el nombre en cuestión, no esté invalidado por una de las disposiciones del presente Código o no haya sido suprimido por la Comisión. TÍTULO VII. FORMACIÓN Y ENMENDACIONES DE LOS NOMBRES Art. 25. al 31. Formación de los nombres. Los nombres zoológicos deben formarse conforme a las disposiciones de los Artículos 26 Art. 26. Nombres compuestos. a. Compuestos aceptables. Si un nombre fundado sobre un nombre compuesto se publica en forma de dos palabras separadas, en un trabajo en que el autor ha aplicado debidamente los principios de la nomenclatura binomial, las dos palabras componentes deben unirse sin guión, y el nombre debe tratarse como si hubiera sido publicado originalmente bajo esta forma. (Ej. Coluber novae hispanias, Gamelin corrige a Coluber novaehispaniae). b. Nombres de números en las palabras compuestas. Un nombre o un adjetivo o adverbio numeral, debe ser escrito con todas sus letras y unido al resto del nombre (ej. decemlineata y no 1O-lineata). c. Letras latinas en las palabras compuestas. Si el primer elemento de un nombre compuesto del grupo-especie es una letra latina utilizada para designar un carácter del taxón deberá unirse al resto del nombre con un guión (ej. c-album). Art. 27. Signos diacríticos y otros. No deben utilizarse signos diacríticos de apóstrofos ni del trema en un nombre zoológico; el guión no se admite sino como se especifica en el artículo 26. Art. 28. Letras iniciales. Los nombres del grupo-familia y del grupo-género deben imprimirse con inicial mayúscula y los nombres del grupo-especie con inicial minúscula. 18 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Art. 29. (Resumido) Formación de los nombres del grupo-familia. Un nombre del grupo-familia, se forma por adición al radical del género-tipo, de IDAE en el caso de una familia, de INAE en el caso de una subfamilia. Recomendación 29-A. Superfamilias y tribus. Se recomienda adoptar la desinencia OIDEA para los nombres de superfamilia e INI para los nombres de tribus. Art. 30. Concordancia en género gramatical. Un nombre del grupo-especie, debe concordar siempre en género con el nombre genérico con el cual se combina, y su desinencia debe cambiar, si hay lugar, cuando la especie pasa a otro género. El género gramatical de un nombre del grupo-género, se determina por la aplicación de las siguientes disposiciones: a. Nombres del grupo-género consistentes o terminados en una palabra griega o latina, o terminados en un sufijo griego o latín. i. Un nombre del grupo-género que consiste en palabra griega o latina, toma el género que se atribuye a esta palabra en los diccionarios griegos y latinos usuales, a menos que la comisión decida de otra manera. Ejemplos: Los sustantivos griegos transcritos sin cambio al latín, representando la totalidad o una parte del nombre, por ej. Hoplites, masculino; Wattonithyns, terminado en -thyris femenino. Los nombres que terminan en -ops, -opsis, -gaster, -caris, -lepis son femeninos. Los nombres que terminan en ciertos sustantivos latinos, en -us son femeninos (por ej. -alvus, -humus,- acus, -domus, -tellus). Los nombres que terminan en ceras (del griego ceras), -soma, -stigma o -stoma son neutros. 1. Un nombre debe considerarse como una palabra griega o latina de la misma ortografía, salvo indicación en contrario del autor original. 2. Un sustantivo del género variable, masculino o femenino, debe considerarse como masculino, a menos que su autor, al publicar el nombre por primera vez, no precise que es femenino o lo trate como tal, combinándolo a un nombre específico adjetivo. Ejemplos: Los sustantivos compuestos latinos que terminan en -cola, tales como sylvicola, se consideran masculinos. Los nombres que terminan en -ops, derivados del griego (= ojo), cuyo género clásico es habitualmente el masculino, deben considerarse como masculinos, a menos que el autor no de una indicación, o los zoólogos no los hayan tratado generalmente como femenino. 3. Los nombres que terminan en -us, por latinización de la desinencia griega -os, (masculino o femenino), -a (neutro) son masculinos, por ej. echinus (del griego echinos), cephilus (del griego kephale), crinus (del griego krinon), stomus (del griego stoma), somus (del griego soma), gnathus (del griego gnatos). Los nombres que terminan en -cera (del griego keras) o metopa (del griego metopon) son femeninos. 4. Si un nombre del grupo-género es un nombre latino cuya desinencia ha sido modificada, toma el género apropiado a la nueva desinencia. Ejemplo: Dendrocygna es femenino, aunque esté parcialmente formado sobre -cygnus, masculino. ii. Un nombre del grupo-género que termine en un sufijo griego o latino, o en una o varias letras consideradas como tales, toma el género apropiado a esa terminación. Ejemplo: Los nombres en -idea, -istes, -ites, -odea son masculinos. Nombres como soatella y oculina, son femeninos a causa del sufijo, aunque deriven respectivamente del sustantivo griego soatos y del sustantivo masculino oculus. 19 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) b. Nombres del grupo-género en su totalidad de origen clásico. i. Un nombre del grupo-género que reproduce exactamente una palabra indo-europea moderna, donde existen géneros gramaticales diferentes. Ejemplo: Pfrille del alemán Die pfrille es femenino. ii. Un nombre del grupo-género constituido por una palabra que no es de origen griego ni latino, ni de una lengua europea moderna, o por una combinación arbitraria de letras, toma el género que su autor le asigne, sea explícitamente, sea por la elección de la desinencia de un nombre del grupo-especie originalmente asociado. Si el género no ha sido explícita ni implícitamente fijado por el autor, el nombre debe considerarse como masculino, a menos que su terminación no sea manifiestamente una desinencia clásica natural, femenina o neutra; en este último caso se toma el género apropiado a la desinencia. Ejemplo: Dacelo (anagrama de Alcedo) es femenino, porque ha sido tratado como tal por su autor; pero Gekko o Abudefduf se considera como masculino. Art. 31. Nombres del grupo-especie formados por nombres modernos de persona. Cuando un nombre del grupo-especie es sustantivo, formado sobre un nombre moderno de persona, debe terminar en -i si el nombre de persona es el de un hombre, orum si es dedicado a un hombre y una mujer juntos o a varios hombres; -ae si el nombre es de una mujer, -arum si es de varias mujeres. Ejemplo: cuvieri (de Cuvier, masculino), bohartorum (hermanos Bohart), marianae (dedicado a Marian), braunarum (dedicado a las hermanas Braun). 20 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICA 2. TAXONOMÍA Y SISTEMÁTICA ANIMAL: EJERCICIOS DE LABORATORIO ACTIVIDAD 1: Comparación de los dos tipos principales de claves taxonómicas. Basado en el ejemplo dado en la parte teórica compare las claves dentadas con las pareadas. Ubicación de las dos entradas Numeración Sangría Facilidad de Uso Dentada Pareada ACTIVIDAD 2: Elaboración de una clave a partir de organismos hipotéticos. Construir una clave taxonómica requiere, en algunos casos, de un arduo trabajo. Una vía a seguir es describir los ejemplares, elaborar un cuadro de caracteres fácilmente observables y contrastantes, seleccionar el(los) carácter(es) común(es) a varios taxa de manera que se formen dos o tres grupos; éste(os) carácter(es) constituirán la primera entrada de la clave. Luego se escogen los caracteres que discriminen paulatinamente los taxa dentro de cada uno de los grupos antes establecidos. Observe los siguientes los organismos hipotéticos (camináculos) y descríbalos. Recuerde lo que aprendió en la Práctica 1 sobre cómo describir un organismo. Coloque nombres a las estructuras que observa, sobre la figura. Figura 2.3. "Camináculos": organismos hipotéticos diseñados por Joseph M. Camin de la Universidad de Kansas para ejercitar los principios y los métodos de los estudios de relaciones filogenéticas entre los organismos. Se presupone que cada taxón (A, B, C, D y E) representa una especie diferente (Tomado de Sokal, 1983). 21 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 2.1. Elabore un cuadro comparativo con el(los) carácter(es) que Ud. considere como diagnóstico(s) y contrastante(s) para cada uno de los taxa en estudio: Carácter 1 Carácter 2 Carácter 3 Carácter 4 Carácter 5 TAXÓN A B C D E 2.2. Elabore una clave con los datos del cuadro anterior: 22 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Segmentación corporal verdadera No aplica Ausente Cutícula rígida (lóriga) Completo: boca y ano Presente, visible como anillos Presente, diferenciación en regiones No poseen Cilios No poseen Pie muscular, en algunos modificado en tentáculos Cutícula delgada, en Ausentes en la algunos hay cerdas mayoría. Podios y (quetas) parapodios en algunos Exoesqueleto quitinoso Espinas Cutícula delgada y flexible Túnica, epidermis, escamas, pelos, plumas Características diagnósticas Unicelulares Cuerpo perforado por poros y canales Concha Ausente Bilateral Chaetognatha Chordata Multicelular Bilateral Echinodermata Flagelos, cilios, pseudópodos Cutícula gruesa, con placas, cerdas o espinas Radial Arthropoda Macroscópico Annelida En general no. En algunos: películas protéicas, cápsulas o testas Epidermis en formas de vida libre. Tegumento en formas parásitas. Nematoda Mollusca Apéndices locomotores Epidermis Micro Rotifera Tubo digestivo No Platyhelminthes Cubierta corporal Pinacodermo Incompleto, sólo boca Radial Macroscópico Porifera Cnidaria No aplica Organización Unicelular Simetría Asimétricos Protozoa Microscópico Taxón Tamaño ACTIVIDAD 3: Elaboración de una clave a partir de una tabla de caracteres. Utilizando los caracteres que se presentan en la siguiente tabla, elabore una clave pareada para la identificación de los principales grupos de animales vivientes. Utilice la siguiente página. Cuerpo en forma de saco. Órganos de defensa: cnematocistos Cuerpo plano dorsoventralmente y tracto digestivo ramificado Corona de cilios alrededor de la boca Cuerpo cilíndrico, sólo musculatura longitudinal, órganos sensoriales cefálicos (ánfidos), al menos un extremo del cuerpo puntiagudo Cuerpo cubierto por una concha calcárea Cuerpo dividido en segmentos en forma de anillos Patas articuladas Exoesqueleto quitinoso y apéndices articulados Simetría pentarradial, Podias y/o sistema vascular acuífero y espinas podias Cuerpo transparente en forma de flecha. Ganchos cefálicos. Ausentes en Notocordio y aberturas algunos; aletas branquiales faríngeas en propulsoras, alguna etapa del miembros (patas, desarrollo, cordón alas) en otros nervioso tubular dorsal Aletas estabilizadoras 23 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 24 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) ACTIVIDAD 4: Uso del Código Internacional de Nomenclatura Zoológica (CINZ). Utilice las normas básicas del CINZ que se presentaron en la sección previa y también los artículos del mismo código que se encuentran en el ANEXO y escriba los nombres científicos de los siguientes taxa de manera correcta en caso de que están incorrectos (5 ptos). 1. Pomacea Urceus 2. Pantera LEO 3. castoride 4. Scomberomorus maculatus 5. Acropora Cervicornis 6. bufo mariñus 7. Dasypus noven-cintus 8. Torus nigrus 9. cavia CARIPENSIS 10. Bufo granulosus 11. PTERONOTUS parnelli Paraguanensis 12. Farlowela Farlowela acus acus 25 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICA 3. EL MICROSCOPIO OBJETIVOS Esta práctica tiene por objetivos enseñar al estudiante a utilizar correctamente el microscopio óptico y la lupa. Para ello, el estudiante deberá reconocer las partes del microscopio óptico y de la lupa. Utilizar ambos instrumentos de observación según las normas. Aprender a calcular el aumento total de la imagen observada. Utilizar las escalas de la platina micrométrica para ubicar estructuras particulares de una preparación. INTRODUCCION Los microscopios son aparatos que por la acción de lentes convergentes, permiten la observación de muestras que a simple vista no se pueden percibir. Sin ayuda, el ojo humano no puede ver objetos menores a 0,1 mm de diámetro. La invención del microscopio aceleró el desarrollo de las ciencias biológicas que hasta mediados de la edad moderna se habían fundado en las observaciones directas. En la actualidad existen diversas clases de microscopios, según la naturaleza de los sistemas de luz y los accesorios utilizados para obtener las imágenes. Entre los microscopios que utilizan luz visible y lentes de vidrio están: Microscopio compuesto u óptico: la luz atraviesa la preparación (lámina portaobjetos con una muestra) directamente desde la fuente de luz. Microscopio estereoscópico o lupa de disección: dos sistemas ópticos, uno para cada ojo, permiten ver imágenes en tres dimensiones. La luz es reflejada en la superficie de la muestra. Microscopio de campo oscuro: la luz atraviesa oblicuamente la preparación y los objetos aparecen como puntos luminosos sobre un fondo oscuro. Microscopio de fluorescencia: las preparaciones se tratan con fluorocromos (colorantes fluorescenstes) y brillan al incidirles la luz. Microscopio de contraste de fases: la trayectoria de la luz es desviada mediante dispositivos especiales, produciendo contrastes notables entre elementos de diferente densidad o grosor en la preparación. El aumento obtenido con estos microscopios es reducido, debido a que la longitud de onda de la luz visible impone limitaciones en la magnificación y resolución de las imágenes (no pueden diferenciarse estructuras cuyo diámetro sea menor que la longitud de la onda). El microscopio electrónico, en cambio, utiliza un haz de electrones para formar una imagen ampliada de un objeto. Debido a que los electrones tienen una longitud de onda mucho menor que la luz visible, el microscopio electrónico permite observar estructuras mucho más pequeñas que aquellas observables con los microscopios ópticos. Como los electrones no impresionan la retina del ojo humano, la imagen debe recogerse en una pantalla fluorescente. MICROSCOPIO OPTICO O COMPUESTO El microscopio óptico es el de uso más común y su desarrollo suele asociarse a Anton van Leeuwenhoek. Los microscopios de Leeuwenhoek constaban de un sólo lente pequeño y convexo (microscopio simple), montado sobre una plancha con un mecanismo para sujetar la preparación. El microscopio óptico actual es un instrumento que contiene varias lentes y por ello se denomina microscopio óptico compuesto (Fig. 3.1). 26 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Oculares Ajuste de dioptrías Tornillo de ajuste cabezal Cabezal Ajuste de distancia interpupilar Brazo Revolver Objetivos Pinza Platina Escalas micrométricas Tornillo macrométrico Tornillo micrométrico Diafragma Condensador Lámpara Tornillos de desplazamiento del carro Interruptor lámpara Base Figura 3.1. Partes del microscopio óptico. Note que el cabezal está en posición de observación. El microscopio óptico compuesto típico está formado por tres sistemas: el mecánico, el óptico y el de iluminación (Fig. 3.1). El sistema mecánico está constituido por: Base: sobre la cual se apoya el microscopio y tiene forma de V o rectangular. Brazo o asa: es una pieza colocada en la parte posterior del microscopio. Se apoya en la base y sostiene otras piezas. Tubo: presente en los microscopios antiguos (poco común en los actuales), era una pieza cilíndrica que sujetaba, en la parte superior, a los portaoculares y en la inferior al revólver. En la mayoría de los microscopios actuales se ha dividido en varias piezas con formas diversas. Cabezal: es la pieza que sostiene los portaoculares y puede ser mono o binocular. Está colocado en la parte superior del brazo y puede girar. En algunos microscopios es necesario aflojar un tornillo en la parte posterior del cabezal para poder realizar el giro. Mecanismo para ajustar la distancia interpupilar: es una placa movible colocada en el cabezal que permite separar o acercar los oculares y ajustar la distancia interpupilar. Anillo de ajuste de las dioptrías: colocado en la base de uno o de los dos oculares, permite corregir la diferencia de enfoque entre ambos ojos (anisometropía). Revólver: es una pieza giratoria en la cual se enroscan los objetivos. Permite cambiar el objetivo y colocarlo en posición de observación, la cual se distingue por el sonido (“clic”) de un piñón que lo mantiene fijo. Platina: es una pieza metálica plana en la que se coloca la preparación a observar. Presenta un orificio que permite el paso de la luz hacia la preparación. 27 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Carro: es un dispositivo colocado sobre la platina que permite deslizar la preparación en dos direcciones (de adelante hacia atrás y de derecha a izquierda). Generalmente posee dos reglas o escalas micrométricas que se utilizan para determinar la posición del campo que se observa. Esto puede ser útil cuando, habiendo movido el campo, se desea regresar a una zona particular de la preparación, p. ej., una estructura particular. Tornillo macrométrico: al girarlo asciende o desciende el tubo o la platina. Estos movimientos largos permiten el enfoque grueso de la preparación. Tornillo micrométrico: mediante un movimiento casi imperceptible del tubo o la platina, permite el enfoque exacto y nítido de la preparación. El sistema óptico comprende el conjunto de lentes que producen la imagen aumentada de la preparación. Está formado por oculares y objetivos. Oculares: están constituidos generalmente por dos lentes dispuestas en un tubo corto. La lente inferior recoge la imagen que proviene del objetivo y la limita al campo visual disponible y la superior forma la imagen aumentada que es observada. El ocular actúa básicamente como una lupa y su aumento está grabado en el tubo portaocular. Objetivos: son los lentes que proporcionan la mayor parte del aumento y producen imágenes invertidas de las preparaciones. Cada objetivo lleva grabadas varias cifras en la superficie externa de su tubo. Por ejemplo, en la Figura 3.2 aparecen 40 / 0,65 y 160 / 0,17, siendo 40 el aumento del objetivo, 0,65 la abertura numérica, 160 la longitud del tubo en milímetros (este valor representa la distancia entre los puntos focales del objetivo y el ocular) y 0,17 el grosor del cubreobjetos (en milímetros) que debe utilizarse con ese objetivo. Los objetivos utilizados corrientemente son de dos tipos: secos y de inmersión. Los objetivos secos se utilizan sin colocar sustancia alguna entre ellos y la preparación y generalmente su aumento es de 4x, 10x, 20x, 40x y 60x. El objetivo de inmersión se utiliza colocando una gota de aceite de cedro o de inmersión entre el objetivo y la preparación, en contacto con ambos. Estos objetivos se distinguen por uno o dos anillos de color negro alrededor del tubo. Su aumento generalmente es 100x. En algunos de los microscopios que se utilizarán en este laboratorio, el objetivo de inmersión tiene un anillo de color blanco. Rosca 40/ 0,65 160/ 0,17 Lente Figura 3.2. Cifras en el tubo del objetivo El sistema de iluminación comprende las partes que producen, transmiten y regulan la cantidad de luz que incide sobre la preparación: Lámpara: está colocada en la base del microscopio. En algunos microscopios, la intensidad de la luz puede regularse girando un interruptor, situado lateralmente, en la base del microscopio. En esos microscopios, este interruptor hace las veces de diafragma. Condensador: está formado por un sistema de lentes cuya finalidad es concentrar la luz sobre el plano de la preparación. El condensador se halla debajo de la platina y puede acercarse o alejarse de ella mediante un tornillo o sujetándolo con la mano, firme pero suavemente y haciéndolo girar. Diafragma: generalmente el condensador está provisto de un diafragma-iris que regula la cantidad de luz que pasa a través de él. 28 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Aumento del microscopio El aumento total del microscopio se calcula multiplicando el aumento del ocular por el del objetivo, siempre y cuando la longitud del tubo corresponda con la establecida en el objetivo. Resolución del microscopio La resolución se define como la capacidad de distinguir como separados dos objetos que estén muy próximos entre sí. La resolución del ojo humano es 0,25 mm a 25 cm de los objetos. Esto significa que la distancia mínima entre dos objetos que pueden ser percibidos como separados (límite de resolución) por el ojo humano, sin ayuda de algún instrumento, es 0,25 mm. La resolución de un microscopio depende de la longitud de onda de la luz utilizada ( ) y de la abertura numérica del objetivo (AN). Así, el límite de resolución se expresa como: d = / 2 AN La abertura numérica del objetivo depende directamente, a su vez, del índice de refracción del medio que está entre el objeto y la lente. Tomado en cuenta lo anterior, la resolución de un objetivo puede mejorarse aumentando el índice de refracción del medio (p. ej., colocando aceite de inmersión entre el objetivo y la preparación) o disminuyendo la longitud de onda de la luz empleada. Campo del microscopio Se denomina "campo" al círculo visible que se observa a través del microscopio. Cuanto mayor es el aumento, menor es el área de la preparación incluida en el campo. Preparación de muestras para observación al microscopio Las muestras, para ser observadas al microscopio, requieren algún tipo de preparación previa, debido a que las diferentes estructuras ofrecen poco contraste natural. La preparación de muestras preservadas es laboriosa, e incluye varias etapas como: fijación, deshidratación, aclarado, inclusión, corte, coloración y montaje. La fijación consiste básicamente en inactivar todos los procesos celulares, para lo cual se emplean sustancias químicas o mezclas de estas, permitiendo así conservar la estructura del tejido en forma permanente. Una vez fijada la muestra se procede a la deshidratación (eliminar el agua); para esto se emplea una serie de soluciones alcohólicas de concentración creciente hasta llegar a 100% de alcohol. El paso siguiente es el aclarado, para el cual se utilizan solventes orgánicos como el xileno o el tolueno, que son miscibles tanto en alcohol como en parafina; de este modo se extrae el alcohol antes de la infiltración de la muestra con parafina fundida, esta nueva etapa es denominada inclusión. Cuando la parafina se ha enfriado y endurecido, la preparación (taco) puede cortarse, para lo cual se utiliza un aparato denominado micrótomo que permite obtener rebanadas extremadamente finas (3-8µm) que permiten el paso de la luz. Estos cortes se montan en un portaobjetos, el cual es previamente tratado con una solución denominada mordiente, que permite que la muestra se adhiera y no se pierda en el proceso que sigue. En el siguiente paso, la coloración, se elimina la parafina de la mediante el uso de xileno y luego se rehidrata la muestra pasándola por una serie de alcoholes de concentración decreciente. Una vez hidratada la muestra, se puede colorear y así dar un contraste a las estructuras presentes. Entre los colorantes más empleados tenemos la hematoxilina y la eosina. La primera tiene afinidad por el núcleo, coloreándolo de azul, mientras que la segunda tiene afinidad por el citoplasma, coloreándolo de rosado. Existen otros colorantes que permiten identificar de manera específica algunos componentes celulares. Luego de la coloración, la muestra se deshidrata nuevamente, se pasa por xileno y se le coloca un medio de montaje no acuoso antes de cubrirla con el cubreobjetos, lográndose un montaje permanente. Teniendo en cuenta el laborioso proceso de preparación de las muestras utilizadas en este laboratorio, y por consiguiente, su elevado costo económico, es indispensable que sean manipuladas adecuadamente y con cuidado. Observe las siguientes normas durante las prácticas: 27 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) a. No coloque las láminas en los bolsillos de su bata de laboratorio o camisa; llévelas en la mano hasta su lugar. b. No coloque las láminas sobre el mesón o en la base del microscopio, colóquelas directamente sobre la platina. c. No acumule láminas cerca del microscopio; tome la que va a observar y devuélvala cuando termine. d. No acumule láminas con la excusa de que su compañero las va a observar seguidamente. e. No coloque la lámina sobre la platina sin que está se encuentre en una posición baja y cómoda para colocar la lámina, y sin que el objetivo de menor aumento esté en posición de enfoque. USO DEL MICROSCOPIO ÓPTICO Los microscopios son instrumentos costosos y delicados. Al utilizarlos debe observar las siguientes normas: 1. Antes de transportar el microscopio o al disponerse a guardarlo, debe girar el cabezal de modo que los oculares queden sobre el brazo. También debe cerciorarse que el objetivo de menor aumento esté en posición (sobre el orificio de la platina). 2. Transporte el microscopio sujetándolo con ambas manos, una en el asa o brazo y otra debajo de la base. 3. Coloque el microscopio lejos del borde del mesón de trabajo. Deje sobre el mesón sólo lo estrictamente necesario. 4. No incline o desplace el microscopio mientras la lámpara esté enchufada. 5. Nunca toque las lentes con las manos. Si se ensucian, debe limpiarlas muy suavemente con un papel de óptica. 6. Si utiliza anteojos, quíteselos para realizar las observaciones. 7. Antes de iniciar una observación, gire el cabezal hasta que los oculares queden en posición de observación (Figura 3.1). Baje la platina y cerciórese que esté colocado el objetivo de menor aumento. 8. Coloque la preparación sobre la platina, entre las pinzas metálicas. 9. Comience la observación con el objetivo de menor aumento. Para realizar el enfoque: a. Acerque al máximo el objetivo a la preparación, empleando el tornillo macrométrico. b. Mirando a través de los oculares, ajuste la distancia interpupilar hasta que observe un campo circular. c. Separe lentamente el objetivo de la preparación girando el tornillo macrométrico. Cuando observe la imagen casi totalmente nítida, gire el tornillo micrométrico hasta obtener un enfoque fino. En este momento debe realizar la corrección de la anisometropía (diferencia de enfoque entre el ojo derecho y el izquierdo). Para ello debe cerrar el ojo izquierdo y observar sólo con el ojo derecho a través del ocular derecho. Ajuste el enfoque con el tornillo micrométrico hasta lograr una imagen nítida. Luego, cierre el ojo derecho y observe con el ojo izquierdo a través del ocular izquierdo. Gire el anillo de ajuste de las dioptrías (colocado en el ocular izquierdo) hasta observar una imagen nítida. Una vez realizado este ajuste, no debe volver a tocar el anillo de ajuste de las dioptrías durante la sesión de trabajo, aunque cambie la preparación o los objetivos. d. Si tiene dificultad para enfocar, repita todo el procedimiento anterior. Nunca intente enfocar con un objetivo de mayor aumento. Si no logró enfocar con el de menor aumento tampoco lograra hacerlo con otro objetivo. e. Si es necesario, ajuste la cantidad de luz que incide sobre la preparación (abriendo o cerrando el diafragma) y el área iluminada en la preparación (moviendo el condensador). 28 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) f. Cambie a un aumento mayor. Al colocar en posición un objetivo de mayor aumento, la imagen debe estar casi enfocada y sólo hará falta mover un poco el tornillo micrométrico para lograr el enfoque fino. Si al cambiar de objetivo se perdió el enfoque debe volver a enfocar con el objetivo anterior. Los objetivos de mayor aumento enfocan a muy poca distancia de la preparación y por ello es fácil que ocurran accidentes (p. ej., rayar o romper la preparación o la lente) si no se observa esta precaución. Empleo del objetivo de inmersión: 1. Suba totalmente el condensador para ver claramente el círculo de luz que indica la zona que se va a observar y sobre la cual se colocará el aceite. 2. Gire el revólver hacia el objetivo de inmersión dejándolo a medio camino entre éste y el de aumento inmediatamente inferior. 3. Coloque una gota pequeña de aceite sobre el círculo de luz. 4. Termine de girar suavemente el revólver y coloque el objetivo de inmersión en la posición de observación. 5. Enfoque cuidadosamente girando el tornillo micrométrico. No gire el tornillo macrométrico. No mueva el campo. La distancia de trabajo entre el objetivo de inmersión y la preparación es mínima y existe el riesgo de dañarlos. 6. Una vez que se haya puesto el aceite sobre la preparación no puede volver a usar el objetivo de menor aumento sobre esa zona, porque se mancharía de aceite. Si desea enfocar otro campo con otro aumento, debe bajar la platina, limpiar la preparación y volver a enfocar. 7. Una vez finalizada la observación, baje la platina y coloque el objetivo de menor aumento. Entonces puede retirar la preparación de la platina: nunca debe retirarla con el objetivo de inmersión en posición de observación porque puede dañar la lente. 8. Elimine el exceso de aceite de la preparación con papel absorbente que le será suministrado. Luego límpiela suavemente con papel de óptica humedecido con unas gotas de alcohol o líquido limpiavidrios. 9. Limpie el objetivo de inmersión con papel de óptica o un paño de algodón limpio humedecido con alcohol. Pase el papel sobre la lente con suavidad en un sólo sentido. No se exceda en la limpieza porque el solvente, aplicado en exceso, puede dañar la lente. Al finalizar el trabajo y antes de retirar la muestra, gire el revólver y deje el objetivo de menor aumento en posición de observación. No ahorrará tiempo retirando la lámina con un objetivo de mayor aumento porque el enfoque de la nueva lámina requiere que comenzar con el objetivo de menor aumento. Asegúrese de no dejar una preparación sobre la platina cuando devuelva el microscopio y antes de hacerlo, revise que la platina esté seca y limpia. Gire el cabezal de modo que los oculares queden sobre el brazo cuando lo transporte. Uso de las escalas micrométricas Las escalas del carro se leen de la misma manera que las de un calibrador. Note que el carro tiene dos escalas: una escala principal (ver Fig. 3.3) y una escala secundaria. Cada división de la escala principal equivale a una unidad entera (1). Luego, los valores en la escala principal serían: 20, 21, 22, …., 31, 32, etc. Cada división en la escala secundaria, en cambio tiene un valor de una unidad decimal, es decir 0,1. De modo que la escala se leería: 0; 0,1; 0,2 etc. La posición del cero en la escala secundaria indica el valor entero de la coordenada. Este valor corresponde al más bajo de los dos entre los cuales ha quedado el cero. En la Figura 3.3, el cero (0) ha quedado entre el valor 17 y 18, de modo que el valor preliminar de la lectura sería 17. El valor exacto se busca encontrando el decimal, el cual corresponde a la división de la escala secundaria que ha quedado perfectamente alineada con otra de la escala principal. En la Figura 3.3, la tercera división de la escala secundaria (es decir 0,3) ha quedado perfectamente alineada con otra 29 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) de la escala principal (no importa cual división de la escala principal). De modo que la lectura final es 17,3. Note que en el microscopio hay una escala en cada cuadrante y que cada una tiene una numeración diferente. Escala principal Escala secundaria Figura 3.3. Escalas del carro del microscopio. EL MICROSCOPIO ESTEREOSCOPICO O LUPA DE DISECCION El microscopio estereoscópico (lupa de disección o lupa binocular) a diferencia del microscopio óptico o compuesto, produce una imagen aumentada no invertida y tridimensional del objeto observado. Esto permite observar cualquier movimiento ejecutado debajo de los lentes en la misma dirección que ocurre. Los microscopios estereoscópicos tienen menor aumento total que los ópticos o compuestos, pero en cambio, permiten observar, manipular o disecar con micro instrumentos (p. ej., agujas de disección, pinzas) objetos completos. Además, al proporcionar imágenes tridimensionales, permiten describir mejor las estructuras. El microscopio estereoscópico consta de dos sistemas ópticos (dos oculares y dos objetivos para cada aumento), colocados uno al lado del otro, pero no completamente paralelos. La inclinación de uno respecto al otro es pequeña, aproximadamente 15°, con la intención de ofrecer ángulos de visión ligeramente diferentes a los ojos izquierdo y derecho. De esta forma se produce la visión en tres dimensiones de la muestra examinada. El microscopio estereoscópico consta de un sistema mecánico y un sistema óptico (Fig. 3.4). El sistema mecánico está formado por: Base: da soporte a la lupa. Es plana, rectangular y en el centro posee una placa redonda reversible o platina. La platina posee una superficie blanca y otra negra. Brazo: porta las partes del microscopio (tambor, tornillo de enfoque, cabezal). Cabezal: sostiene los porta-oculares y puede girarse aflojando un tornillo. Dispositivo para ajustar la distancia interpupilar: es una cremallera que permite desplazar los oculares (acercarlos o alejarlos entre sí). Anillo corrector de dioptrías: colocado alrededor del ocular izquierdo, permite corregir la diferencia de enfoque entre los ojos. Tambor para cambio de aumento: es un disco que al ser girado permite cambiar los objetivos que están alojados dentro del tubo óptico. Posee grabadas varias cifras que indican el aumento de los objetivos. Tornillo de enfoque: está colocado en el brazo y permite desplazarlo verticalmente, alejando o acercando las lentes a la preparación. El sistema óptico está formado por: Oculares: son las lentes colocadas en la parte superior del cabezal. Su aumento está grabado en la parte externa del porta-ocular y en las lupas más sencillas varía de 10x a 25x. Objetivos: son pares de lentes colocados uno al lado del otro sobre un tambor giratorio. A diferencia de los objetivos del microscopio óptico, no invierten la imagen del objeto. Su aumento está grabado en el disco o tambor y en las lupas más sencillas oscila entre 0,63x y 4x. En las lupas más recientes, el 30 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) paso de un aumento a otro se realiza gradualmente, girando el suavemente tornillo de aumento. En las más antiguas, el tornillo del disco del tambor debe ser sujetado firmemente al cambiar el aumento. El aumento total de la imagen se calcula multiplicando el aumento de los objetivos por el aumento del ocular. Como ambos son por lo general pequeños, el aumento máximo de los microscopios estereoscópicos más simples es de 40x a 100x. Las preparaciones son iluminadas con una fuente de luz externa o lámpara dirigida hacia la platina. En los microscopios estereoscópicos más modernos la fuente de luz está incorporada en el microscopio. Estos microscopios típicamente poseen dos fuentes de luz: una superior que permite iluminar la muestra desde arriba y otra inferior que permite iluminarla desde abajo. Esta última fuente de luz solo tiene utilidad cuando la muestra es delgada o translúcida. El enfoque se realiza siguiendo el mismo procedimiento general descrito para el microscopio óptico, incluido el ajuste de las dioptrías y de la distancia interpupilar. El transporte y uso debe realizarse observando las mismas precauciones descritas en la sección anterior. Al finalizar la observación debe girar el cabezal aflojando el tornillo que está en su base, de modo que los oculares queden sobre el brazo (Fig. 3.4). Oculares (A) Tornillo para liberar el cabezal (B) Anillo ajuste dioptrías Cabezal Brazo Soporte para lámpara Tambor Tornillo de enfoque Objetivos (internos) Ajuste iluminación Interruptor Platina Objetivos (internos) Lámpara superior Pinzas Lámpara inferior Base Figura 3.4. Partes de los microscopios estereoscópicos utilizados en el Laboratorio. (A) Modelo sin lámpara. (B) Modelo con lámparas, superior e inferior, incorporadas. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Bodini, R. y D. Rada. 1980. Biología Animal, Laboratorio. Facultad de Ciencias, UCV. Editorial Ateneo de Caracas. 2. Freeman,W.H., y B. Bracegirdle. 1975. Atlas de Histología. Paraninfo, Madrid. 3. Tribe, M.A., M. R. Eraut y R. K. Snook. 1975. Light Microscopy. Cambridge Univ. Press. London. 31 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICA 3. EL MICROSCOPIO: EJERCICIOS DE LABORATORIO ACTIVIDAD 1. Microscopio óptico: 1.1. Identificar las partes del microscopio. Con ayuda de la Figura 3.1 mostrada en la sección previa, identifique las partes del microscopio. Indique el aumento de los oculares de su microscopio: ___________________________________ Indique el aumento de los objetivos de su microscopio: __________________________________ 1.2. Uso del microscopio óptico. Para realizar el ejercicio se utilizará una preparación de cerebelo de mamífero (Figura 3.5). Usted debe utilizar la figura como una referencia para identificar estructuras, pero su dibujo debe corresponder a lo que observa y no ser una copia del esquema proporcionado. Lámina cerebelosa a) Surco interlaminar b) Neuronas estrelladas Piamadre Capa molecular Capa granulosa Célula de Purkinje Neuronas granulosas Sustancia blanca Figura 3.5. a) Corte longitudinal del cerebelo a distintos aumentos. Note la disposición de la capa granular (oscura) y la capa molecular (clara). b) Detalle de la células de Purkinje en la interfase entre la capa granular y la molecular (tomado de Bodini y Rada, 1980). Inicie su observación siguiendo el procedimiento indicado en la sección sobre Uso del Microscopio (puntos 1 al 9). Enfoque la preparación con el objetivo de menor aumento. Haga la corrección de la anisometropía (diferencia de enfoque ente ambos ojos). Haga un esquema de lo observado con el menor aumento y señale las regiones que pudo identificar. Indique el aumento total. Utilice el campo proporcionado para hacer su esquema. Aumento: 32 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 1.3. Cambie al aumento inmediato superior, enfoque. Mueva el campo si lo desea. Ahora cambie al objetivo seco de mayor aumento (no el objetivo de inmersión). Enfoque. Realice un dibujo de sus observaciones. Indique en su dibujo las estructuras que logró identificar. Indique el aumento total. Aumento: 1.4. Ahora lea las escalas micrométricas del carro (Fig. 3.3) y escriba las coordenadas del centro del campo dibujado. Utilice los ejes de coordenadas indicados en el lado derecho del círculo de dibujo mostrado anteriormente. ¿Cuál es la utilidad de estas escalas?__________________________________ _____________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ 1.5. En el esquema que hizo en la actividad 1.3, divida el campo dibujado en cuatro cuadrantes e identifíquelos utilizando números romanos (I, II, III, IV), comenzando en el cuadrante superior derecho y continuando en el sentido del movimiento de las agujas del reloj. ¿Qué observa en el primer cuadrante? ______________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________ 1.6. Centre el campo en la interfase entre la capa granular y la capa molecular. Localice las células de Purkinje con ayuda de la Figura 3.5. Ajuste el enfoque si es necesario. Ahora utilice el objetivo de inmersión para observar las células de Purkinje. Siga cuidadosamente las instrucciones indicadas en la sección sobre “Empleo del objetivo de inmersión”. Haga un dibujo de sus observaciones e indique las estructuras que logró identificar. Aumento: 33 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Al finalizar la observación, baje la platina, coloque el objetivo de menor aumento, retire la preparación, quite suavemente el exceso de aceite de la preparación suavemente con un paño limpio y seco. Ahora limpie el objetivo y luego el cubreobjetos con el papel o la tela humedecida en alcohol. ACTIVIDAD 2. Microscopio estereoscópico o lupa. 2.1 Identificar las partes de la lupa. Con ayuda de la Figura 3.4, identifique las partes del microscopio estereoscópico. Indique el aumento de los oculares: ________________________________________________ Indique el aumento de los objetivos: ________________________________________________ 2.2 Uso del microscopio estereoscópico. Observe el material suministrado. Realice el enfoque siguiendo el procedimiento indicado en la Introducción. Realice una observación con el menor aumento posible en su lupa y realice un esquema. Luego, con el mayor aumento, observe la cabeza del insecto, haga un esquema e identifique las partes. Indique en cada caso el aumento total. Mueva la muestra y note que la imagen se desplaza en la misma dirección del movimiento (la imagen no está invertida). Aumento: Aumento: 34 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICA 4. ARQUITECTURA CORPORAL DE LOS ANIMALES OBJETIVOS Reconocer los elementos que determinan el patrón corporal de los animales. Identificar los niveles de organización de los individuos. Distinguir los diferentes patrones de simetría corporal. Comparar los patrones estructurales de diferentes organismos de complejidad creciente. INTRODUCCIÓN La “Arquitectura Corporal” de los animales se refiere a la estructura, forma y constitución de los organismos así como a su funcionamiento. La arquitectura o el plan corporal de un organismo resultan de innovaciones biológicas acumulativas a partir de un ancestro común. Aunque la estructura de los animales sugiere un “diseño”, éste es el resultado de la acumulación de innovaciones azarosas en planes estructurales más sencillos (ancestrales) a lo largo de tiempo evolutivo (millones de años); es decir, resulta de la evolución. Estas innovaciones incrementan la complejidad de los organismos y determinan una relación de jerarquía entre ellos, en la cual los grupos de menor complejidad estructural quedan ubicados en la base del diagrama de relaciones de parentesco evolutivo entre ellos (árbol filogenético), y los de mayor complejidad en los ápices. Una de las innovaciones biológicas determinante del patrón corporal de los animales es la multicelularidad, la cual surgió a partir de ancestros unicelulares. Recordemos que todos los animales son organismos multicelulares (Práctica 1). Los protozoarios (recordemos que no son animales) son organismos unicelulares; en ellos, una sola célula cumple todas las funciones vitales (p. ej., digestión, intercambio de gases, excreción, reproducción, locomoción) (Fig. 4.1). La arquitectura corporal se define en función del nivel o tipo de organización de sus células, el desarrollo embrionario, la presencia o ausencia de celoma, el tipo de simetría, la presencia de segmentos o regiones en el cuerpo, entre otros. Típicamente se pueden reconocer cinco grados o tipos de organización corporal básicos que van desde el nivel celular, siendo la célula la unidad básica constitutiva de los animales, hasta los sistemas de órganos. Los animales del Subreino Placozoa o Parazoa (Phylum Porifera: esponjas) son organismos multicelulares con el tipo o nivel de organización Figura 4.1. Representación esquemática de supracelular más sencillo (Fig. 4.2). En ellos, las células Paramecium, un protozoario ciliado (Tomado y se agrupan formando agregados celulares, los cuales modificado de Elson y Vadala, 1982). son agregaciones de células morfológica y funcionalmente diferentes, con poca coordinación de funciones entre sí. En el subreino Metazoa o Eumetazoa se alcanzan grados de organización supracelular más complejos que el anterior, que van desde los tejidos y órganos hasta los sistemas de órganos (Fig. 4.2). Los tejidos son conjuntos de células morfológica y funcionalmente similares, que realizan sus funciones coordinadamente y que tienen el mismo origen embrionario. Los órganos son unidades estructurales formadas por varios tipos de tejidos y que conjuntamente cumplen una función particular. Los sistemas de órganos son conjuntos de órganos que coordinadamente cumplen una misma función. Al subreino Metazoa o Eumetazoa pertenecen los siguientes Phyla: Cnidaria (hidras, medusas, corales), Platyhelminthes (tenias), Nematoda (áscaris), Annelida (lombrices de tierra), Arthropoda (insectos, arácnidos, crustáceos), Mollusca (caracoles, calamares, mejillones, pulpos), Echinodermata (estrellas y erizos de mar) y Chordata (ascidias, anfioxus, vertebrados). Los Cnidaria poseen tejidos y alcanzan el nivel de organización de órganos (poseen órganos sensoriales y de equilibrio y gónadas). A partir de los gusanos planos del Phylum Platyhelminthes, los órganos forman sistemas, como el sistema reproductor, el cual está formado por gónadas, útero, glándulas vitelógenas, conductos espermáticos, estructuras copuladoras, entre otros. El resto de los phyla también alcanza el nivel de organización de sistemas de órganos, de complejidad y especialización cada vez mayores. 35 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Durante la embriogénesis de los organismos multicelulares se desarrollan las capas embrionarias o germinales que dan origen a los distintos tipos de tejidos verdaderos. La capa embrionaria interna de la gástrula se denomina endodermo, la capa media mesodermo y la capa más externa, ectodermo. En los organismos del Phylum Porifera, con contadas excepciones, no se forman capas germinales, de ahí que estos organismos no formen tejidos verdaderos sino simples agregados celulares, como mencionamos en el párrafo anterior. Los organismos del Phylum Cnidaria son diblásticos, porque en ellos sólo se desarrollan el endodermo y el ectodermo. El resto de los metazoos son triblásticos al diferenciarse una tercera capa germinal o mesodermo. A partir de cada capa germinal se originan distintos tipos de tejidos; por ejemplo, del endodermo se originan los tejidos epiteliales que recubren internamente el tubo digestivo (gastrodermis), del ectodermo se origina el tejido epitelial de la epidermis y el tejido nervioso, y del mesodermo se origina el tejido muscular. Por tanto, el número de capas germinales es un elemento determinante en la estructura y complejidad de los animales. El desarrollo de patrones de simetría corporal es otro elemento de la arquitectura corporal. Las esponjas (Phylum Porifera) generalmente son asimétricas, con formas corporales variables e irregulares, mientras que el resto de los animales multicelulares presenta algún tipo de simetría (bien sea radial o bilateral). La simetría radial es característica de aquellos organismos con el cuerpo cilíndrico, esférico o en forma de estrella, en los cuales las estructuras corporales se disponen de manera concéntrica alrededor de un eje central longitudinal. En estos organismos, distintos planos de corte que pasen por dicho eje central dividen al animal en mitades iguales o especulares. Los embriones, las larvas y los adultos de Cnidaria presentan simetría radial primaria. El resto de los eumetazoas se caracteriza por presentar simetría bilateral en la cual sólo el plano medio sagital divide el cuerpo del animal en mitades iguales, permitiendo definir un lado izquierdo y un lado derecho, con excepción de los adultos del Phylum Echinodermata que presentan una simetría radial secundaria, esto es, en el estado embrionario presentan simetría bilateral pero como adultos presentan simetría radial. Mollusca Annelida Arthropoda Echinodermata Chordata Rotifera, Nematoda ESQUICELOMADOS Platyhelminthes Cnidaria Protostomados Porifera PSEUDOCELOMADOS ACELOMADOS SIMETRA RADIAL 2 Nivel de tejidos y órganos Parazoa Agregado celular sin tejidos verdaderos 3 4 ENTEROCELOMADOS Deuterostomados CELOMADOS CAVIDAD CORPORAL SIMETRIA BILATERAL Nivel de órganos y sistemas Eumetazoa 1 Tejidos verdaderos MULTICELULARIDAD Protista ancestral (Nivel celular) Figura 4.2. Niveles de organización estructural de los animales. Los números en los círculos indican estados de complejidad creciente. Los animales triblásticos y con simetría bilateral presentan tres grados de organización corporal en relación a la ausencia o desarrollo de la cavidad celómica: ausencia de celoma, pseudoceloma y celoma verdadero. Los Platyhelminthes son organismos acelomados porque carecen de una cavidad corporal cerrada. En estos animales, el espacio entre el intestino y la pared corporal está ocupado por masas celulares de origen 36 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) mesodérmico. Los Nematoda y Rotifera presentan pseudoceloma, la cavidad corporal que se desarrolla dentro del mesodermo embrionario no está delimitada por epitelio, está llena de líquido y rodeada por la capa muscular derivada del mesodermo. En los animales con celoma verdadero, la cavidad corporal que se desarrolla dentro del mesodermo embrionario queda recubierta por una membrana epitelial, denominada peritoneo, que recubre los órganos internos y las paredes de la cavidad misma. Los animales con celoma se dividen a su vez, en organismos con celoma esquizocélico (anélidos, moluscos y artrópodos), el cual se forma por la división de la masa mesodérmica, y organismos con celoma enterocélico (equinodermos y cordados), en los cuales la cavidad celomática se origina de sacos derivados de la evaginación de células mesodérmicas a nivel del intestino embrionario. Otro elemento que define la arquitectura corporal es la diferenciación del cuerpo en regiones y la presencia y tipo de apéndices. En la Práctica 1 explicamos que el cuerpo puede estar o no dividido en segmentos claramente observables, en cuyo caso decimos que su cuerpo está segmentado. Cuando segmentos que se observan externamente también n con divisiones internas de la cavidad celómica, se denominan metámeros (como en la lombriz de tierra); en cualquier otro caso se denominan simplemente segmentos (como en la tenia o solitaria). Estos segmentos pueden ser iguales externamente (como en la lombriz de tierra) o de distintos tamaños (algunos gusanos marinos). En algunos animales, el cuerpo puede estar diferenciado en regiones; mientras que en otros no hay diferenciación (como en las esponjas, y las almejas). Cuando existe diferenciación, ésta típicamente implica la presencia de una región cefálica o una cabeza bien diferenciada y al menos otra región. La cabeza es la región que contiene la boca y los principales órganos sensoriales. El resto del cuerpo puede formar una unidad indiferenciada, en cuyo caso, esa región se denomina tronco (como en los ciempiés), o por el contrario, estar diferenciado a su vez en dos regiones, el tórax y el abdomen (como en los saltamontes). Por tanto, el cuerpo puede dividirse en cabeza y tronco (dos regiones), o en cabeza, tórax y abdomen (tres regiones). En algunos animales, la cabeza y el tórax están fusionados, formando un cefalotórax, a continuación del cual se encuentra el abdomen (como en los cangrejos y camarones). En estos organismos, el abdomen típicamente se distingue por ser segmentado, por ejemplo los camarones y cangrejos. En los organismos de cuerpo segmentado, y en los que presentan regiones, diferentes regiones o segmentos portan diferentes apéndices. Así, como se indicó anteriormente, en la región anterior, también llamada región cefálica o cabeza, se encuentra la boca y apéndices sensoriales (como antenas, palpos, foto-receptores, bigotes, entre otros) y de defensa (como cuernos), y en el tronco suelen estar presentes apéndices locomotores. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. Audesirk, T. & G. Audesirk. 1996. Biology: Life on earth. 4ª edición, Prentice Hall, Inc., Estados Unidos. 947 pp. 2. Bodini, R. & D. Rada. 1980. Biología Animal, laboratorio. Editorial Ateneo de Caracas, Caracas. 332 pp. 3. Boolootian, R. A. & D. Heynemann. 1969. An illustrated laboratory text in zoology. 2ª edición, Holt, Rinehart & Winston, Inc., Estados Unidos. 63 pp. 4. Elson, L. M. & C. Vadala. 1982. The zoology colouring book. 1ª edición, Harper Perennial, Inc., Estados Unidos. 240 pp. 5. Hickman, R. L. 1994. Zoología. Principios integrales. Interamericana. McGraw-Hill. 9ª edición. p. 274. 6. Hildebrand, M. 1974. Analysis of vertebrate structure. Wiley, Nueva York. 710 pp. 37 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICA 4. ARQUITECTURA CORPORAL DE LOS ANIMALES: EJERCICIOS DE LABORATORIO ACTIVIDAD 1. REINO PROTISTA – SUBREINO PROTOZOA PHYLUM CILIOPHORA 1.1.- Observe la preparación de Paramecium. Haga un esquema indicando las estructuras que pudo identificar. Utilice la Fig. 4.1 como referencia. Aumento: . 1.2.- ¿Cuáles estructuras llevan a cabo las funciones vitales de este organismo? Indique la estructura y su función. 1.3.- ¿Cuál nivel de organización estructural presentan los protistas? ___________________________________ LAS SIGUIENTES ACTIVIDADES CORRESPONDEN A ORGANISMOS DEL REINO ANIMALIA ACTIVIDAD 2. PHYLUM CNIDARIA 2.1.- Observe un corte transversal de Hydra y señale en el esquema (Fig. 4.3): A. capa externa o epidermis B. mesoglea (zona gelatinosa, difícil de observar) 2.2.- Cambie al objetivo de 40X y realice un C. capa interna o gastrodermis esquema detallado de las células de la epidermis. Figura 4.3. Corte transversal de Hydra (tomado de Bodini y Rada, 1980). Aumento: 38 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 2.3. ¿Cuál es el nivel de organización que se alcanza en estos organismos? Defínalo. 2.4. Hasta ahora se han observado dos tipos de tejido en Cnidaria, la epidermis y la gastrodermis. Investigue si este grupo presenta otra capa (no un tejido) y diga cuál es su función. ¿Por qué esa capa no es un tejido? ACTIVIDAD 3. PHYLUM ANNELIDA 3.1.- Observe el corte transversal de lombriz de tierra y ubique en el esquema (Fig. 4.4): A. capa externa (epidermis) B. capa media (muscular) (dos tipos de fibras) C. capa interna (gastrodermis) Cutícula Vaso dorsal Cavidad celomática Cavidad gástrica Vasos ventrales Cordón nervioso Figura 4.4. Corte transversal de lombriz de tierra (Tomado y modificado de Bodini y Rada, 1980) 3.2.- Realice a mayor aumento un esquema de la capa muscular, note que la capa muscular está formada por dos subcapas. Aumento: 39 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 3.3.- Indique el nivel de organización que alcanza de este organismo. ________________________________ 3.4.- Indique al menos cuatro sistemas de órganos presentes en este grupo. 3.5.- Indique los sistemas de órganos ausentes en este grupo. ACTIVIDAD 4. PHYLUM CHORDATA SUBPHYLUM VERTEBRATA 4.1.- Observe el corte transversal de la piel de un anfibio con el menor aumento y ubique en el esquema (Fig. 4.5): A. tejido epitelial (epidermis) B. tejido conectivo C. tejido muscular Figura 4.5. Corte transversal de piel de sapo (Tomado y modificado de Hildebrand, 1974). 4.2.- Cambie al objetivo 40X, observe la epidermis y realice un esquema. Luego haga un esquema de la capa muscular. Epidermis Aumento: Capa muscular Aumento: 40 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 4.3.- Establezca las diferencias morfológicas entre la epidermis de sapo (Chordata) y la epidermis de Hydra (Cnidaria). 4.4.- Establezca las diferencias entre la capa muscular en la piel de sapo (Chordata) y la capa muscular de la lombriz de tierra (Annelida). 4.5.- Indique los sistemas de órganos presentes en los Cordados (Vertebrados). ACTIVIDAD 5. PATRONES DE SIMETRÍA esponja anémona planaria Figura 4.6. Representación esquemática de una esponja, una anemona y una planaria (Tomado y modificado de Audesirk & Audesirk, 1996) 5.1.- En los esquemas de la Figura 4.6, trace los planos de simetría corporal. 5.2.- ¿Cuáles otros phyla presentan simetría radial y cuáles simetría bilateral? Simetría radial: ____________________________________________________________________________ Simetría bilateral: __________________________________________________________________________ 41 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) ACTIVIDAD 6. DESARROLLO DEL CELOMA 6.1.- Con la ayuda de la Fig. 4.4, indique las cavidades corporales están presentes en Annelida. 6.2.- Con la ayuda de la Fig. 4.2, indique los grupos de pseudocelomados y celomados. ACTIVIDAD 7. COMPARACION ESTRUCTURAL EXTERNA 7.1. Indique el nombre común de los organismos que se le suministran. 7.2. Indique las regiones del cuerpo de cada uno y las estructuras externas presentes en cada región. 7.3. Indique si existe relación entre la región del cuerpo y el tipo de estructura presente. En caso afirmativo, describa dicha asociación. Considere si esa asociación refleja la complejidad estructural de los organismos observados. 42 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICA 5. PROTOZOARIOS OBJETIVO GENERAL Familiarizar al estudiante con la diversidad de formas, tamaños, estructuras, hábitos y movimientos de los protozoarios. Inferir la relación estructura – función. Clasificar los organismos en un taxón determinado de acuerdo a características diagnósticas observables. INTRODUCCIÓN En la segunda mitad el siglo XVII, Antonie van Leeuwenhoek observó por primera vez, utilizando un microscopio rudimentario, pequeños organismos (invisibles a simple vista) en muestras de agua dulce. Casi dos siglos después, en 1818, Georg August Goldfuss introdujo el vocablo protozoario para identificar a los organismos microscópicos que parecían “animales primitivos”. En 1860, John Hogg, detectó algunas características de plantas y animales en estas formas de vida, proponiendo que dichos organismos deberían removerse del reino en que estuviesen ubicados (Animalia o Plantae) para colocarse en uno nuevo, denominado “Regnum Primigenium”. Desde entonces, los intentos por catalogar a los seres vivos en grupos, más o menos naturales, han sido múltiples e incluyen desde planteamientos arcaicos de dos Reinos (Animalia y Plantae), hasta proposiciones de cinco o seis Reinos. El esquema anexo destaca la existencia de tres categorías superiores (Dominios) y seis Reinos, y las relaciones filogenéticas propuestas por Woese y col. (1990) CARACTERISTICAS GENERALES La estructura corporal de los protozoarios consta de una célula (organismos unicelulares) que realiza todas las funciones vitales. El cuerpo celular se denomina protoplasma, el cual está diferenciado en núcleo y citoplasma. El protoplasma se encuentra aislado del medio exterior por una membrana celular. Algunos protozoarios presentan además una cubierta proteica delgada y translúcida denominada película, cuya estructura varía ligeramente entre grupos. El núcleo de los protozoarios es de forma, tamaño y estructura variada. Si bien en la mayoría de los casos contienen uno solo, ciertas especies pueden poseer dos (iguales o diferentes) o más. Los componentes esenciales del núcleo son la envoltura nuclear, el nucleoplasma y la cromatina. En algunos casos podemos ver un nucléolo, que es una región especializada del núcleo, no delimitada por una membrana, que contiene proteínas y ADN ribosomal. El citoplasma se puede definir como la porción extra-nuclear del cuerpo celular. En determinadas especies, dependiendo de su ubicación y densidad, el citoplasma puede diferenciarse en endoplasma y ectoplasma. El citoplasma contiene organelos que realizan las funciones celulares de respiración (mitocondrias), digestión (vacuolas digestivas y lisosomas), osmorregulación (vacuolas contráctiles), síntesis de nutrientes (cloroplastos, en el caso de células autótrofas), síntesis de proteínas (ribosomas) y excreción (vacuolas), entre otras. Algunos protozoarios están cubiertos por un exoesqueleto o por una testa típicamente quitinosa, silícea o calcárea o formada con partículas del ambiente. 44 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) El desplazamiento de los protozoarios se lleva a cabo mediante estructuras locomotoras permanentes, como flagelos, cilios, membranas ondulantes y cirros, y/o mediante procesos locomotores temporales como pseudópodos que son extensiones o proyecciones del protoplasma; de modo que los protozoarios que emiten pseudópodos cambian de forma constantemente. Según su estrategia alimentaria los protozoarios se pueden agrupar en autotrófos y heterotrófos. En los más complejos existen estructuras especializadas en la captación de partículas tróficas, como canales o cavidades orales que terminan en una abertura oral o boca celular rudimentaria denominada citostoma. Esta boca celular pude estar rodeada por cirros orales. Además, en estos protozoarios, puede existir una abertura especializada en la eliminación de sustancias de desecho, denominada citopigio. La reproducción de los protozoarios puede ser asexual y sexual. La reproducción asexual puede darse por fisión binaria o múltiple, la cual puede a su vez ser longitudinal o transversal. En la fisión binaria, a partir de una célula adulta resultan dos individuos idénticos, mientras que en la fisión múltiple (también denominada esquizogonia) se producen más de dos individuos idénticos. Cuando la fisión múltiple es precedida por la unión de gametos se denomina esporogonia. La gemación es otro tipo de reproducción asexual en la cual se forman células hijas, a partir de una célula progenitora. En este caso, a diferencia de la fisión, las células hijas son de menor tamaño que la célula original; en el proceso, la célula progenitora no pierde su condición de célula adulta. Por su parte, la reproducción sexual se caracteriza por la formación de gametos. Todos los protozoarios se reproducen asexualmente y en algunos se da alternancia de generaciones, esto es, reproducción sexual y asexual. De acuerdo al tipo de relación con el medio ambiente y con otros organismos (también llamada forma de vida), los protozoarios pueden agruparse en dos grandes categorías, organismos de vida libre (los cuales pueden ser a su vez, solitarios o coloniales) y organismos simbiontes. Los protozoarios de vida libre no establecen ningún tipo de relación trófica dependiente con individuos de otra especie, pero sí pueden asociarse en con individuos de su misma especie, formando colonias. De modo que, los organismos de vida libre pueden ser solitarios o coloniales. Los simbiontes, en cambio, si establecen relaciones tróficas con individuos de otras especies. La simbiosis se puede definir como una asociación esencial, íntima y prolongada que se establece entre dos o más organismos que pertenecen a especies diferentes. Según el grado de dependencia metabólica entre las especies, las relaciones simbióticas se denominan comensalismo, parasitismo y mutualismo. El comensalismo (alimentarse juntos) es una relación trófica sin dependencia metabólica, sin interacción tisular directa y facultativa que beneficia a uno de los integrantes de la asociación (comensal) sin perjudicar o favorecer al otro (hospedador). En el comensalismo, la proximidad espacial es esencial y permite al comensal alimentarse de las substancias capturadas o manipuladas por el hospedador. El mutualismo es una relación con dependencia metabólica obligatoria, en la que ambos participantes se benefician del vínculo; por ello, no pueden finalizarla sin detrimento para ambos. El parasitismo es una relación obligatoria para el parásito, quien depende completamente del hospedador, fisiológica y metabólicamente; pero mientras el parásito se beneficia, el hospedador se perjudica, aunque típicamente sobrevive. Ante cambios drásticos, generalmente adversos, en las condiciones ambientales muchos protozoarios pueden rodearse de una cubierta resistente y minimizar todas sus funciones vitales. Este proceso se denomina enquistamiento. Cuando las condiciones ambientales mejoran, el protozoario elimina la cubierta resistente y regresa a su desempeño fisiológico habitual, proceso conocido exquistamiento. La formación de quistes es importante en algunos protozoarios de vida libre que enfrentan cambios en las condiciones de su micro hábitat (por ejemplo, cambios extremos de temperatura, oxígeno, humedad o pH) así como en algunas formas parásitas, especialmente durante las fases de su ciclo de vida cuando pasan de un hospedador a otro o son expulsados de éstos. CLASIFICACIÓN La clasificación de los protozoarios cambia continuamente a medida que se incorporan nuevos tipos de caracteres en la descripción de los organismos. La empleada en esta Práctica corresponde a un extracto de la suministrada por el Comité de Sistemática y Evolución de la Sociedad de Protozoólogia. A continuación se indica la clasificación de los 45 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) organismos que se verán en la práctica. Note que los nombres científicos de los organismos aparecen en cursivas. Cuando usted los escriba en su guía de práctica debe subrayarlos. Reino Protista Subreino Protozoa Phylum Sarcomastigophora (organismos con flagelos y/o pseudópodos) Subphylum Mastigophora (organismos flagelados) Clase Phytomastigophorea (flagelados con cromoplastos) Orden Dinoflagellida: Gymnodinium Orden Euglenida: Euglena, Peranema, Phacus Orden Volvocida: Volvox, Eudorina, Gonium, Pandorina, Chlamidomonas Clase Zoomastigophorea (flagelados con características animales) Orden Kinetoplastida: Trypanosoma Orden Trichomonadida: Trichomonas Subphylum Sarcodina (organismos con pseudópodos, cuando hay flagelos no son permanentes) Clase Lobosea (pseudópodos tipo lobopodio, si hay filopodios surgen de un lóbulo ancho) Orden Amoebida: Amoeba, Entamoeba Clase Granuloreticulosea (pseudópodos tipo reticulopodio, granulares o hialinos) Orden Foraminiferida (foraminíferos) Phylum Apicomplexa (complejo apical –grupo de organelos especializados- en extremo anterior) Clase Sporozoea (formación de espora u oocistos que contienen esporozoitos inefectivos) Orden Eugregarinida: Gregarina Orden Eucoccidiida: Plasmodium Phylum Ciliophora (organismos con cilios en algún estadio de vida) Clase Kinetofragminophorea Orden Prostomatida: Coleps Orden Karyorelictida: Loxodes Orden Trichostomatida: Balantidium Orden Colpodida: Colpoda Clase Oligohymenophorea Orden Hymenostomatida: Paramecium Orden Peritrichida: Vorticella Clase Polymenophorea Orden Heterotrichida: Stentor Orden Hypotrichida: Euplotes 46 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Figura 5.1. Dibujos esquemáticos de protozoarios del Phylum Sarcomastigophora. (Modificados a partir de Jahn y col. 1979, Bodini y Rada 1980). 47 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Figura 5.2. Dibujos esquemáticos de protozoarios del Phylum Apicomplexa. En Gregarina se muestra A) un individuo con epimerito, B) dos individuos en asociación reproductiva, ambos sin epimerito. En Plasmodium se muestran todas las fases del ciclo de vida que ocurren dentro del glóbulo rojo. (Modificados de Jahn y col. 1979). Figura 5.3. Dibujos esquemáticos de protozoarios del Phylum Ciliophora. En Balantidium, note la forma del macronúcleo, similar a una caraota, ligeramente estrangulado (escotadura). (Modificados a partir de Jahn y col. 1979, Brusca y Brusca 2003). 48 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 49 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Figura 5.4. Dibujos esquemáticos de géneros de protozoarios acuáticos observados con relativa frecuencia en la zona de Caracas. (Tomado de Scorza, 1998). Considerando que no todos estos dibujos esquemáticos están apropiadamente escalados, el siguiente esquema proporciona una visión gráfica perfectamente escalada que provee una idea de las dimensiones relativas de estos organismos. 1234- Amoeba sp. Paramecium sp. Vorticella sp. Euglena sp. Barra = 20 µm REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. Bodini, R. y Rada, D. 1980. Biología Animal Laboratorio. Editorial Ateneo de Caracas. Facultad de Ciencias, UCV, Caracas. 336 pp. 2. Brusca, R.C., y Brusca, G.J. 2003. Invertebrates. Sinauer Associates Inc. Sunderland, Massachusetts. pp. 121-178. 3. Guiry, M.D. & Guiry, G.M. 2013. AlgaeBase. World-wide electronic publication, National University of Ireland, Galway. http://www.algaebase.org; revisado el 22 febrero 2013. 4. Hickman, C. P.; Roberts, L. S.; Keen, S. L.; Larson A.; L’Anson, H. & Eisnenhour, D. J. 2009. Principios integrales de Zoología. XIV Edición. Mc Graw Hill Interamericana. España. 5. Jahn, T.L., Bovee, E.C. y Jahn, F.F. 1979. How to know the Protozoa. 2da. Edición. The Pictured Key Nature Series. Wm. C. Brown Company Publishers. Dubuque, Iowa. EE.UU. 279 pp. 6. Levine, N.D., Corliss, J.O., Cox, F.E.G., Deroux, G., Grain, J., Honigberg, B.M., Leedale, G. F., Loeblich III, A.R., Lom, J., Lynn, D., Merinfeld, E.G., Page, F.C., Poljansky, G., Sprague, V., Vavra, J., y Wallace, F.C. 1980. A newly revised classification of the Protozoa. Journal of Protozoology 27: 37-58. 7. Margulis, L., y Schwartz, K.V. 1998. Five Kingdoms. An Illustrated Guide to the Phyla of Life on Earth. W.H. Freeman and Company. New York. 490 pp. 8. Woese, C. R., O. Kandler y M. L. Wheelis. 1990. Towards a natural system of organisms: Proposal for the domains Archaea, Bacteria, and Eucarya. Proc. Nati. Acad. Sci. USA 87:4576-4579. 50 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICA 5. PROTOZOARIOS: EJERCICIOS DE LABORATORIO Para realizar estas actividades, consulte las figuras de la guía anterior. ACTIVIDAD 1. Flagelados de vida libre. 1.1. Observe preparaciones coloreadas de Euglena sp. y de Volvox sp. Haga dibujos esquemáticos indicando las estructuras más resaltantes. Note la diferencia en tamaño, oriéntese con los esquemas. La barra debajo de cada esquema representa 20 µm (ver pagina anterior). Euglena sp. Aumento: Volvox sp. Aumento: Clasifique: Phylum _________________________________ Phylum ______________________________ Subphylum ______________________________ Subphylum ___________________________ Clase ___________________________________ Clase________________________________ Orden__________________________________ Orden_______________________________ Género _________________________________ Género ______________________________ 1.2. Señale dos características morfológicas que observe y que estén presentes en ambos géneros: _________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________ 51 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) ACTIVIDAD 2. Flagelados simbiontes. 2.1. Observe preparaciones coloreadas de Trichomonas sp. y de Trypanosoma sp. Enfoque con el objetivo de 100X (no olvide el aceite de inmersión). Haga dibujos esquemáticos indicando las estructuras más resaltantes (al finalizar el ejercicio limpie el objetivo y el porta-objetos). Oriéntese con los esquemas. Barra = 20µm. Note la diferencia en tamaño. Trichomonas sp. Aumento: Trypanosoma sp. Aumento: Clasifique: Phylum _____________________________ Phylum ___________________________________ Subphylum __________________________ Subphylum ________________________________ Clase _______________________________ Clase _____________________________________ Orden_______________________________ Orden ____________________________________ Género _____________________________ Género ___________________________________ 2.2. Indique dos diferencias y dos semejanzas morfológicas entre Trichomonas sp. y Trypanosoma sp. ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ __________________________ 52 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) ACTIVIDAD 3. Organismos que emiten pseudópodos. 3.1. Observe preparaciones coloreadas de Amoeba sp. y de Entamoeba sp. Enfoque Entamoeba con el objetivo de 100X. Haga dibujos esquemáticos indicando las estructuras más resaltantes. Oriéntese con los esquemas. Barra = 20 µm. Note la diferencia en tamaño. Amoeba sp. Aumento: Entamoeba sp. Aumento: Clasifique: Phylum _____________________________ Phylum __________________________________ Subphyum __________________________ Subphyum ________________________________ Clase ______________________________ Clase ____________________________________ Orden______________________________ Orden ____________________________________ Género _____________________________ Género ___________________________________ 3.2. Indique las semejanzas y diferencias que observe entre estos ejemplares (fíjese en el núcleo y el protoplasma). 53 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 3.3. Investigue cuál es la forma de vida de estos géneros. ¿Cree que la forma de vida de estos organismos está relacionada con su morfología? ACTIVIDAD 4. Foraminíferos. 4.1. Observe en el microscopio estereoscópico una muestra que contenga “exoesqueletos” de foraminíferos. Haga dibujos esquemáticos de 4 “exoesqueletos” diferentes. Aumento: Clasifique los organismos observados: Phylum: Subphylum: Clase: 54 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 4.2. ¿Cuál es la función de los orificios observados en la superficie de los exoesqueletos? ACTIVIDAD 5. Apicomplexa. 5.1. Observe preparaciones coloreadas de Gregarina sp y de Plasmodium sp. Observe a 40X (Gregarina sp.) y a 100X (Plasmodium sp.). Realice esquemas e indique las estructuras más resaltantes. Note la diferencia en tamaño. (Plasmodium está dentro de un glóbulo rojo y puede ser observado en fases diferentes de su ciclo de vida). Gregarina sp. Aumento: Plasmodium sp. Aumento: Clasifique: Phylum ________________________________ Phylum _____________________________________ Clase __________________________________ Clase _______________________________________ Orden__________________________________ Orden ______________________________________ Género _________________________________ Género _____________________________________ 55 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 5.2. Investigue acerca de la forma de vida de estos géneros. ¿Cree que sus hábitos podrían relacionarse con las diferencias morfológicas que ha observado? Explique. ______________________________________________________________________ ACTIVIDAD 6. Ciliados. 6.1. Observe preparaciones coloreadas de Balantidium sp. y de Paramecium sp. Haga esquemas de éstos y señale las estructuras más resaltantes (40X). Oriéntese con los esquemas dados. Balantidium sp. Aumento: Paramecium sp. Aumento: Clasifique: Phylum ________________________________ Phylum _____________________________________ Clase __________________________________ Clase _______________________________________ Orden__________________________________ Orden ______________________________________ Género _________________________________ Género _____________________________________ 56 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 6.2. Indica tres características morfológicas comunes entre Paramecium sp. y Balantidium sp. ______________________________________________________________________ ACTIVIDAD 7. Estudio de protozoarios vivos (movilidad) (3 pts.) Para observar los protozoarios in vivo, se le suministraran frascos con agua que contiene protozoarios. Tome una gota y colóquela sobre una lámina portaobjetos. Tome una laminilla cubreobjetos y coloque una película de petrolato (vaselina) a lo largo de sus bordes. Para ello, extienda una pequeña cantidad de petrolato en la palma de su mano y pase suavemente cada lado del cubreobjetos sobre ella. Su preparador hará una demostración de ser necesario. Luego, cubra la gota de agua con la laminilla, cuidando que no queden burbujas de aire. Siga las instrucciones de su preparador. Lleve la muestra al microscopio, enfoque hasta llegar al objetivo de 40X, no mueva la platina. Notará pequeñas formas vivientes que atraviesan a distintas velocidades el campo microscópico, muchos de ellos tan rápido que se dificulta su observación e identificación. Después de examinar este tipo de muestra, resulta evidente que la movilidad de los organismos allí presentes debe atenuarse. Para lograr este objetivo existen varias técnicas; se ensayará con metilcelulosa. ¿Por qué se tratan los cubreobjetos con petrolato (vaselina)? 7.1. Uso de metilcelulosa. Con la ayuda de una pipeta Pasteur coloque sobre el centro de un portaobjetos una pequeña gota de metilcelulosa Con a otra pipeta Pasteur deposite junto a la gota anterior una pequeña gota (no debe ser grande) de agua de cultivo con protozoarios vivos. Coloque un cubreobjetos directamente sobre la gota que contiene la muestra (la metilcelulosa debe hacer contacto con el agua de cultivo), presione ligeramente y espere unos minutos. Lleve la muestra al microscopio, enfoque hasta llegar al objetivo de 40X, desplace la platina hacia las regiones de contacto agua-metilcelulosa y observe. Esquematice tres de los protozoarios observados. Trate de ubicarlos en un grupo taxonómico de acuerdo al patrón de locomoción que observe. 57 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 7.2. ¿Cómo actúa la metilcelulosa sobre la movilidad de los protozoarios? 7.3. Observe el desplazamiento de los protozoarios en el agua, e indique las diferencias en el movimiento de ciliados y flagelados. 58 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICA 6: ESPONJAS OBJETIVOS Esta práctica tiene por objetivo familiarizar al estudiante con las características generales del Phylum Porifera. Específicamente, reconocer la diversidad de tamaños y formas de las esponjas, aprender los aspectos básicos de la morfología y reproducción de las esponjas, así como relacionar las estructuras corporales con sus respectivas funciones. INTRODUCCIÓN Las esponjas pertenecen al Phylum Porifera, nombre que se refiere a los numerosos poros que recubren el cuerpo. Son consideradas unas de las formas más sencillas y primitivas de metazoarios, compartiendo muy pocas características con los otros phyla. Conforman una rama colateral terminal con relación a la línea evolutiva principal del Reino Animal, por lo que son llamados Parazoa. Las esponjas surgieron antes del periodo Cámbrico (650 millones de años) y para la mitad de este periodo (550 millones de años) ya había representantes de todos los grupos actuales. Su bajo grado de organización ha sido un éxito ya que su estructura corporal no ha cambiado mucho durante todo este período de tiempo. Las esponjas son organismos acuáticos, sedentarios que se alimentan por filtración, utilizando las corrientes de agua producidas por células flageladas denominadas coanocitos. Son un poco más que agregados celulares (células embebidas en una matriz gelatinosa) con poca o ninguna organización celular. Su bajo nivel de evolución se debe a la naturaleza y comportamiento de sus células que poseen una considerable independencia y movilidad por lo que no forman tejidos verdaderos (células con características morfológicas similares, con el mismo origen embrionario, misma función y coordinación). Existe una división de trabajo entre las células de las esponjas, pero con poca coordinación entre ellas y sin la formación de órganos o sistemas. Las células son totipotentes, o sea pueden cambiar de forma y función a lo largo de su vida. CLASIFICACIÓN PHYLUM PORIFERA Clase CALCAREA: esponjas pequeñas (menores de 10 cm de alto), de forma tubular o vasiforme, con espículas de carbonato de calcio. Son todas marinas y se distribuyen hasta los 100-200 m de profundidad. Sistema acuífero tipo ascón, sycón o leucón. Subclase CALCINEA Orden Clathrinida - Clathrina Orden Murrayonida Subclase CALCARONEA Orden Leucosoleniida - Leucosolenia, Grantia, Sycon (= Scypha) Orden Lithonida Orden Baerida Clase HEXACTINELLIDA: espículas de sílice de seis puntas (hexactinal). Son todas marinas encontradas a profundidades mayores de 200 m. Sistema acuífero tipo sycón o leucón. Subclase AMPHIDISCOPHORA Orden Amphidiscosida Subclase HEXASTEROPHORA 59 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Orden Autocalycoida Orden Hexactinosida Orden Lychniscosida Orden Lyssacinosida Clase DEMOSPONGIAE: abarca aproximadamente el 95% de las esponjas vivientes. Las espículas, si presentes, son de sílice y nunca del tipo hexactinal. Son marinas o dulceacuícolas, sistema acuífero tipo leucón. Orden Homosclerophorida Orden Spirophorida - Cinachyrella Orden Astrophorida (=Choristida) - Geodia Orden Hadromerida - Tethya, Cliona Orden Chondrosida - Chondrilla Orden Lithistida Orden Poecilosclerida - Mycale, Tedania Orden Halichondrida - Halichondria Orden Agelasida - Agelas Orden Haplosclerida - Callyspongia, Niphates, Amphimedon, Drulia, Spongilla Orden Dictyoceratida - Ircinia, Dysidea Orden Dendroceratida Orden Verongiida - Aplysina, Pseudoceractinia CARACTERÍSTICAS GENERALES Las esponjas poseen el cuerpo recubierto por diminutos poros y canales que conforman un sistema filtrador altamente eficiente. Son organismos sésiles, o sea no se mueven más después que la larva nadadora ciliada que les dio origen se fijó en algún substrato. Hábitat: la mayoría son marinas y son encontradas desde aguas someras hasta las profundidades abisales. Se distribuyen desde los polos a los trópicos. Viven fijadas a substratos duros (rocas, pilotes de muelles, corales, raíces de manglar, entre otros), en praderas de fanerógamas marinas y más raramente en ambientes arenosos. Las especies de agua dulce son encontradas adheridas a rocas, troncos, hojas u otros objetos duros sumergidos formando pequeñas masas. Diversidad: son conocidas 9.000 especies vivientes, la mayoría marinas y aproximadamente 150 especies dulceacuícolas. Tamaño: la talla de los ejemplares adultos varía de unos pocos milímetros a más de 3 m de diámetro o tubos de 2-3 m de longitud. Coloración: poseen una gran variabilidad de colores pasando por todos los matices del arco iris (rojo, naranja, amarillo, verde, azul, morado, entre otros) además del blanco y negro. Las especies tropicales son muy coloreadas y las de aguas templadas o de profundidad son más bien pardas o blanquecinas. La coloración es utilizada como carácter taxonómico en la clasificación de muchas especies. Forma: algunas especies poseen una forma fija que está determinada genéticamente, la cual puede ser esférica, tubular, arborescente, masiva, incrustante, entre otras (figura 6.1). Otras poseen una amplia variedad de formas debido a la gran plasticidad que poseen, principalmente las especies de aguas someras, donde la forma del cuerpo es modelada por las condiciones ambientales como el tipo de substrato, el espacio disponible para su crecimiento y la intensidad del oleaje. 60 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Figura 6.1. Morfología externa básica de una esponja y distintas formas de crecimiento de esponjas (modificado de Storer et al. 1975). Organización corporal: La superficie externa del cuerpo de las esponjas (el pinacodermo), está formado por una capa de células aplanadas (pinacocitos). La superficie interna puede estar recubierta por una capa de coanocitos que constituyen el coanoderme o por una capa de pinacocitos conformando el endopinacoderme. Entre estas dos superficies hay una capa de una substancia gelatinosa denominada mesohilo (=mesoglea, mesenquima) que contiene los elementos esqueletales (espículas y fibras de espongina). La superficie externa posee numerosas aberturas diminutas (de hasta 50 μm de diámetro) denominadas poros (=ostíolos, ostias) por donde penetra el agua hacia el interior de la esponja. Adicionalmente existen grandes orificios por donde sale el agua hacia el exterior, los ósculos. Todas estas aberturas están conectadas por un sistema de canales y cámaras donde se ubican los coanocitos. Los cuales son células flageladas que por acción del movimiento de sus flagelos producen un flujo de agua del exterior hacia el interior de la esponja, lo que le provee de alimento y oxígeno. Sistema acuífero: está formado por canales, cámaras, poros y ósculos por donde circula el agua. La organización estructural de las esponjas está relacionada con el mayor o menor grado de complejidad de este sistema acuífero, lo que se traduce en una mayor o menor eficiencia de bombeo. Las esponjas poseen uno de los tres tipos básicos de sistema acuífero: Asconoide o ascón (espongiocele flagelado) es el tipo más sencillo y está presente solamente en algunos pocos géneros de la clase Calcarea. Son esponjas de pequeña talla, tubulares y con paredes muy delgadas. El agua penetra a través de los poros directamente hacia la cavidad Figura 6.2. Sistema acuífero tipo syconoide de una esponja Sycon central (espongiocele) que está tapizada de (modificado de Hickman et al. 2006). coanocitos, y sale por el ósculo. Syconoide o sycón (canales flagelados) de igual forma que la anterior está presente en esponjas pequeñas y tubulares de las clases Calcarea y Hexactinellida. Es una derivación del sistema asconoide; las paredes se plegaron y se tornaron más 61 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) gruesas. El agua penetra por los poros hacia un canal incurrente, pasa por un pequeño orificio (prosopilo) hacia un canal radial tapizado de coanocitos, sale del mismo por otro orificio (apopilo) hacia el espongiocele y de allí al exterior por el ósculo (figuras 6.2 y 6.6). Leuconoide o leucón (cámaras flageladas) es el tipo más complejo de sistemas acuífero; es una adaptación que permite a la esponja aumentar de volumen y alcanzar mayores tallas. La mayoría de las esponjas conocidas posee este tipo de sistema acuífero, y está presente en todas las clases. Las paredes son relativamente gruesas y pueden tener varios ósculos. El flujo del agua pasa por los poros, canal incurrente, prosopilo, cámaras de coanocitos, apopilo y canales excurrentes, los cuales se unen unos a otros hasta salir por el ósculo. Estructura celular: Las células de las esponjas están agregadas laxamente y se encuentran embebidas en el mesohilo junto con elementos esqueletales y fibrillas de colágeno. Son consideradas totipotentes debido a que pueden transformarse de un tipo de célula en otro según las necesidades. Los principales tipos son: Pinacocitos: son células muy planas, yuxtapuestas que delimitan la superficie externa y algunas superficies internas. Miocitos: son células fusiformes con gran cantidad de fibrillas de proteínas contráctiles en su citoplasma. Se ubican formando bandas alrededor de los Figura 6.3. Fibras de una red de ósculos y de los canales de mayor diámetro, y por ende regulan el flujo de agua espongina de una esponja (modificado dentro del sistema acuífero. de Soest 1978). Porocitos: son células cilíndricas tubulares o en forma de anillo con un orificio central por donde penetra el agua hacia el interior de la esponja. Se localizan en la superficie externa de las esponjas con sistema acuífero tipo ascón y como poseen cierta contractibilidad pueden regular el diámetro del poro. Coanocitos: son las células que recubren los canales o cámaras flageladas. Son redondeadas, provistas de un flagelo circundado por microvellosidades de la membrana plasmática que forman un collar alrededor del mismo. El movimiento del flagelo fuerza el agua a través de las microvellosidades y las partículas alimenticias son atrapadas por el moco secretado y conducidas a la base del collar donde son fagocitadas por el cuerpo de la célula. Amebocitos (= arqueocitos): son células ameboides que se mueven a través de todo el mesohilo. Llevan a cabo distintas funciones como transporte, alimentación, digestión, reproducción, regeneración y capacidad de transformarse en cualquier otro tipo de célula. Existen otras células ameboides más especializadas como los esclerocitos (secretan las espículas), los espongiocitos (secretan las fibras de espongina) y los colencitos (secretan las fibrillas de colágeno del mesohilo). Epitelios: las esponjas carecen de tejidos verdaderos (células con características morfológicas similares, mismo origen embrionario, misma función y coordinación), lo que poseen son simple capas de células que tapizan las superficies (epitelios), las cuales son Figura 6.4. Tipos de espículas megascleras y monoestratificadas y están embebidas en una matriz gelatinosa. La microscleras (modificado de Marshall & Williams superficie externa de las esponjas está formada por una capa de 1980). células denominada pinacoderme, constituida por pinacocitos, porocitos y/o miocitos. Las superficies internas están 62 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) revestidas por coanocitos (coanoderme) y pinacocitos (endopinacoderme). La capa intermedia de matriz gelatinosa (mesohilo, mesoglea, o mesenquima) posee amebocitos, espongina y fibrillas de colágeno. Esqueleto: tiene la función de dar sostén al cuerpo y evitar el colapso de los canales, cámaras y orificios. Está constituido por un esqueleto orgánico de fibras de una proteína denominada espongina, dispuestas en mallas reticulares, en filamentos o masas que cimientan espículas (figura 6.3). El esqueleto inorgánico está formado por estructuras cristalinas de sílice o carbonato de calcio, denominadas espículas. Estas poseen de uno a varios ejes de crecimiento y una gran variabilidad de puntas de crecimiento. En cuanto al número de ejes, las espículas se denominan: monoaxón (un eje), diaxón (dos ejes), triaxón (tres ejes), tetraxón (cuatro ejes) y poliaxón (más de cuatro ejes). Esta variación estructural es de suma importancia en la taxonomía del Phylum, existiendo aproximadamente 100 vocablos para denominar tamaño, forma y simetría de las mismas. Megascleras (=macroscleras) son las espículas de mayor tamaño y constituyen el esqueleto de soporte. Las microscleras, espículas diminutas, son el esqueleto accesorio o de relleno (figura 6.4). Figura 6.5. Corte transversal de una gémula de Alimentación: predominantemente heterotrófica por filtración de Spongilla (modificado de Sherman & Sherman diminutas partículas de materia orgánica, bacterias y fitoplancton en 1976). suspensión en el agua, todas menores de 50 μm, el cual es el diámetro máximo de los poros. El alimento, después de retenido en el collar de los coanocitos, es fagocitado y luego pasado a los amebocitos que se encargan de la distribución a las otras células. La digestión es intracelular dentro de vacuolas digestivas. Algunas esponjas de aguas someras poseen microalgas asociadas (cianobacterias o zooxantelas), lo que provee una nutrición adicional de glicerol y fosfatos orgánicos a la esponja, productos de la fotosíntesis de las microalgas. Reproducción: Las esponjas se reproducen tanto asexual como sexualmente. La reproducción asexual puede darse por fragmentación de partes del cuerpo o por medio del crecimiento de yemas externas que posteriormente se separan y adquirieren vida independiente. En esponjas de agua dulce, y en algunas pocas marinas, ocurre la formación de yemas internas denominadas "gémulas", las cuales son estructuras de resistencia a las condiciones ambientales extremas de desecación o congelamiento (figura 6.5). Se forman por la agrupación de amebocitos (= arqueocitos) en el mesohilo, alrededor de los cuales se secreta una capa de espongina con espículas adheridas. Cuando las condiciones ambientales son apropiadas el micropilo (orificio de abertura de la gémula) se Figura 6.6. Corte transversal de una esponja Scypha y abre y los arqueocitos empiezan a dividirse, y van saliendo hacia de un canal radial con huevo y larva anfiblástula el exterior originando una nueva esponja. (modificado de Bodini & Rada 1980). La reproducción sexual se da por la fusión de óvulos y espermatozoides en el agua o en el interior del mesohilo de algunas esponjas. A partir del huevo (ovulo fecundado) se forma una larva ciliada (anfiblástula) de vida muy corta que dura algunas 63 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) horas o días nadando en las corrientes y posteriormente se fija sobre algún substrato. Cuando la fertilización ocurre en el interior del mesohilo las larvas resultantes son incubadas cierto tiempo antes de ser expulsadas al exterior a través del ósculo junto con el agua saliente (figura 6.6). Movimiento: A pesar de su aparente inamovilidad, a nivel microscópico las esponjas están siempre en actividad, con células desplazándose de un sitio a otro del cuerpo, y coanocitos con flagelos en constante movimiento para producir corrientes de agua. BIBLIOGRAFÍA 1. Bodini, R. & D. Rada 1980. Biología Animal Laboratorio. Editorial Ateneo Caracas, Caracas, Venezuela, 336 p. 2. Brusca, R.C. & G.J. Brusca 2005. Invertebrados. 2da. ed., McGraw-Hill & Interamericana, Madrid, España, 1005 p. 3. Hartman, W.D. 1982. Porifera. pp: 641-666. In: Synopsis and Clasification of Living Organisms. vol. 1, S.P. Parker (eds.) McGraw Hill Book Co., New York, USA, 1166 p. 4. Hickman, C.P. & F.M. Hickman 1993. Laboratory studies in integrated zoology. Mosby-Year Book Inc., St. Louis, USA, 420 p. 5. Hickman, C.P., L.S. Roberts, S.L. Keen, A. Larson, H. L´Anson & D.J. Eisenhour 2009. Principios Integrales de Zoología. 14ed. McGraw Hill-Interamericana, Madrid, España, 917 p. 6. Marshall, A.J. & W.D. Williams. 1980. Zoología.Vol.1 Invertebrados. Editorial Reverté, Barcelona, España, 979 p. 7. Meglish, P.A. 1972. Zoología de Invertebrados. H. Blume Ediciones, Madrid, España, 906 p. 8. Ruppert, E.E. & R.D. Barnes 1996. Zoología de los Invertebrados. 6a. ed., McGraw-Hill & Interamericana, México, México, 1114 p. 9. Sherman, I.W. & V.G. Sherman 1976. The invertebrates: function and form. A laboratory guide. Macmillan Publishing Inc., New York, USA, 334 p. 10. Soest, R. van 1978. Marine sponges from Curacao and other Caribbean localities. Part. I. Keratosa. Stud. Fauna Curacao Caribb. Islands 56(179): 1-94. 11. Storer, T.I., R.L. Usinger, R.C. Stebbins & J.W. Nybakken 1975. Zoología General. Ediciones Omega S.A., Barcelona, España, 867 p. 12. Villee, C.A., W.F. Walker Jr. & R.D. Barnes 1987. Zoología. 6ed. Nueva Editorial Interamericana, México, México, 971 p. 64 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICA 6: ESPONJAS: EJERCICIOS DE LABORATORIO ACTIVIDAD 1. ANATOMÍA BÁSICA Observe bajo una lupa o microscopio las esponjas suministradas. Identifique los poros y ósculos. Dependiendo de la esponja se podrán observar las espículas sobresaliendo del cuerpo. Compare la forma del cuerpo con las figuras anexas (figura 6.1). Haga un dibujo de sus esponjas indicando las estructuras observadas, la forma que tiene y otras características que crea importante. Mencione el aumento en caso de observación en lupa o microscopio. Coloque la clasificación de cada esponja. Phylum: Clase: Orden: Género: Phylum: Clase: Orden: Género: 65 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Phylum: Clase: Subclase: Orden: Género: Phylum: Clase: Subclase: Orden: Género: ACTIVIDAD 2. TIPOS DE SISTEMAS ACUÍFEROS Observe un corte longitudinal y otro transversal de una esponja calcárea del género Scypha o Sycon que posee un sistema acuífero del tipo syconoide (figura 6.2). La cavidad central es el espongiocele, el cual termina en el ósculo. Alrededor del espongiocele están dispuestos los canales radiales tapizados de coanocitos, los cuales generalmente son muy pequeños para ser observados individualmente y aparecen como una línea rosada más oscura. Haga un esquema indicando los nombres de las estructuras observadas y coloque la clasificación de la esponja, así como el aumento al que fueron observados los cortes. 66 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) CORTE LONGITUDINAL Aumento: CORTE TRANSVERSAL Phylum: Clase: Subclase: Orden: Género: Aumento: 67 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) ACTIVIDAD 3. REPRODUCCIÓN 3.1 Utilizando el mismo corte transversal de la esponja calcárea Scypha, ubique, en los canales radiales o en el interior del mesohilo, huevos y larvas anfiblástulas que estaban siendo incubadas. Con auxilio de las ilustraciones de la figura 6.6 identifique las estructuras observadas. Los huevos son estructuras macizas y las larvas son huecas (el interior se ve más claro). Phylum: Clase: Subclase: Orden: Género: Aumento: 3.2. Observe una esponja de agua dulce del Río Orinoco (Drulia browni) con gémulas en su interior, las cuales son pequeñas esferas de coloración blanquecina de aproximadamente 1-2 mm de diámetro. Haga un esquema de la esponja indicando las estructuras observadas. Posteriormente observe en un microscopio una lámina que contiene gémulas de la especie Spongilla lacustris, identifique y esquematice las estructuras observadas con ayuda del esquema de la figura 6.5. 68 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) ESPONJA COMPLETA Phylum: Clase: Orden: Género: Especie: GEMULA Phylum: Clase: Orden: Género: Especie: Aumento: 3.3. Explique como una gémula produce una nueva esponja. ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________ ACTIVIDAD 4. ESQUELETO 4.1 Observe en el microscopio una lámina que contiene espículas de esponjas de varias especies mezcladas. Busque (en pequeño aumento) las megascleras que son las espículas de mayor tamaño y generalmente son alargadas, esquematice 3-4 tipos y con la ayuda de la figura 6.4 trate de identificarlas. Determine cuantos ejes de crecimiento tienen estas 69 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) espículas y diga si son monoaxón, diaxón, triaxón, tetraxón o poliaxón. Luego con mayor aumento (400 X) localice igual número de microscleras y siga el mismo procedimiento. Megascleras Aumento: Microscleras Aumento: 4.2 Observe una lámina que contiene un fragmento de una malla o red de espongina (figura 6.3). Esquematice. Observe el patrón de orientación de las mallas. Aumento: 70 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICA 7: CNIDARIOS OBJETIVOS Esta práctica tiene por objetivo familiarizar al estudiante con las características generales del Phylum Cnidaria. Específicamente, reconocer la diversidad de tamaños y formas de los pólipos y medusas de cnidarios, aprender los aspectos básicos de la morfología, ciclo de vida y reproducción de los cnidarios, así como relacionar las estructuras corporales con sus respectivas funciones. INTRODUCCIÓN El nombre del Phylum Cnidaria deriva del Griego y proviene de las células denominadas cnidocitos que contienen organelos punzantes que aguijonean (pinchan) llamados nematocistos que son exclusivos de los cnidarios. El phylum agrupa una serie de organismos acuáticos denominados comúnmente anémonas, hidroideos, corales, medusas, abanicos de mar, plumas de mar, entre otros. La mayoría de ellos poseen ciclos de vida donde se alternan dos formas de cuerpo: pólipo y medusa. Son organismos muy antiguos con un registro fósil desde más de 700 millones de años. CLASIFICACIÓN Phylum CNIDARIA Clase HYDROZOA - especies solitarias o coloniales (sésiles o flotantes). Poseen pólipos asexuales y medusas sexuales en sus ciclos de vida. Forman colonias polimórficas. Pólipos con cavidad gastrovascular simple sin divisiones y boca ubicada en el ápice de una elevación cónica denominada hipostoma. Las medusas son de pequeñas dimensiones y con la superficie de la subumbrela parcialmente cerrada por una membrana anular (velum o velo). Ej.: hidroideos, coral de fuego, fragata portuguesa, entre otros. Orden Hydroida - Hydra, Obelia Orden Milleporina - Millepora Orden Stylasterina - Stylaster Orden Trachylina - Liriope Orden Siphonophora - Physalia Orden Chondrophora - Vellela, Porpita Orden Actinula - Octohydra Clase SCYPHOZOA - especies solitarias. En el ciclo de vida los pólipos están ausentes o son reducidos, con una simetría tetraradial por la presencia de una cavidad gastrovascular dividida en cuatro compartimientos y pliegues gastrovasculares. Las medusas alcanzan grandes dimensiones, poseen una gruesa mesoglea gelatinosa, están desprovistas de velum y en el borde de la umbrela poseen varias escotaduras con órganos sensoriales complejos (ropalias).Ej.: las grandes medusas. Orden Coronate Orden Semaeostomae - Aurelia Orden Rhizostomae - Cassiopea, Stomolophus Clase CUBOZOA - especies solitarias. En el ciclo de vida los pólipos son reducidos. Las medusas poseen una campana con cuatro lados aplanados y bordes simples. Los tentáculos están ubicados en las cuatro esquinas y unidos a la campana por una estructura en forma de hoja (pedalia). En esta clase hay especies con veneno mortal para el ser humano. Ej.: medusas en forma de cubos como la avispa de mar australiana. Orden Cubomedusae - Carybdea 71 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Clase STAUROZOA - especies solitarias. En el ciclo de vida solamente hay pólipos sin medusas. Pólipo pedunculado que se fija a substratos con un disco adhesivo, y con una superficie oral con apariencia de medusa con ocho grupos de tentáculos que rodean la boca. Clase ANTHOZOA - especies solitarias o coloniales sésiles. En el ciclo de vida no producen medusas, solamente pólipos estructuralmente más complejos que en las clases anteriores. La epidermis se invagina para formar una faringe y la cavidad gastrovascular está dividida por septos o mesenterios gástricos provistos de cnidocitos. Ej.: anémonas, corales pétreos, corales blandos, entre otros. Subclase HEXACORALLIA (= Zoantharia) - pólipos con 6 tentáculos (o múltiplo de seis) y mesenterios pares. Orden Actiniaria - anémonas Orden Scleractinia - corales (Acropora, Diploria, Oculina, Porites, Montastraea, Siderastrea) Orden Zoanthidea - Zoanthus, Palythoa Orden Corallimorpharia Subclase OCTOCORALLIA (= Alcyonaria) - pólipos con 8 tentáculos pinados y ocho mesenterios. Orden Gorgonacea - gorgónidos (Plexaura, Eunicea, Muricea) y abanicos-de-mar Gorgonia Orden Telestacea - Telesto Orden Pennatulacea - Renilla Orden Alcyonacea Orden Helioporacea Orden Stolonifera Subclase CERIANTIPATHARIA - pólipos con tentáculos simples y mesenterios impares. Orden Antipatharia Orden Ceriantharia - Cerianthus CARACTERÍSTICAS GENERALES Los cnidarios poseen como características diagnósticas: simetría radial o biradial, nivel de organización tisular (tejidos verdaderos), células cnidocitos con nematocistos (organelos) en su interior, diploblásticos (dos capas germinales ectoderme y el endoderme) y con una red nerviosa difusa. Hábitat: acuáticos, la mayoría son marinos y algunas pocas especies son de agua dulce. Se distribuyen desde los trópicos a los polos, aunque son más abundantes en aguas someras tropicales y templadas. Los pólipos viven en los fondos y las medusas flotando o nadando en las aguas. Diversidad: son conocidas aproximadamente 9.000 especies vivientes, de las cuales cerca de 40 son dulceacuícolas. Tamaño: desde unos pocos milímetros como en Hydra hasta medusas con un diámetro de campana de 2 m y tentáculos de 60 a 70 m de longitud (Cyanea). Forma: la forma básica de cualquier cnidario es la de un "saco" cerrado en un extremo y abierto en el otro donde se encuentra la boca circundada por una serie de tentáculos. Esta forma básica puede presentarse en dos tipos de individuos: como pólipo que es sésil y vive fijado al fondo con la boca y tentáculos hacia arriba, o puede ser una medusa que es libre y flota o nada en el agua con la boca y tentáculos hacia abajo. El cuerpo de la medusa asume la forma de una campana en la que se distingue la superficie convexa superior (exumbrela) y la superficie cóncava que circunda la boca (subumbrela). La mesoglea es muy gruesa, lo cual permite mantener la flotabilidad. Las medusas de los hidrozoos (hidromedusas) son pequeñas y poseen en el borde la campana un velum (velo) que cierra parcialmente la subumbrela y aumenta la eficacia de la natación. La boca se encuentra en el extremo de un manubrio colgante (figura 7.1). Las medusas de los escifozoos y cubozoos están desprovistas de velum y generalmente el manubrio está subdivido en “brazos orales” que capturan las presas (figura 7.2). 72 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Figura 7.1. Medusa de la clase Hydrozoa: Liriope tetraphylla (modificado de Bodini & Rada 1980). Figura 7.2. Medusa de la clase Scyphozoa: Stomolophus meleagris (modificado de Marshall & Williams 1980). Los pólipos tienen un cuerpo tubular con uno de los extremos cerrado (con el cual se fijan al substrato) y el otro abierto con una boca (rodeada de tentáculos) que conduce a la cavidad gastrovascular. Los pólipos de los hidrozoos poseen la cavidad gastrovascular simple sin divisiones, mientras que en los antozoos está dividida en cámaras por septos mesenterios verticales que se extienden hasta la faringe (figuras 7.3 y 7.4). Figura 7.3. Pólipo de la clase Hydrozoa: Hydra (modificado de Hickman et al. 2009). Figura 7.4. Pólipo de la clase Anthozoa: una anémona (modificado de Hickman et al. 2009). Los pólipos pueden ser solitarios o formar colonias sésiles o flotantes. En las colonias de la clase Hydrozoa existe un polimorfismo, o sea hay pólipos con formas y funciones distintas. Ocurre una división de trabajo entre los pólipos que están especializados en tres funciones básicas: alimentación (gastrozoide o hidrante), defensa (dactylozoide) y reproducción (gonozoide o gonangio) (figuras 7.5 y 7.7). En las colonias flotantes, adicionalmente hay un individuo que mantiene la 73 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) colonia flotando en la superficie del agua (flotador o pneumatóforo) (figura 7.6). En las colonias de la Clase Anthozoa no hay división de trabajo, todos los pólipos tienen la misma forma y cada uno realiza todas las funciones básicas (figura 7.8). Figura 7.5. Colonia de Hydrozoa: Obelia (modificado de Storer et al. 1975). Figura 7.6. Colonia flotante de Hydrozoa: Physalia physalis (modificado de Brusca & Brusca 2005 y Rupper & Barnes 1996). Figura 7.7. Colonia de Hydrozoa con esqueleto cálcareo: Millepora (modificado de Marshall & Figura 7.8. Pólipo y colonia de Anthozoa: Palythoa (modificado de Bodini & Rada 1980). Williams 1980). Organización corporal: son los primeros metazoarios que poseen células organizadas en tejidos verdaderos (células con características morfológicas similares, mismo origen embrionario, misma función y coordinación). La pared del cuerpo está formada por tres capas: dos epitelios extremadamente delgados (uno interno y otro externo), además de una lámina intermedia más gruesa y gelatinosa (figura 7.9). Epidermis: epitelio de revestimiento externo derivado del ectodermO embrionario. Posee seis tipos básicos de células de origen ectodérmico: epiteliomusculares, intersticiales, cnidocitos, secretoras de moco, sensoriales y nerviosas. Los cnidocitos 74 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) (característica diagnóstica del phylum) se localizan entre las células epiteliomusculares y son abundantes en los tentáculos. Poseen un organelo denominado nematocisto, que es una cápsula que contiene un filamento enrollado (generalmente con espinas) y con toxinas paralizantes. Está recubierto por un opérculo (una especie de tapa) y posee un cnidocilio que cuando es estimulado expulsa hacia fuera el filamento con las toxinas. Gastrodermis: epitelio que tapiza y delimita la cavidad interna (cavidad gastrovascular) y está constituido por cinco tipos de células de origen endodérmico: gastromusculares, glandulares enzimáticas secretoras de moco, sensitivas e intersticiales. Mesoglea: es una capa gelatinosa (95 % agua) generalmente acelular, aunque en algunos grupos como en los Scyphozoa puede contener células ameboides errantes. Contribuye al soporte del cuerpo. Esqueleto: es variable dentro del phylum, puede ser quitinoso y flexible, y secretado por la epidermis de las colonias de hidrozoarios como Obelia. Los corales secretan exoesqueletos de carbonato de calcio con formas muy variadas (figura 7.10) y cuando se acumulan a lo largo de muchos años forman los arrecifes coralinos. Además hay espículas calcáreas secretadas por los gorgónidos y esqueletos córneos axiales presentes en estos y otros octocorales. Alimentación: la gran mayoría son carnívoros y depredadores, alimentándose de microorganismos hasta peces. Las presas son paralizadas por las toxinas de los cnidocitos y luego atrapadas con los tentáculos e introducidas a través de la boca a la cavidad gastrovascular. La digestión inicial es extracelular y luego, pequeñas partículas de alimento son fagocitadas por las células gastrodérmicas donde ocurre la digestión intracelular. Los restos Figura 7.9. Cortes longitudinal y transversal de una no digeridos son expulsados al exterior a través de la boca por Hydra (modificado de Storer et al. 1975). contracciones del cuerpo. Algunas especies como los corales e hydras poseen dentro de sus células gastrodérmicas microalgas (zooxantelas o zooclorelas) en una asociación simbiótica mutualistica que les provee una nutrición suplementaria de compuestos orgánicos. Respiración: el intercambio gaseoso se da por difusión directa a través de las membranas celulares hacia el medio externo. No hay órganos especializados en la respiración. Figura 7.10. Formas de colonias de coral (modificado de Castro & Huber 1992). Red nerviosa: consistente con su simetría radial, los cnidarios poseen una red nerviosa difusa que no está centralizada, lo cual es uno de los avances en relación con el Phylum Porifera. Las neuronas no están polarizadas y los impulsos nerviosos se transmiten en todas las direcciones a partir del punto de estímulo. El pólipo carece de órganos de los sentidos y las medusas, se orientan en la columna de agua, porque poseen en el margen de la umbrela órganos sensoriales como ocelos (órganos receptores de luz) y estatocistos (órganos de equilibrio), los cuales pueden estar asociados y conformar órganos complejos, denominados ropalias, en las medusas de los Schyphozoa. 75 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Reproducción y ciclos de vida: la mayoría de los cnidarios poseen alternancia de generaciones con un ciclo de vida que envuelve medusas con reproducción sexual y pólipos con reproducción asexual. La reproducción asexual se da por gemación, fragmentación o fisión. La reproducción sexual involucra la fusión de espermatozoides y óvulos provenientes de organismos hembra y macho. La fertilización de los gametos puede ser externa o interna. La segmentación es completa y se forma una blástula hueca. La gástrula posee dos capas germinales: el endoderme que es el más interior y que formará la gastrodermis y el ectodermo o capa exterior de células que formará la epidermis. La larva típica es la larva plánula ciliada, que es de vida libre y móvil. El ciclo de vida de un Scyphozoa se inicia cuando dos medusas adultas se reproducen sexualmente originando una larva plánula que se fija a un sustrato originado un pólipo (escifistoma). Este se reproduce asexualmente y forma un estróbilo que es una serie de medusas jovenes apiladas unas sobre otras. A medida que cada medusa joven (éfira) madura, se desprende del estróbilo y adquiere vida independiente, crece hasta el tamaño de los adultos y se reinicia el ciclo (figuras 7.11 y 7.12). Figura 7.11. Ciclo de vida de un Scyphozoa: Aurelia aurita (modificado de Storer & Usinger 1968). Figura 7.12. Efira de Aurelia (modificado de oocities.org/de/btalink/zoo.htm) BIBLIOGRAFIA 1. Bodini, R. & D. Rada 1980. Biología Animal Laboratorio. Editorial Ateneo Caracas, Caracas, Venezuela, 336 p. 2. Brusca, R.C. & G.J. Brusca 2005. Invertebrados. 2da. ed., McGraw-Hill & Interamericana, Madrid, España, 1005 p. 3. Castro, P. & M.E. Huber 1992. Marine Biology. Mosby Year Book Inc., Saint Louis, USA, 592 p. 4. Gardiner, M.S. 1978. Biología de los Invertebrados. Ediciones Omega S.A., Barcelona, España, 940 p. 5. Hickman, C.P. & F.M. Hickman 1993. Laboratory studies in integrated zoology. Mosby-Year Book Inc., St. Louis, USA, 420 p. 6. Hickman, C.P., L.S. Roberts & A. Larson 2002. Animal Diversity. 3ed. McGraw Hill, New York, USA, 447 p. 7. Hickman, C.P., L.S. Roberts, S.L. Keen, A. Larson, H. L´Anson & D.J. Eisenhour 2009. Principios Integrales de Zoología. 14ed. McGraw Hill-Interamericana, Madrid, España, 917 p. 8. Hyman, L.H. 1955. The Invertebrates. vol. 1 Protozoa through Ctenophora, McGraw-Hill, New York, USA, 726 p. 9. Marshall, A.J. & W.D. Williams. 1980. Zoología.Vol.1 Invertebrados. Editorial Reverté, Barcelona, España, 979 p. 10. Meglish, P.A. 1972. Zoología de Invertebrados. H. Blume Ediciones. Madrid. 906 p. 11. Ruppert, E.E. & R.D. Barnes 1996. Zoología de los Invertebrados. 6a. ed., McGraw-Hill & Interamericana, México, 1114 p. 12. Storer, T.I., R.L. Usinger, R.C. Stebbins & J.W. Nybakken 1975. Zoologia General. Ediciones Omega S.A., Barcelona, 867 p. 13. Villee, C.A., W.F. Walker Jr. & R.D. Barnes 1987. Zoologia. 6ed. Nueva Editorial Interamericana, México, 971 p. Consulta en línea: http://www.oocities.org/de/btalink/zoo.htm [Consulta: 04 de marzo de 2013] 76 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Práctica 7: CNIDARIOS: EJERCICIOS DE LABORATORIO ACTIVIDAD 1. CLASE HYDROZOA 1.1 POLIPO SOLITARIO. Observe al microscopio una lámina de Hydra completa, y luego un corte longitudinal y otro transversal. Con ayuda de las figuras 7.3 y 7.9 localice los tentáculos, el hipostoma, la boca y el disco basal (= disco pedal). En los cortes longitudinal y transversal intente diferenciar las dos capas de tejidos (epidermis y gastrodermis) y la cavidad gastrovascular. Haga un esquema de lo observado e indique las estructuras. Hydra COMPLETA CORTE LONGITUDINAL CORTE TRANSVERSAL Phylum: Clase: Orden: Género: Aumento: Aumento: 77 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 1.2 HIDROMEDUSA. Examine algunos ejemplares preservados de la pequeña medusa Liriope tetraphylla. Con la ayuda de la figura 7.1 identifique la umbrela, manubrio, boca, gónadas y los tentáculos. Haga un esquema e indique las estructuras. Phylum: Clase: Orden: Género: Especie: Aumento: 1.3 COLONIA BENTONICA. Examine una lámina preparada con un fragmento de una colonia de Obelia. Identifique los individuos que conforman la colonia (figura 7.5). Anote al lado la función de cada pólipo en la colonia. Observe el esqueleto transparente quitinoso que envuelve toda la colonia. Esquematice lo observado. Phylum: Clase: Orden: Género: Aumento: 78 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 1.4 COLONIA BENTONICA CON ESQUELETO CALCAREO. Observe el esqueleto de una colonia de coral de fuego (= falso coral, hidrocoral) Millepora alcicornis. Con el auxilio de una lupa intente localizar los gastroporos (mayor diámetro) y los dactiloporos (menor diámetro) que son los orificios donde se alojaban los gastrozoides y dactylozoides, respectivamente, cuando la colonia estaba viva (figura 7.7). Generalmente alrededor de cada gastrozoide hay un círculo de dactylozoides. ¿Por qué se distribuyen en este patrón? ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ Phylum: Clase: Orden: Género: Especie: Aumento: 1.5 COLONIA FLOTANTE. Los pólipos también forman colonias que flotan en el agua por medio de un flotador o pneumatóforo lleno de gas, originado del pólipo larvario original. Examine una colonia flotante de Physalia physalis comúnmente denominada fragata portuguesa o carabela. Esquematice identificando los individuos presentes: flotador, dactylozoides, gastrozoides y si es posible los gonozoides (figura 7.6). Adicionalmente observe en un microscopio una lámina con un corte transversal de un dactylozoide de Physalia donde se visualizan los cnidocitos: células ovaladas con el filamento del nematocisto enrollado en su interior. Esquematice uno de ellos en 400 X. 79 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) CNIDOCITOS: Phylum: Clase: Orden: Género: Especie: Aumento: 1.6 ¿En qué parte del cuerpo de los cnidarios se localizan generalmente los cnidocitos? ¿Como es el mecanismo que hace que el filamento del nematocisto se dispare? ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ACTIVIDAD 2. CLASE SCYPHOZOA 2.1 SCYPHOMEDUSAS. Examine ejemplares preservados de medusas Stomolophus meleagris. Observe las medusas ¡sin romperlas y sin perforarlas! Identifique sus estructuras principales: la umbrela, los brazos orales y la boca (figura 7.2). En el borde de la umbrela se encuentran escotaduras con los órganos sensoriales denominados "ropalias". 80 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Phylum: Clase: Orden: Género: Especie: 2.2 ¿Que función tienen las ropalias en las medusas? ¿Por qué los pólipos no tienen ropalias? ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________ 81 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 2.3 CICLO REPRODUCTIVO. Examine las cuatro láminas de los distintos estadios del ciclo de vida de una Aurelia: larva plánula, escifistoma, estróbilo y éfira. Haga un esquema indicando todas las estructuras que haya podido identificar (figuras 7.11 y 7.12). Phylum: Clase: Orden: Género: Especie: Aumento: ACTIVIDAD 3. CLASE ANTHOZOA 3.1. INDIVIDUOS SOLITARIOS. Examine un pólipo de una anémona de mar preservada. La misma posee un cuerpo cilíndrico con una corona de tentáculos rodeando la boca. La cavidad gastrovascular está dividida por muchos septos mesentéricos que se extienden verticalmente desde el fondo del pólipo hasta la faringe. Identifique estas estructuras (boca, tentáculos, septos mesentéricos) y haga un esquema de su anémona (figura 7.4). 82 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Phylum: Clase: Subclase: Orden: 3.2 INDIVIDUOS COLONIALES. Los antozoarios también forman colonias. Coloque un fragmento de colonia de Palythoa en una lupa e identifique las estructuras en base a la figura 7.8. Corte longitudinalmente uno de los pólipos y observe su anatomía interna. Intente identificar los septos mesentéricos y gónadas (collares de pequeñas esferas adheridas a los septos). Phylum: Clase: Subclase: Orden: Género: 3.3 Complete el cuadro indicando presencia o ausencia de las estructuras indicadas, las cuales son las principales diferencias morfológicas entre un pólipo de Hydrozoa y uno de Anthozoa. HYDROZOA ANTHOZOA Hipostoma Faringe Septos mesentéricos en la cavidad gastrovascular 83 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 3.4 COLONIAS CORALINAS. Las colonias de corales secretan un esqueleto de carbonato de calcio el cual posee pequeñas cavidades (= cálices) con septos en su interior, donde se alojaban los pólipos cuando la colonia estaba viva. Observe algunos esqueletos de corales: 2 de corales pétreos y 2 de corales blandos (un gorgónido y un abanico de mar). Además diga qué forma tienen las colonias en base a figura 7.10, y cómo son los cálices (circulares, ovalados, alargados, entre otros). CORALES PETREOS Phylum: Clase: Subclase: Orden: Género: Especie: Phylum: Clase: Subclase: Orden: Género: Especie: CORALES BLANDOS Phylum: Clase: Subclase: Orden: Género: Especie: Phylum: Clase: Subclase: Orden: Género: Especie: 84 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICA 8. PLATELMINTOS OBJETIVOS Reconocer los primeros organismos animales que poseen simetría bilateral. Observar la locomoción activa y la cefalización, la diferenciación de los lados izquierdo y derecho del cuerpo, y de los extremos anterior y posterior. Observar la morfología externa de los platelmintos y la anatomía interna de los órganos que componen los diferentes sistemas. INTRODUCCIÓN Los miembros del Phylum Platyhelminthes (platy=plano, helmin=gusano) son organismos multicelulares con un nivel de organización más complejo que sus predecesores evolutivos, los miembros del Phylum Cnidaria. Su tamaño oscila entre menos de un milímetro hasta diez metros de largo. Como su nombre indica, son animales con el cuerpo alargado en forma de gusano (vermiforme) y aplanado dorso-ventralmente. En este Phylum se agrupan los animales más primitivos que por primera vez presentan simetría bilateral. En este sentido, los platelmintos poseen una superficie dorsal y una ventral, un extremo anterior y uno posterior, de tal manera que al pasar un plano sagital a lo largo del eje longitudinal del cuerpo, éste queda dividido en dos mitades iguales, una izquierda y una derecha. La simetría bilateral, ha sido asociada al desarrollo en el extremo anterior de estructuras u órganos sensoriales y nerviosos (cefalización) y al movimiento activo en una sola dirección, hacia adelante. La condición bilateria, como se denomina generalmente, se mantendrá en los phyla que veremos de aquí en adelante, con excepción de los equinodermos los cuales tendrán una simetría radial secundaria. Origen de los platelmintos Los platelmintos no constituyen un taxón monofilético. El Orden Acoela, anteriormente perteneciente a los Turbelarios, ha sido ubicado recientemente como un subgrupo del Phylum Acelomorpha (Hickman y col., 2009). La naturaleza endolecítica de sus huevos junto con estudios de filogenia y bioquímica molecular, sugirieron su ubicación en este nuevo Phylum. Sin embargo, el Orden Acoela posee caracteres anatómicos similares a un posible ancestro planuloide (larva plánula) de los bilateria, entre ellos los platelmintos. La presencia de una cubierta corporal en forma de tegumento sincitial en las Clases Monogenea, Trematoda y Cestoda (sinapomorfía), junto con el carácter ectolecítico de los huevos sugieren un antecesor común de estas tres clases, siendo consideradas como un grupo monofilético por algunos autores. CLASIFICACIÓN El Phylum PLATYHELMINTHES comprende 4 Clases: 1. TURBELLARIA Esta Clase comprende 10 Ordenes, de acuerdo a la complejidad del sistema digestivo. Los más importantes y comunes son: Orden Catenulida Orden Macrostomida Orden Lecithoepitheliata Orden Rhabdocoela Orden Prolecithophora Orden Proseriata Orden Tricladida. Ej. Dugesia sp. Orden Polycladida 2. TREMATODA Subclase Aspidogastrea. Subclase Digenea. Ej. Schistosoma mansoni, Fasciola hepatica. 3. MONOGENEA Subclase Monopistocothylea. Ej. Polystoma sp. Subclase Polyopisthocotylea. 85 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 4. CESTODA Subclase Cestodaria Subclase Eucestodaria. Ej. Taenia solium, Taeniarrynchus saginata, Moniezia expansa, Dipylidium caninum, Hymenolepis nana. CARACTERÍSTICAS GENERALES Los platelmintos poseen tres capas germinales bien diferenciadas (tripoblásticos): ectodermo, mesodermo y endodermo. Son organismos multicelulares que presentan tejidos organizados en unidades funcionales denominadas órganos. Los órganos están localizados entre la pared del cuerpo y el tracto digestivo, pudiendo organizarse en sistemas de órganos con un alto grado de complejidad. Son organismos acelomados debido a que carecen de una cavidad del cuerpo (celoma), por lo que el espacio entre la pared del cuerpo y el tubo digestivo esta ocupado por un parénquima o matriz de origen mesodérmico, en la que se encuentran embebidas células, fibras, músculos, órganos y sistemas de órganos. El sistema digestivo se encuentra presente en la mayoría de los miembros del Phylum, sin embargo, en algunos organismos de vida libre y endoparásitos puede estar ausente. El tubo digestivo es incompleto ya que carecen de ano, siendo la boca la única abertura al exterior. Por lo general el tracto intestinal (ciegos intestinales) se encuentra bifurcado y altamente ramificado. Poseen un sistema excretor y osmorregulador muy primitivo del tipo protonefridio (células flamígeras). Carecen de sistemas respiratorio y circulatorio, por lo que el intercambio gaseoso y la distribución de los nutrientes se realizan a través de la pared del cuerpo y del tubo digestivo, respectivamente. El aplanamiento dorso-ventral del cuerpo y el tamaño pequeño de los platelmintos, facilitan ambos procesos, disminuyendo la distancia de difusión de los gases y el transporte de los nutrientes a los tejidos más alejados. La importancia de la distancia en la distribución de los nutrientes se acentúa en los ejemplares del Phylum, que carecen de tubo digestivo. El sistema nervioso está formado por un centro nervioso (ganglios cerebrales situados en el extremo anterior del organismo) y dos cordones longitudinales, conectados entre sí por nervios transversales localizados en el parénquima. Debido a su forma se le denomina sistema nervioso de tipo escalera. Los platelmintos presentan un sistema reproductor complejo. Por lo general poseen gónadas bien desarrolladas, conductos y órganos accesorios. La mayoría son hermafroditas, es decir, ambos sexos se encuentran en el mismo individuo, sin embargo, algunos presentan sexos separados (dióicos). Las especies de vida libre presentan un ciclo reproductivo directo, mientras que en los parásitos el ciclo de vida puede ser simple (un solo hospedador) o muy complejo, con la intervención de dos o más hospedadores. Los miembros del Phylum Platyhelminthes son muy activos. La arquitectura del cuerpo, la simetría bilateral y las diversas adaptaciones, les permiten reptar, arrastrarse o nadar. La mayoría ha evolucionado hacia una forma de vida parasítica, predominantemente ecto y endoparásitos, excepto en los miembros de la Clase Turbellaria, donde la mayor parte son de vida libre. CLASE TURBELLARIA: se caracteriza por presentar una epidermis parcial o completamente ciliada provista de rabdites. Los individuos adultos presentan un par de órganos sensoriales ubicados en la región antero-dorsal del cuerpo, denominadas ocelos (manchas pigmentadas). La abertura oral del sistema digestivo se encuentra ubicada en la región media ventral sobre el eje antero-posterior del cuerpo. La mayoría son organismos de vida libre, ocupando hábitats dulceacuícolas, marinos y terrestres donde predomine una gran humedad. Muy pocos son parásitos. 86 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) A B C Figura 8.1. Morfología externa e interna de una planaria: Dugesia sp. A. Sistema reproductor y excretor. B. Sistema digestivo y nervioso. C. Vista de la faringe extendida a través de la boca ventral. ( Tomado y modificado de Hickman y col., 1993). CLASE TREMATODA: los miembros de esta clase presentan una forma de vida parasítica. El cuerpo de los tremátodos se caracteriza por tener forma de hoja y se les conoce comúnmente como duelas. A diferencia de los turbelarios, la superficie externa del cuerpo está formada por un tegumento sincitial sin cilios. La boca y la faringe se encuentran en posición anterior y el tracto intestinal (ciegos intestinales) se encuentra bifurcado. Por lo general son endoparásitos de vertebrados, presentando un ciclo de vida complejo que requiere uno o más hospedadores y uno o más estadios larvales. Poseen ventosas bien desarrolladas como órganos de fijación a los tejidos de sus hospedadores. Puede estar presente una ventosa oral y una ventral o acetábulo. La mayoría de los tremátodos son hermafroditas excepto el género Schistosoma (sexos separados). Figura 8.2. Adulto de Fasciola hepatica. Morfología externa e interna. Órganos de fijación. Sistemas reproductor y digestivo. 87 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) A B C Figura 8.3. Adultos de Schistosoma mansoni anatomía y morfología general. A. Macho adulto: sistema reproductor y digestivo) obsérvese el ciego bifurcado que luego se une hacia la parte posterior (ocurre igual en la hembra-no mostrado) B. Hembra adulta: sistema reproductor. C. Macho y hembra adultos apareados, mostrando la forma en que los márgenes laterales del macho se aseguran uno del otro en su lado ventral para fijar a la hembra en el canal ginecóforo. (Tomado y modificado de Figuera, 1997). Clase MONOGENEA: los miembros de esta Clase son ectoparásitos. Al igual que en los tremátodos, la superficie externa del cuerpo consiste de un tegumento sincitial, sin cilios. Los órganos de fijación están constituidos por una estructura denominada prohaptor en forma de ventosa oral, que puede estar reducido o ausente y un opishaptor que consiste en un disco muscular posterior con ventosas y/o ganchos. Carecen de ventosa ventral o acetábulo. Los ciegos intestinales pueden estar ramificados o no, por lo general anastomosados. Todos son hermafroditas. Presentan un ciclo de vida directo en un solo hospedador. Todos los individuos de esta clase son parásitos, en su mayoría ectoparásitos de vertebrados poiquilotermos, encontrándose adheridos a la piel, branquias, boca o ano. Clase CESTODA: son designados comúnmente como “gusanos acintados” o tenias, debido a la forma de su cuerpo. Este se encuentra dividido en escólex (provisto de ventosas y/o ganchos), cuello (zona germinal) y estróbilo formado por proglótidos (segmentos que contienen las estructuras reproductivas), figura 8.5. El cuerpo está cubierto por un tegumento sincitial sin cilios. Carecen de sistema digestivo y la absorción de nutrientes se realiza a través de la superficie del cuerpo. Todos son hermafroditas y pueden presentar uno o dos pares de órganos sexuales, masculinos y femeninos, en cada proglótido maduro. Todos son endoparásitos, presentando en su ciclo de vida uno o más hospedadores. Figura 8.4. Adulto de Polystoma sp. Morfología externa e interna. Órganos de fijación. Sistemas reproductor y excretor. (Tomado y modificado de Hickman & Hickman, 1991). 88 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Figura 8.5. Adulto de Taenia sp. A. Estructura externa del cuerpo. B. Detalle del escólex. C. Detalle de proglótido maduro: (●) órganos reproductores masculinos y (*) órganos reproductores femeninos. D. Detalle del proglótido grávido. E. Huevo con embrión hexacanto u oncosfera. A Taenia solium Taeniarrhynchus saginata Dipylidium caninum Moniezia expansa Figura 8. 6. Representación esquemática de escólices de diferentes Cestoda. A: detalle de gancho del rostelo. (Tomado y modificado de Bodini y Rada, 1990). REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Bodini, R. & Rada D. 1980. Biología Animal Laboratorio. Editorial Ateneo de Caracas. Caracas, Venezuela. Brusca, R. C. & Brusca G. J. 1990. Invertebrates. Sinauer Associates, Inc. Cheng T. Parasitología General. 1978. Editorial AC. Madrid, España. Figuera Lourdes. 1997. Helmintología Básica. Universidad de Oriente. Cumaná, Venezuela. Hickman, F. & Hickman, Jr. 1991. Zoología, Manual de Laboratorio. 6ta Edición. Mc Graw Hill Interamericana. España. Hickman, C. P.; Roberts, L. S. & Larson A. 1993. Zoología Principios Integrales. 8va edición. Mc Graw Hill Interamericana. España. Hickman, C. P.; Roberts, L. S.; Keen, S. L.; Larson A.; L’Anson, H. & Eisnenhour, D. J. 2009. Principios integrales de Zoología. XIV Edición. Mc Graw Hill Interamericana. España. Markell, E.; Voge, M. & John, D. 1990. Parasitología Médica. McGraw Hill Interamericana, España. Sherman I. & Sherman V. 1970. The Invertebrates: Function and Form. A laboratory guide. The Macmillan Company. London. 89 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) PRÁCTICA 8. PLATELMINTOS: EJERCICIOS DE LABORATORIO ACTIVIDAD 1: CLASE TURBELLARIA. Estudio de Dugesia sp. como representante de la Clase Turbellaria, Orden Tricladida. Los organismos pertenecientes al Orden Tricladida son designados comúnmente “planarias”. Se caracterizan por poseer una faringe protráctil conectada al tracto digestivo, el cual está formado por tres ramas principales, una anterior y dos posteriores, con ramas secundarias más cortas. La abertura oral está localizada en la línea media-ventral. Observación de planarias vivas. Estudio de la morfología externa. 1.1 Utilizando un pincel fino coloque un ejemplar vivo de planaria en una cápsula de Petri con unas gotas de agua del cultivo. Reponga el agua si se evapora y mantenga secos los bordes de la cápsula de Petri. Observe bajo la lupa. Haga un esquema de la morfología externa de la planaria. Dibuje e identifique el eje longitudinal de la planaria y señale el plano sagital que la divide en dos mitades iguales. Indique los extremos anterior y posterior y los lados derecho e izquierdo. Identifique las estructuras sensoriales que observa en la región anterior. Clasifique: Phylum Clase Orden Género Especie Aumento: ¿Qué tipo de simetría presenta? _______________________________________________________________________ 1.2. Utilizando una aguja de disección voltee el animal de tal manera que la superficie ventral quede hacia arriba. Describa las reacciones del animal. Toque el cuerpo de la planaria suavemente con la aguja ¿Cómo reacciona? Describa el movimiento de la planaria. ¿Cuales estructuras están involucradas en la locomoción?. 90 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 1.2.1. Coloque un pequeño trozo de hígado crudo en el agua de la placa de Petri cerca de la planaria. Trate de observar la faringe protucible. ¿Cuál es la posición de la boca con respecto al cuerpo? Observa algún cambió en la coloración del cuerpo de la planaria? Sí su respuesta es afirmativa, indique cuales estructuras se colorearon. Observación de preparaciones microscópicas de planarias. Estudio de la morfología interna. 1.3. Observe un ejemplar completo de Dugesia sp. Emplee el objetivo de menor aumento. Haga un esquema e identifique las estructuras internas. A ¿cuáles sistema (s) pertenecen?. Aumento: ACTIVIDAD 2: CLASE TREMATODA Estudio de Fasciola hepatica (hermafrodita) y de Schistosoma mansoni (dióico) como representantes de la Clase Trematoda. 2.1. Estudio del parásito del hombre Schistosoma mansoni. Morfología externa del macho y de la hembra. Observe preparaciones microscópicas de ejemplares adultos macho y una hembra de S. mansoni. ¿Nota alguna diferencia entre ambos? Sí su respuesta es afirmativa, indique al menos dos diferencias entre ellos. ¿Es fácilmente observable la simetría bilateral? Justifique su respuesta______________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________ 91 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Haga un esquema de ambos ejemplares e identifique las estructuras externas observadas. Clasifique: Phylum Clase Subclase Género Especie ♂ ♀ Aumento: Aumento: ¿Qué entiende usted por dimorfismo sexual? _____________________________________________________________ Basándose en sus observaciones, ¿cree usted que presentan dimorfismo sexual? _______. ¿Cómo se denominan las estructuras de fijación observadas? ____________________________________________________ 2.2. Observe preparaciones microscópicas de huevos de Schistosoma mansoni. Haga un esquema. La característica diagnóstica de la especie S. mansoni que puede observar en este estadio es ____________ _____________________________________________________________________________________________________ Señalela en su dibujo. ¿Cómo se denomina la larva que emerge del huevo y es infectante para el caracol?_______________________________________________ ¿Cómo se denomina la larva que sale del caracol e infecta al hombre?____________________________________________________ Aumento: 92 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Investigue y haga un esquema del ciclo de vida de Schistosoma mansoni. 2.3. Observación de láminas preservadas de ejemplares adultos de Fasciola hepatica. Observe bajo el microscopio empleando el objetivo de menor aumento. Haga un esquema de la morfología general, identifique y señale los órganos de fijación y las estructuras (órganos) que constituyen los sistemas digestivo y reproductor (masculino y femenino en el mismo individuo). Clasifique. Phylum Clase Subclase Género Especie Aumento: ¿Qué tipo de simetría presenta? ___________________________________________________________________ 93 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) ACTIVIDAD 3: CLASE MONOGENEA Estudio de Polystoma sp. como representante de la Clase Monogenea. 3.1. Observe en el microscopio una preparación de Polystoma sp. Elabore un esquema e identifique las estructuras de fijación y los sistemas digestivo y reproductor (masculino y femenino en el mismo individuo). Clasifique. Phylum Clase Subclase Género Especie Aumento: Mencione las estructuras de fijación observadas: ________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ACTIVIDAD 4: CLASE CESTODA Los organismos pertenecientes a la Subclase Eucestodaria se caracterizan por presentar el cuerpo dividido en tres regiones bien diferenciadas: 1) el escólex, que puede estar provisto de ventosas y/o ganchos, 2) el cuello, que es la zona germinal y 3) el estróbilo, constituido por una serie de segmentos llamados proglótidos. 4.1. Estudio de la morfología externa de un Cestoda típico. Coloque en una cápsula de Petri un ejemplar preservado de Cestoda adulto, observe bajo la lupa. Haga un esquema y señale las diferentes regiones del cuerpo que puede observar. Aumento: ¿Qué diferencia observa en la forma del cuerpo con respecto a los platelmintos estudiados anteriormente? 94 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) 4.1.1. Observe una lámina preparada con escólices de 2 ejemplares diferentes de Cestoda. Haga un esquema de cada uno y señale las estructuras de fijación. Clasifique. Aumento: Aumento: Género Especie Género Especie ¿Qué función cumple el escólex? _______________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________________________ 4.2. Estudio de la morfología interna de los Cestoda. Observe una lámina preparada con proglótidos maduros de Taenia sp. Elabore un esquema e identifique las estructuras. ¿A que sistema corresponde las estructuras (órganos)? Phylum Clase Subclase Género Aumento: 4.3 Observe preparaciones microscópicas de huevos de Taenia sp. Observe el embrión hexacanto u oncosfera en el interior del huevo. Dibuje e identifique las estructuras. ¿Cuál es la característica diagnóstica de la Subclase que observa en este estadio? Aumento: 95 UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA - FACULTAD DE CIENCIAS - ESCUELA DE BIOLOGÍA - LABORATORIO DE BIOLOGÍA ANIMAL (1819) Investigue y describa esquemáticamente el ciclo de vida de Taenia solium (tenia del cochino y el hombre). 5. Diga qué entiende usted por los siguientes términos y de ejemplos con los animales observados en la práctica de hoy: a- Monóicos o hermafroditas: _________________________________________________________________________ b- Dióicos: _________________________________________________________________________________________ 96
