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Zoología de Cordados

Conferencia 10: Morfología interna de la Clase Chondrichthyes

- Describa los biotipos que encontramos en los condrictios. Ponga ejemplos.

- Explique los caracteres de los dientes en este grupo zoológico.

- Describa el sistema circulatorio de los tiburones.

Sumario:

-Clase Chondrichthyes •Morfología interna

Sistemas:

Objetivos Caracterizar los diferentes sistemas de órganos de la Clase Chondrichthyes Identificar los avances evolutivos o especializaciones en los sistemas de órganos de Chondrichtyes con respecto a grupos anteriores

Bibliografía de la asignatura • Parker, T. Y W. Haswell (1963): A text book of Zoology* p. 219-281

• Kardong, K. (1998): Vertebrates. Comparative Anatomy, Function,

Evolution. p. 91-94 (resto del libro por sistema)

• Hickman, C., L. S. Roberts y A. Larson (2001): Integrated Principles of

Zoology. p. 515-518

• Liem, K.F., W. E. Bemis, W. F. Walker y L. Grande (2001): Functional

Anatomy of Vertebrates. An evolutionary perspective. p. 51-62 (resto del

libro por sistema)

• Carrier, J.C., J.A. Musick y M.R. Heithaus (2004): Biology of sharks and

their relatives. 596 pp.

• Castro, J. (1996): The sharks of north american waters. 180 pp.

• Nelson (2006): Fishes of the world. p. 39-82

Pregunta del asterisco ¿Qué ventajas puede tener la posición subterminal de la boca en condrictios?

Pregunta del asterisco • Permite que el hocico, con un gran desarrollo de

estructuras sensoriales, analice el agua antes de llegar a la boca.

• Aumenta la superficie de planeo preoral (incrementa la maniobrabilidad).

• Reduce el tamaño de la mandíbula incrementando la fuerza de la mordida.

Pregunta del asterisco ¿Qué otros mecanismos hacen posible la flotabilidad en los condrictios?

Pregunta del asterisco -Acumulación de grasas en el hígado -Esqueleto cartilaginoso -Acumulación de aire en el estómago

SUBPHYLUM CRANIATA. SUPERCLASE GNATHOSTOMATA.

Clase Chondrichthyes. Morfología interna

La piel es áspera y de color grisácea más clara en la región ventral, cubierta por escamas placoideas o dentículos dérmicos que dan apariencia rugosa como papel de lija

Tegumento



Formado por Epidermis y Dermis En la Epidermis hay presencia de numerosas células secretoras y por debaio de ella aparecen los cromatóforos (melanóforos en particular). A continuación se encuentra la Dermis en la cual hay fibras elásticas de colágeno.

Tegumento

Las fibras de colágeno se distribuyen en capas perpendiculares formando un exotendón que mantiene la forma del cuerpo durante la natación ondulatoria y ayuda a trasmitir la fuerza ejercida por la musculatura.



La escama placoidea tiene esencialmente la misma composición de un diente, es de origen mesodérmico y es segregada por la dermis pero se proyecta a través de la epidermis hasta la superficie. Posee una placa basal que está embebida en la dermis y una cavidad central denominada pulpa. Esa pulpa está tapizada por células especializadas llamadas odontoblastos que son las que segregan una sustancia calcárea denominada marfil o dentina. Por encima de esa dentina aparece el esmalte que es el único que es de origen ectodérmico.

La escama



Presenta los mismos principios ingenieros de los materiales más duraderos hechos por el hombre como la fibra de vidrio. Colocar un material duro dentro de uno más suave combina las mejores propiedades de ambos: provee la rigidez del primero sin ser quebradizo y la plasticidad del segundo sin distorsión. La dentina está compuesta por un mineral duro y cristalino llamado apatita que se encuentra embebido en colágeno. Por la fortaleza de estas estructuras la piel garantiza una gran protección a los tiburones como si fuera una armadura sin tener que sacrificar su movilidad.

La dentina



La forma de la escama es bien particular pues en su base presentan surcos longitudinales (1) que favorece el paso del agua mientras nadan mejorando su hidrodinámica. Pero cada escama presenta un dentículo o espina (2) que atraviesa la epidermis y se dirige hacia detrás, lo cual también mejora la hidrodinámica.

La escama

1

2



Además de brindar protección se ha modificado para diversos usos: • Se alargan por el lado mayor de las aletas

dorsales formando espinas para ahuyentar posibles depredadores (ej. Spiny Dogfish (Squalus acanthias)).

• Espuelas en los claspers para anclarse a la hembra (Tiburón gata: Ginglymostoma cirratum).

• Algunos batoideos tienen dentículos transformados en espinas largas cubriendo partes de su cuerpo.

La escama: “la navaja suiza de los elasmobranquios”



• Estructura de sierra de los peces sierra (Pristidae) y los tiburones sierra (Pristiophoridae) empleados para capturar las presas.

• Algunas crías desarrollan espinas en su espalda apuntando hacia atrás para evitar deslizarse de nuevo hacia dentro del huevo durante la eclosión.



La modificación más espectacular y con mayor variedad es el diente. Las escamas modificadas en dientes se ubican en la mandíbula formando hileras




• La forma varía en dependencia de los hábitos alimenticios. Hay tres formas básicas: dientes delgados, raspadores (Marrajo [Isurus oxyrinchus]), dientes moledores en forma de mosaico y dientes cortadores, triangulares en forma de navaja como los del tiburón blanco

• En los tiburones filtradores como el peregrino (Megachasma pelagios) los dientes se han reducido en tamaño e importancia





Musculatura Compuesta por dos tipos de músculos, blancos (90%) y rojos. El músculo rojo se contrae lentamente y necesita mucha oxigenación pero su actividad es prolongada. El músculo blanco se contrae rápido, no necesita tanto oxígeno pero se agota rápido por la formación de ácido. Por esto, los tiburones pelágicos, específicamente los lámnidos han aumentado su musculatura natatoria con bandas de músculo rojo en sus flancos mejorando notablemente su eficiencia en el nado.


El cuerpo de los tiburones es mayormente músculo (85% vs 35-45% en humanos). Músculos segmentarios en el tronco y cola en forma de zigzag o W (1). Estos músculos permiten producir ondulaciones laterales para la natación. En el pedúnculo caudal aparecen fuertes músculos que garantizan la movilidad de la aleta caudal, que es el principal órgano de propulsión en este grupo. Hay músculos especializados en la región de las aletas pares (2), branquias (3) y la cabeza (4). Los músculos se encuentran insertados en la piel


Musculatura

1

2

3

4


El esqueleto es cartilaginoso con algunos puntos de mineralización donde las sales de calcio se depositan en forma de mosaicos. (tesserae). Se divide en:

Esqueleto axial: Cráneo (1) y Columna vertebral (2) Esqueleto apendicular : Cinturas (3) y Miembros (aletas) (4)


Esqueleto

1

2

3 4

4

3


Caja craneana: Neurocráneo. Formada por condrocráneo (techo, antiguo) y dermatocráneo (elementos procedentes de la dermis). Encierra al encéfalo. es el elemento principal de protección y sostén de sus órganos, es cartilaginosa y aquí es donde aparecen los mayores puntos de mineralización. Cápsulas pares: son los elementos relacionados con la caja craneana pero que protege a los órganos de los sentidos: visión, audición y olfación. Esqueleto visceral: comprende al primer arco branquial (Mandibular), arco hioideo (unión de mandíbula con caja craneana) y los 5 pares de arcos branquiales (que sostienen a las branquias)


Esqueleto. Cráneo



Esqueleto. Cráneo

La suspensión hiostílica es un elemento determinante en los hábitos alimenticios de los tiburones porque facilita la captura de la presa mediante la proyección de la mandíbula.

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Clase Chondrichthyes. Morfología interna Esqueleto. Columna vertebral

Formada por hileras de vértebras anficélicas (cóncavos en ambos extremos) donde se mantiene restos de notocordio entre ellas. Las vértebras del tronco y las caudales difieren entre ellas. Vértebras caudales: en estas aparecen el canal hemal por donde pasan los vasos sanguíneos.

Vértebras del tronco: Superiormente se forma el arco neural por donde pasa el CND, en la base del cuerpo de la vértebra aparecen unas pequeñas proyecciones denominadas procesos transversos que se continúan con las costillas.


Clase Chondrichthyes. Morfología interna Esqueleto. Cinturas

Son las que permiten sostener las aletas y reciben los mismos nombres. Cintura pectoral: Presenta mayor desarrollo, tiene forma de U y sostiene a las aletas pectorales. Formada por escápula y coracoides. Cintura pélvica: es más plana y a ella se articulan las aletas pélvicas. Está formado por un basamento cartilaginoso denominado barra isquiopúbica que se insinúa hacia la porción delantera.


Clase Chondrichthyes. Morfología interna Esqueleto. Aletas

Aletas pares: Los elementos de sostén de las aletas son: Tres elementos basales: protopterigio, mesopterigio y metapterigio que sostienen a varios elementos radiales que a su vez sostienen a los radios dérmicos. Esos radios dérmicos son unas estructuras más suaves. En el caso de las aletas pélvicas el macho posee una prolongación denominada clasper por donde sale el conducto seminal. Aletas medias o impares: sostenidas por los radios dérmicos llamados pterigióforos.


Clase Chondrichthyes. Morfología interna Sistema digestivo Boca: la boca es ancha, rodeada de hileras de dientes. Los dientes le sirven para retener las presas, sin embargo en otros especializados a la vida bentónica no tienen estos dientes afilados y a cambio presentan placas dentarias gruesas y unidas que le sirven para triturar el alimento. Faringe: Muy ancha, caracterizada por las HF dispuestas a ambos lados. Nuevamente se observa a la faringe como estructura participante en la respiración y en la alimentación.


Clase Chondrichthyes. Morfología interna Sistema digestivo

Esófago: muy corto y conduce al estómago.

Estómago: Dilatado y en forma de J que termina en un esfínter denominado válvula pilórica.

Intestino: relativamente pequeño, internamente tiene el tiflosol o válvula espiral que

permite el paso lento del alimento y aumenta la superficie de absorción. Termina en recto y

ano el cual no tiene salida directa al exterior, desemboca en una cloaca.


Clase Chondrichthyes. Morfología interna Sistema digestivo Glándulas anexas: Poseen un gran hígado bilobulado que presenta una vesícula biliar que reúne las bilis y a través del conducto biliar la vierte en las primeras porciones del intestino. El páncreas está bien establecido entre el intestino y el estómago y su conducto desemboca en el intestino por debajo del conducto biliar. La glándula rectal abre en el recto y no está directamente involucrada en la digestión sino que elimina el exceso de sal ingerido durante la alimentación.

Algunas funciones del hígado • Almacena vitaminas • Sintetiza un componente similar al almidón

usado como combustible en los músculos • Estabiliza los niveles de azúcar en sangre • Detoxifica elementos venenosos • Sintetiza enzimas • Procesa las grasas y las almacena (hasta

68 L de aceite) • Sintetiza la bilis y el colesterol • Fuente de calor metabólico • Sintetiza los elementos sanguíneos

(hematopoyético)



Sistema respiratorio

Hendiduras faríngeas situadas lateralmente generalmente en número de 5 pero pueden llegar a ser 6 o 7 en algunas especies. El intercambio gaseoso ocurre a nivel de filamentos muy vascularizados (rojo) cuyo soporte es el arco branquial. En la parte media del arco branquial aparece un septo (azul) con un soporte cartilaginoso y va desde el arco branquial hasta el exterior del cuerpo.



Sistema respiratorio A los lados del septo están las filas de filamentos branquiales con una gran irrigación de capilares sanguíneos. Este septo hace que las branquias no estén en una cámara común por lo tanto a cada lado el septo sostiene una hemibranquia. Del lado opuesto del arco branquial están los rastrillos branquiales , poco desarrollados en condrictios que evitan que pasen grandes partículas a las branquias.



Ventilación La mayoría de los condrictios necesitan moverse constantemente o estacionarse frente a fuertes corrientes para establecer un flujo de agua desde la boca hasta las hendiduras faríngeas para que ocurra el intercambio gaseoso. Hay intervención de determinados músculos que ayudan en esta función, pero el grueso de la ventilación se debe a fuerzas externas.



Ventilación En el caso de las rayas o el tiburón gata poseen una bomba que genera la corriente de agua.



Circulatorio Es un sistema cerrado. Hay un Corazón situado debajo de la región branquial en un saco pericárdico. Toda la sangre que llega al corazón es poco oxigenada



Aorta ventral 5 pares de arcos aórticos (5 arterias branquiales aferentes +4 arterias branquiales eferentes). Aorta dorsal pareada en la región branquial. 2 Carótidas externas y 2 carótidas internas que irriga la región anterior. Aorta dorsal única (posterior a las branquias) que se ramifica en varias arterias pares e impares que irrigan vísceras y tejidos somáticos.

Circulatorio. Sistema arterial



Principales arterias: Subclavias (par): irriga la cintura y las aletas pectorales. Celíaca (impar): al estómago, hígado, páncreas e intestino anterior Mesentérica anterior (impar): al bazo y parte posterior del intestino

Circulatorio. Sistema arterial

Mesentérica posterior (impar): glándula rectal Varias renales Varias gonadales Ilíacas (par): hacia la cintura y aletas pélvicas Aorta caudal: hacia la región de la cola.



vena caudal venas porta renales (2) (entrada a riñones) venas sub cardinales (2). venas cardinales posteriores (2) (salida de riñones)+ venas gonadales → venas cardinales comunes (D e I)

Circulatorio. Sistema venoso venas abdominales laterales (2) (musculatura y tegumento) + venas ilíacas (cintura y aletas pélvicas) + venas subclavias (cintura y aletas pectorales)→ venas cardinales comunes (D e I)



Circulatorio. Sistema venoso Región anterior: venas cardinales anteriores (2) + venas yugulares (2) → venas cardinales comunes (D e I) desembocan en el seno venoso del corazón.

vena subintestinal (intestino) vena porta hepática (al entrar al hígado) venas hepáticas (2) que desembocan en el seno venoso del corazón a través del septo transverso.



Circulatorio. “Red maravillosa” Especialización del sistema circulatorio para retener la mayor parte del calor generado por la actividad muscular y el nado. El calor corporal se mantiene redirigiendo grandes arterias en los flancos hacia dentro de una masa arterial llamada rete mirabile (red maravillosa). Las arterias en esta red llevan sangre fría y oxigenada proveniente de las branquias mientras que las venas transportan sangre desoxigenada pero caliente por la actividad metabólica. Estos capilares pasan muy cerca unos de los otros permitiendo la transferencia de calor que es transmitido nuevamente a los músculos que lo generaron.

CONCLUSIONES DE LA CLASE

Morfología interna: • Tegumento • La escama y sus modificaciones • Musculatura • Esqueleto axial y apendicular • Sistema digestivo • Sistema respiratorio • Sistema circulatorio

PRÓXIMA CLASE

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