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Laboratorio de deuterostoma - Biología

Laboratorio de deuterostoma - Biología


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Objetivos de aprendizaje

  • Indique los filos de los organismos discutidos en las actividades de laboratorio.
  • Utilizar las características de simetría, celoma, capas de tejido embrionario y patrones de desarrollo para diferenciar entre los diferentes organismos.
  • Describe las características generales de los equinodermos.
  • Identificar y localizar estructuras externas e internas de una estrella de mar.
  • Indique las características comunes de todos los cordados.
  • Ser capaz de identificar las características de los cordados en un modelo o imagen.
  • Identificar y localizar estructuras externas e internas de una rana.

Laboratorio de deuterostomo de Aprendizaje de lumen

Equinodermos

Procedimiento

Accede a la página "Lectura: Equinodermos".

Preguntas

  1. Omita la visualización de la diapositiva de las diferentes fases de desarrollo de las estrellas de mar
  2. Disecciona la estrella de mar siguiendo las instrucciones del sitio web. Recuerde que el extremo oral (con la boca) está en realidad en la parte inferior de la estrella de mar.
    1. En el lado oral, asegúrese de encontrar el boca.
    2. También en el lado oral en la región central de cada pierna busque el pies de tubo. Los pies de tubo se utilizan para la locomoción impulsada por el sistema vascular de agua. ¿Cuántas filas de pies tubulares tiene tu estrella de mar?
    3. Trate de diferenciar entre espinas y el branquias de la piel. Las espinas son más largas se utilizan para protección. Las branquias de la piel son más pequeñas y se utilizan para el intercambio de gases.
    4. Encuentra el placa de tamiz / madreporita en el lado aboral. Este es el punto de entrada de agua para el sistema vascular de agua utilizado para el movimiento.
    5. La estrella de mar tiene placas ubicadas debajo de la piel para protección y soporte. ¿Qué material componen estas placas?
    6. La estrella de mar tiene un estómago de dos partes, la parte superior estómago pilórico y el mas bajo estómago cardíaco. ¿Puede diferenciar entre los dos estómagos de su muestra?
    7. En los brazos de las estrellas de mar deberías encontrar ambos glandulas digestivas y góndolas. Las glándulas digestivas son marrones y típicamente sobre las gónadas blanquecinas. Asegúrese de poder identificar ambas estructuras.
  3. Las muestras de equinodermos preservadas estarán en exhibición, pero pueden diferir de las que se mencionan directamente en el folleto del laboratorio. Por favor, haga observaciones sobre las muestras disponibles y complete el cuadro a continuación.
    Nombre de la muestraDescripción física

Cordados

Procedimiento

Accede a la página "Lectura: Cordados".

Preguntas

  1. Hay dos grupos de cordados invertebrados, los cefalocordados y los urocordados. No tenemos ningún ejemplo de urocordados en el laboratorio.
    1. Vea el portaobjetos de la lanceta. La lanceleta es un ejemplo de cefalocordado. Contiene las cuatro características de los cordados. Enumere las cuatro características de los cordados a continuación.
    2. Ver el modelo de lanceleta. Asegúrese de que puede identificar las cuatro características de los cordados en el modelo.

Disección

Nuestro ejemplo de cordados de vertebrados del laboratorio de hoy es el rana. Disecciona una rana siguiendo el procedimiento a continuación.

  1. Anatomia externa
    1. Coloque la rana en la bandeja de disección con las patas hacia abajo.
    2. Identificar los ojos, cubiertos por un membrana nicitante, los narinas externas (fosas nasales), y el tímpano ubicado detrás de cada ojo.
      1. ¿Cuál es la función del tímpano?
    3. Examine las extremidades delanteras y traseras. ¿Cuántas falanges hay en los pies traseros? ¿Las patas delanteras? ¿Qué par de extremidades es el más largo? ¿Cómo ayuda esto a la rana en su movimiento?
  2. Boca
    1. Dale la vuelta a la rana y abre la boca lo más que puedas. Puede cortar las bisagras de la mandíbula si es necesario. Identifique las siguientes estructuras:
      1. Dos dientes vomerine ubicado en el medio del paladar
      2. Dientes maxilares (más pequeño) ubicado a los lados de la mandíbula superior
      3. Lengua
      4. Faringe (ubicado detrás de la lengua)
      5. Esófago, la abertura que conduce al estómago
      6. Glotis, hendidura por donde pasa el aire para entrar en el tráquea, que conduce a los pulmones
      7. Tubos eustacianos (2) aberturas que conducen a los oídos. Están ubicados en el ángulo de la mandíbula.
  3. Disección corporal
    1. Coloque la rana con el vientre hacia arriba en la bandeja de disección. Puede sujetar las extremidades si es necesario.
    2. Levante la piel con unas pinzas a medio camino entre las patas traseras de la rana. Use tijeras para cortar la piel a lo largo de la línea media de la rana comenzando entre las patas traseras y terminando en el cuello. Tenga cuidado de no cortar demasiado profundamente.
    3. Corte la piel horizontalmente por encima de las patas traseras y por debajo de las patas delanteras creando aletas de piel.
    4. Levante un colgajo de piel con unas pinzas y use un bisturí para separar la piel del músculo de abajo.
    5. Sujeta las solapas de piel a la bandeja de disección.
    6. Repita el mismo procedimiento para cortar los músculos. Crea una incisión larga a lo largo de la línea media de la rana desde entre las patas traseras hasta el cuello. Tenga cuidado de no cortar demasiado profundamente y dañar los órganos internos. Cuando llegue al área justo debajo de las patas delanteras de la rana, gire las tijeras hacia los lados para cortar los huesos del pecho y evitar dañar el corazón y los pulmones. Luego haga incisiones horizontales por encima de las patas traseras y entre las patas delanteras. Utilice unas pinzas y un bisturí para separar el músculo del tejido de abajo. Luego, fije el músculo a la bandeja de disección.
  4. Órganos internos
    1. El órgano más destacado es el hígado, de color marrón oscuro, y ocupa la mayor parte de la cavidad abdominal
    2. Identifica el pulmones, dos pequeñas bolsas en lados opuestos de la línea media de la rana. Pueden estar parcialmente ocultos por el hígado.
    3. Levante el hígado y debajo ubique el vesícula biliar.
    4. Identifica el corazón cubierto por el protector pericardio. Las ranas tienen un corazón de tres cámaras con dos aurículas y un ventrículo. Intente localizar estas diferentes áreas del corazón de la rana.
      1. ¿Cómo es una desventaja tener un corazón de 3 cámaras?
    5. los estómago es un órgano en forma de J ubicado debajo del lóbulo izquierdo del hígado. Se conecta al esófago trayendo comida de la boca y el intestino delgado utilizado para la absorción de nutrientes.
    6. El intestino delgado se conecta al intestino grueso que llevan cualquier material no digerido a la cloaca. Las ranas tienen una abertura al ambiente exterior y la cloaca recibe materiales del intestino, el sistema urinario y el sistema reproductivo.
    7. Encuentra el páncreas, una cinta amarilla ubicada entre el estómago y el intestino delgado.
    8. Localizar el bazo, con forma similar a un guisante y ubicado cerca del estómago.
    9. Podrás ver el amarillo, como un dedo, cuerpos gordos, que la rana usa para almacenar grasa.
    10. los riñones de la rana son largas y estrechas y están ubicadas a lo largo de la pared posterior del cuerpo.
    11. Trate de encontrar el conductos mesonéfricos, tubos blancos delgados que llevan la orina desde el riñón hasta la cloaca.
    12. Si tu rana es hembra, la cavidad abdominal se llenará de huevos blancos y negros. Los huevos se almacenan en el ovarios.
    13. Si tienes una rana macho, localiza el testículos. Los testículos tienen forma de frijol y están ubicados en la parte superior de los riñones. Son de color amarillo / tostado.
      1. ¿Tienes una rana macho o hembra?

Preguntas de revisión

Responda las preguntas de revisión a continuación. Los filos que vimos hoy fueron los equinodermos y los cordados.

  1. ¿Qué filos observados hoy fueron deuterostomas?
  2. ¿Qué filos exhibieron cefalización?
  3. ¿Qué filos eran celomatos?
  4. ¿Qué significa el nombre "equinodermos"?
  5. ¿Qué tipo de simetría muestra la larva del equinodermo?
  6. Da un ejemplo de un equinodermo que no sea una estrella de mar.
  7. ¿Qué sistema único usa la estrella de mar para moverse?
  8. Da un ejemplo de un cordado que no sea un vertebrado.
  9. Enuncie las cuatro características comunes que comparten todos los cordados.
  10. Nombra los dos tipos de dientes que se encuentran en las ranas.
  11. Las ranas tienen pulmones pequeños que son ineficaces. ¿Qué otra estructura usan las ranas para el intercambio de gases?
  12. Las ranas tienen una abertura al ambiente exterior, la cloaca. ¿Qué tres áreas transfieren material al exterior a través de la cloaca?

LICENCIAS Y ATRIBUCIONES

CONTENIDO CON LICENCIA CC, COMPARTIDO ANTERIORMENTE

  • Biología 102 Labs. Escrito por: Lynette Hauser.

    Laboratorio de deuterostoma - Biología

    Al final de esta sección, podrá hacer lo siguiente:

    • Describe las características distintivas de los equinodermos.
    • Describir las características distintivas de los cordados.

    Los phyla Echinodermata y Chordata (el phylum que incluye a los humanos) pertenecen al superphylum Deuterostomia. Recuerde que los protóstomos y los deuteróstomos difieren en ciertos aspectos de su desarrollo embrionario, y su nombre se basa en la apertura del arquenterón (tubo intestinal primitivo) que se desarrolla primero. La palabra deuterostoma proviene de la palabra griega que significa "boca en segundo lugar", lo que indica que la boca se desarrolla como una estructura secundaria opuesta a la ubicación del blastoporo, que se convierte en el ano. En los protóstomos ("la boca primero"), la primera abertura embrionaria se convierte en la boca y la segunda abertura se convierte en el ano.

    Hay una serie de otras características de desarrollo que difieren entre los protostomas y los deuterostomas, incluido el tipo de escisión temprana (división celular embrionaria) y el modo de formación del celoma del embrión: los protosomas suelen presentar una escisión en mosaico en espiral, mientras que los deuterostomas presentan una escisión reguladora radial. . En los deuterostomas, el revestimiento endodérmico del arquenterón generalmente forma brotes llamados bolsas celómicas que se expanden y finalmente destruyen el blastocele embrionario (la cavidad dentro de la blástula y la gástrula temprana) para convertirse en el mesodermo embrionario, la tercera capa germinal. Esto sucede cuando las bolsas mesodérmicas se separan de la capa endodérmica invaginante que forma el arquenterón, luego se expanden y fusionan para formar la cavidad celómica. El celoma resultante se denomina enteroceloma. El arquenterón se convierte en el tubo digestivo y se forma una abertura bucal por invaginación del ectodermo en el polo opuesto al blastoporo de la gástrula. El blastoporo forma el ano del sistema digestivo en las formas juvenil y adulta. La escisión en la mayoría de los deuterostomas también es indeterminado, lo que significa que el destino de desarrollo de las células embrionarias tempranas no se decide en ese punto del desarrollo embrionario (es por eso que podríamos clonar la mayoría de los deuterostomas, incluyéndonos a nosotros mismos).

    Los deuterostomas constan de dos clados principales: el Chordata y el Ambulacraria. Los cordados incluyen los vertebrados y dos subfilos invertebrados, los urocordados y los cefalocordados. Los Ambulacraria incluyen los equinodermos y los hemicordados, que alguna vez se consideraron un subfilo cordado ((Figura)). Los dos clados, además de ser deuterostomos, tienen algunas otras características interesantes en común. Como hemos visto, la gran mayoría de los animales invertebrados no no poseen un endoesqueleto vertebral óseo definido, o un cráneo óseo. Sin embargo, uno de los grupos más ancestrales de invertebrados deuterostoma, los Echinodermata, produce diminutos "huesos" esqueléticos llamados huesecillos que forman un verdadero endoesqueleto, o esqueleto interno, cubierto por una epidermis. Los hemicordados (gusanos de bellota y pterobranquios) no se tratarán aquí, pero comparten con los equinodermos un celoma de tres partes (tripartito), formas larvarias similares y un metanefridio derivado que libera a los animales de desechos nitrogenados. También comparten hendiduras faríngeas con los cordados ((Figura)). Además, los hemicordados tienen un cordón nervioso dorsal en la línea media de la epidermis, pero carecen de un tubo neural, una verdadera notocorda y el endostilo y la cola posanal característicos de los cordados.

    Figura 1. Ambulacraria y Chordata. (a) Los principales taxones de deuterostoma. (b) hendiduras faríngeas en hemicordados y urocordados. (acredite un crédito MAC b modificación de Gill Slits By Own work by Zebra.element [Dominio público], a través de Wikimedia Commons)

    Phylum Echinodermata

    Los equinodermos reciben el nombre de su "piel espinosa" (del griego "echinos" que significa "espinoso" y "dermos" que significa "piel"). Este filo es una colección de alrededor de 7.000 especies vivas descritas de organismos exclusivamente marinos que habitan en el fondo. Las estrellas de mar ((Figura)), los pepinos de mar, los erizos de mar, los dólares de arena y las estrellas quebradizas son todos ejemplos de equinodermos.

    Morfología y Anatomía

    A pesar del valor adaptativo de la bilateralidad para la mayoría de los animales cefalizados de vida libre, los equinodermos adultos exhiben simetría pentaradial (con "brazos" típicamente dispuestos en múltiplos de cinco alrededor de un eje central). Los equinodermos tienen un endoesqueleto hecho de huesecillos calcáreos (pequeñas placas óseas), cubiertos por la epidermis. Por eso, es un endoesqueleto como el nuestro, no un exoesqueleto como el de los artrópodos. Los huesecillos pueden fusionarse, incrustarse por separado en el tejido conectivo de la dermis o reducirse a diminutas espículas de hueso como en los pepinos de mar. Las espinas que dan nombre a los equinodermos están conectadas a algunas de las placas. Los músculos pequeños pueden mover las espinas, pero también pueden bloquearse en su lugar para la defensa. En algunas especies, las espinas están rodeadas por pequeñas garras con tallo llamadas pedicellaria, que ayudan a mantener la superficie del animal limpia de escombros, protegen pápulas utilizado en la respiración y, a veces, ayuda en la captura de alimentos.

    El endoesqueleto es producido por células dérmicas, que también producen varios tipos de pigmentos, impartiendo colores vivos a estos animales. En las estrellas de mar, las proyecciones de tejido dérmico en forma de dedos (papilas) se extienden a través del endoesqueleto y funcionan como branquias. Algunas células son glandulares y pueden producir toxinas. Cada brazo o sección del animal contiene varias estructuras diferentes: por ejemplo, glándulas digestivas, gónadas y patas tubulares que son exclusivas de los equinodermos. En equinodermos como estrellas de mar, cada brazo tiene dos filas de pies de tubo en el lado oral, discurriendo a lo largo de un surco ambulacra externo. Estos pies tubulares ayudan en la locomoción, la alimentación y las sensaciones químicas, además de servir para unir algunas especies al sustrato.

    Figura 2. Anatomía de una estrella de mar. Este diagrama de una estrella de mar muestra el patrón pentaradial típico de los equinodermos adultos y el sistema vascular del agua que es su característica definitoria.

    Sistemas vasculares y hemales del agua

    Los equinodermos tienen un sistema ambulacra (vascular de agua) único, derivado de parte del celoma o "cavidad corporal". El sistema vascular del agua consta de un canal anular central y canales radiales que se extienden a lo largo de cada brazo. Cada canal radial está conectado a una doble fila de pies tubulares, que se proyectan a través de orificios en el endoesqueleto y funcionan como estructuras táctiles y ambulatorias. Estos pies de tubo pueden extenderse o retraerse en función del volumen de agua presente en el sistema de ese brazo, lo que permite que el animal se mueva y también le permite capturar presas con su acción de ventosa. Los pies de tubo individuales están controlados por ampollas en forma de bulbo. El agua de mar ingresa al sistema a través de una madreporita aboral (opuesta a la zona bucal donde se encuentra la boca) y pasa al canal anular a través de un canal de piedra corto. El agua que circula a través de estas estructuras facilita el intercambio gaseoso y proporciona una fuente hidrostática para la locomoción y manipulación de presas. Un sistema hemal, que consta de anillos orales, gástricos y aborales, así como otros vasos que corren aproximadamente paralelos al sistema vascular del agua, hace circular los nutrientes. El transporte de nutrientes y gases es compartido por los sistemas vascular y hemal del agua, además de la cavidad corporal visceral que rodea los órganos principales.

    Sistema nervioso

    El sistema nervioso de estos animales es relativamente simple, y comprende un anillo nervioso circumoral en el centro y cinco nervios radiales que se extienden hacia afuera a lo largo de los brazos. Además, varias redes de nervios se encuentran en diferentes partes del cuerpo. Sin embargo, las estructuras análogas a un cerebro o ganglios grandes no están presentes en estos animales. Dependiendo del grupo, los equinodermos pueden tener órganos sensoriales bien desarrollados para el tacto y la quimiorrecepción (p. Ej., Dentro de los pies tubulares y en tentáculos en la punta de los brazos), así como fotorreceptores y estatocistos.

    Sistemas digestivo y excretor

    Una boca, ubicada en el lado oral (ventral), se abre a través de un esófago corto hasta un estómago grande en forma de bolsa. El llamado estómago "cardíaco" se puede evertir a través de la boca durante la alimentación (por ejemplo, cuando una estrella de mar convierte su estómago en una presa bivalva para digerir al animal—viva¡Dentro de su propio caparazón!) Hay masas de glándulas digestivas (ciegos pilóricos) en cada brazo, que corren dorsalmente a lo largo de los brazos y cubren las glándulas reproductoras debajo de ellos. Después de pasar por el ciego pilórico en cada brazo, la comida digerida se canaliza a un ano pequeño, si existe.

    Los podocitos, células especializadas para la ultrafiltración de fluidos corporales, están presentes cerca del centro del disco del equinodermo, en la unión de los sistemas vascular y hemal del agua. Estos podocitos están conectados por un sistema interno de canales a la madreporita, donde el agua ingresa al canal de piedra. El equinodermo adulto suele tener un celoma espacioso y lleno de líquido. Los cilios ayudan a hacer circular el líquido dentro de la cavidad corporal y conducen a las pápulas llenas de líquido, donde tiene lugar el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono, así como la secreción de desechos nitrogenados, como el amoníaco, por difusión.

    Reproducción

    Los equinodermos son dioicos, pero los machos y las hembras son indistinguibles aparte de sus gametos. Los machos y las hembras liberan sus gametos en el agua al mismo tiempo y la fertilización es externa. Las primeras etapas larvarias de todos los equinodermos (por ejemplo, el bipinnaria de equinodermos asteroides como las estrellas de mar) tienen simetría bilateral, aunque cada clase de equinodermos tiene su propia forma larvaria. El adulto radialmente simétrico se forma a partir de un grupo de células en la larva. Las estrellas de mar, las estrellas quebradizas y los pepinos de mar también pueden reproducirse asexualmente por fragmentación, así como regenerar partes del cuerpo perdidas en un trauma, ¡incluso cuando se pierde más del 75 por ciento de su masa corporal!

    Clases de equinodermos

    Este filo se divide en cinco clases existentes: Asteroidea (estrellas de mar), Ophiuroidea (estrellas quebradizas), Echinoidea (erizos de mar y dólares de arena), Crinoidea (lirios de mar o estrellas de plumas) y Holothuroidea (pepinos de mar) ((Figura)) .

    Los equinodermos más conocidos son miembros de la clase Asteroidea o estrellas de mar. Vienen en una gran variedad de formas, colores y tamaños, con más de 1.800 especies conocidas hasta ahora. La característica clave de las estrellas de mar que las distingue de otras clases de equinodermos incluye brazos gruesos que se extienden desde un disco central desde el cual varios órganos del cuerpo se ramifican hacia los brazos. Al final de cada brazo hay simples manchas oculares y tentáculos que sirven como receptores táctiles. Las estrellas de mar usan sus filas de patas tubulares no solo para agarrar superficies sino también para agarrar presas. La mayoría de las estrellas de mar son carnívoras y su principal presa se encuentra en el filo Mollusca. Al manipular sus patas tubulares, una estrella de mar puede abrir conchas de moluscos. Las estrellas de mar tienen dos estómagos, uno de los cuales puede sobresalir por la boca y secretar jugos digestivos hacia o sobre la presa, incluso antes de la ingestión. Una estrella de mar que se come una almeja puede abrir parcialmente la concha y luego evertir su estómago en la concha, introduciendo enzimas digestivas en el interior del molusco. Este proceso puede debilitar los fuertes músculos aductores (de cierre) de un bivalvo y comenzar el proceso de digestión.

    Enlace al aprendizaje

    Explore el plano corporal de la estrella de mar de cerca, observe un movimiento a través del fondo marino y observe cómo devora un mejillón.

    Las estrellas frágiles pertenecen a la clase Ophiuroidea (& # 8220snake-tails & # 8221). A diferencia de las estrellas de mar, que tienen brazos regordetes, las estrellas frágiles tienen brazos largos, delgados y flexibles que están claramente delimitados del disco central. Las estrellas frágiles se mueven azotando sus brazos o envolviéndolos alrededor de objetos y empujándose hacia adelante. Sus brazos también se utilizan para agarrar presas. El sistema vascular de agua en los ofiuroides no se usa para la locomoción.

    Los erizos de mar y los dólares de arena son ejemplos de Echinoidea (& # 8220prickly & # 8221). Estos equinodermos no tienen brazos, pero son hemisféricos o aplanados con cinco filas de pies de tubo que se extienden a través de cinco filas de poros en una capa interna continua llamada prueba. Sus pies de tubo se utilizan para mantener limpia la superficie del cuerpo. Las placas esqueléticas alrededor de la boca están organizadas en una compleja estructura de alimentación de múltiples partes llamada & # 8220Aristóteles & # 8217s linterna. & # 8221 La mayoría de los equinoides se alimentan de algas, pero algunos se alimentan en suspensión y otros pueden alimentarse de pequeños animales u organismos orgánicos. detrito—Los restos fragmentarios de plantas o animales.

    Los lirios marinos y las estrellas de plumas son ejemplos de Crinoidea. Los lirios de mar son sésil, con el cuerpo unido a un tallo, pero las estrellas de plumas pueden moverse activamente usando leglike cirros que emergen de la superficie aboral. Ambos tipos de crinoideos se alimentan en suspensión, recolectando pequeños organismos alimenticios a lo largo de los surcos ambulacrales de sus brazos parecidos a plumas. Las & # 8220feathers & # 8221 consistían en brazos ramificados forrados con pies de tubo. Los pies de tubo se utilizan para mover la comida capturada hacia la boca. Solo existen unas 600 especies de crinoideos, pero eran mucho más numerosas y abundantes en los océanos antiguos. Muchos crinoideos son especies de aguas profundas, pero las estrellas emplumadas habitualmente habitan en áreas poco profundas, especialmente en aguas tropicales y subtropicales.

    Los pepinos de mar de la clase Holothuroidea exhiben un eje oral-aboral extendido. Estos son los únicos equinodermos que demuestran simetría bilateral "funcional" en la edad adulta, porque el eje extendido oral-aboral obliga al animal a acostarse horizontalmente en lugar de pararse verticalmente. Las patas tubulares están reducidas o ausentes, excepto en el lado en el que se encuentra el animal. Tienen una sola gónada y el tracto digestivo es más típico de un animal simétrico bilateralmente. Un par de estructuras en forma de branquias llamadas árboles respiratorios se ramifican desde los músculos intestinales posteriores alrededor de la cloaca y bombean agua hacia adentro y hacia afuera de estos árboles. Hay grupos de tentáculos alrededor de la boca. Algunos pepinos de mar se alimentan de detritos, mientras que otros se alimentan en suspensión, tamizando pequeños organismos con sus tentáculos orales. Algunas especies de pepinos de mar son únicas entre los equinodermos en que las células que contienen hemoglobina circulan en el líquido celómico, el sistema vascular del agua y / o el sistema hemal.

    Figura 3. Clases de equinodermos. Los diferentes miembros de Echinodermata incluyen (a) la estrella de mar de la clase Asteroidea, (b) la estrella quebradiza de la clase Ophiuroidea, (c) los erizos de mar de la clase Echinoidea, (d) los lirios de mar pertenecientes a la clase Crinoidea, y (e) pepinos de mar, que representan la clase Holothuroidea. (crédito a: modificación del trabajo de Adrian Pingstone crédito b: modificación del trabajo de Joshua Ganderson crédito c: modificación del trabajo de Samuel Chow crédito d: modificación del trabajo de Sarah Depper crédito e: modificación del trabajo de Ed Bierman)

    Phylum Chordata

    Los animales del filo Chordata comparten cinco características clave que aparecen en alguna etapa de su desarrollo: una notocorda, un cordón nervioso dorsal hueco, hendiduras faríngeas, una cola posanal y una glándula endostilo / tiroides que secreta hormonas yodadas. En algunos grupos, algunos de estos rasgos están presentes solo durante el desarrollo embrionario. Además de contener clases de vertebrados, el filo Chordata contiene dos clados de “invertebrados”: Urochordata (tunicados, salpas y larvasceos) y Cephalochordata (lancetas). La mayoría de los tunicados viven en el fondo del océano y se alimentan en suspensión. Las lancetas son alimentadores en suspensión que se alimentan de fitoplancton y otros microorganismos. Los cordados de invertebrados se discutirán más extensamente en el siguiente capítulo.

    Resumen de la sección

    Los equinodermos son organismos marinos deuterostoma, cuyos adultos muestran una simetría quíntuple. Este filo de animales tiene un endoesqueleto calcáreo compuesto por huesecillos o placas corporales. Las espinas epidérmicas están unidas a algunos huesecillos y tienen una función protectora. Los equinodermos poseen un sistema vascular de agua que sirve tanto para la respiración como para la locomoción, aunque en algunas especies se encuentran otras estructuras respiratorias como pápulas y árboles respiratorios. Una madreporita aboral grande es el punto de entrada y salida del agua de mar que se bombea al sistema vascular de agua. Los equinodermos tienen una variedad de técnicas de alimentación que van desde la depredación hasta la alimentación en suspensión. La osmorregulación se lleva a cabo por células especializadas conocidas como podocitos asociados con el sistema hemal.

    Los rasgos característicos de Chordata son una notocorda, un cordón nervioso dorsal hueco, hendiduras faríngeas, una cola posanal y un endostilo / tiroides que secreta hormonas yodadas. El phylum Chordata contiene dos clados de invertebrados: Urochordata (tunicados, salpas y larvasceos) y Cephalochordata (lancelets), junto con los vertebrados en los vertebrados. La mayoría de los tunicados viven en el fondo del océano y se alimentan en suspensión. Las lancetas son alimentadores en suspensión que se alimentan de fitoplancton y otros microorganismos. El taxón hermano de los cordados es el Ambulacraria, que incluye tanto a los equinodermos como a los hemicordados, que comparten hendiduras faríngeas con los cordados.


    Descifrando la filogenia del deuterostoma: perspectivas moleculares, morfológicas y paleontológicas

    & ltp & gt Los deuterostomos son un grupo de animales monofiléticos que incluye a los vertebrados, cordados invertebrados, ambulacrarians y xenoturbellids. En el Cámbrico Inferior se encuentran representantes fósiles de la mayoría de los grupos principales de deuterostomas, incluidos algunos grupos de coronas a nivel de filo, lo que sugiere que la divergencia evolutiva se produjo en el Precámbrico tardío, de acuerdo con algunas estimaciones del reloj molecular. Las filogenias moleculares, la morfología de las larvas y el complejo corazón / riñón adulto apoyan a los equinodermos y hemicordados como un grupo hermano (Ambulacraria). Los xenoturbellids son un filo relativamente reciente de deuterostomas parecidos a gusanos que carece de un registro fósil, pero la evidencia molecular sugiere que estos animales son un grupo hermano de Ambulacraria. Dentro de los cordados, los cefalocordados comparten grandes extensiones de sintenia cromosómica con los vertebrados, tienen un complejo Hox completo y son un grupo hermano de los vertebrados según la evidencia genética ribosómica y mitocondrial. Por el contrario, los tunicados tienen un plan corporal adulto muy derivado y son un grupo hermano de los vertebrados según los análisis de secuencias genómicas concatenadas. Los cefalocordados y hemicordados comparten hendiduras branquiales y un cartílago acelular, lo que sugiere que el deuterostoma ancestral también compartía estas características. Los datos de la red de genes sugieren que el antepasado del deuterostoma tenía un eje del cuerpo anteroposterior especificado por los genes Hox y Wnt, un eje dorsoventral especificado por un gradiente BMP / chordin, y era bilateralmente simétrico con asimetría izquierda-derecha determinada por la expresión del nodo. & Lt / p & gt


    Equinodermos: experimentos naturales en planes corporales

    Los equinodermos son uno de los filos de metazoos más intrigantes. Como uno de los cuatro phyla deuterostome, son el grupo hermano de los hemicordados y están estrechamente relacionados con los cordados. Los miembros existentes se dividen en 5 clases, los erizos de mar o equinoides, estrellas de mar (asteroides), estrellas quebradizas (ofiuroides), pepinos de mar (holoturoides) y lirios de mar o estrellas de plumas (crinoideos). El plan corporal adulto de estos animales está muy modificado y se deriva en relación con los otros grupos de deuterostomas: el elemento más llamativo de su plan corporal es la simetría radial quíntuple más evidente en los asteroides y ofiuroides. Estamos interesados ​​en los pasos evolutivos que conducen a la transformación del deuterostoma bilateriano ancestral en este plan corporal inusual y altamente modificado.

    Genética molecular del patrón del plan corporal radial del adulto: Estamos interesados ​​en la formación del plan corporal adulto, de modo que las larvas se trasladen a través de la metamorfosis e investigamos la expresión génica durante el desarrollo del plan corporal juvenil. Estamos utilizando nuestro trabajo en hemicordados como modelo para caracterizar la genética del desarrollo temprano del asteroide que modela el cuerpo de un adulto. Patiria miniata y el holoturoide Parastichopus parvimensis.


    Sistema nervioso

    El sistema nervioso de estos animales es relativamente simple, y comprende un anillo nervioso circumoral en el centro y cinco nervios radiales que se extienden hacia afuera a lo largo de los brazos. Además, varias redes de nervios se encuentran en diferentes partes del cuerpo. Sin embargo, las estructuras análogas a un cerebro o ganglios grandes no están presentes en estos animales. Dependiendo del grupo, los equinodermos pueden tener órganos sensoriales bien desarrollados para el tacto y la quimiorrecepción (p. Ej., Dentro de los pies tubulares y en tentáculos en la punta de los brazos), así como fotorreceptores y estatocistos.


    Se describen los primeros fósiles de deuteróstomo

    Kerry Grens
    30 de enero de 2017

    JIAN HAN (UNIVERSIDAD DEL NOROESTE, CHINA) El descubrimiento en China de 540 millones de años Saccorhytus coronarias fósiles y criaturas mdash con una boca abierta flanqueada por ocho pequeñas aberturas y mdash pueden representar el deuterostoma más antiguo conocido, informaron los científicos hoy (30 de enero) en Naturaleza.

    Los deuterostomas constituyen un superfilo de animales, que incluye una miríada de grupos, desde humanos hasta estrellas de mar. Los fósiles de deuterostoma descubiertos anteriormente se remontan a unos 520 millones de años. Con 540 millones de años, este nuevo hallazgo de un fósil deuteróstomo no tiene precedentes. "Todos los deuterostomas tenían un ancestro común, y creemos que eso es lo que estamos viendo aquí", dijo en un comunicado de prensa el coautor Simon Conway Morris, un paleobiólogo evolutivo de la Universidad de Cambridge.

    S. coronarias recuerda a una esfera lisa con una gran boca abierta en un lado. Los investigadores no pudieron identificar un ano y sospechan que las pequeñas aberturas que rodean la boca podrían haber servido para expulsar desechos. & ldquoEstos hallazgos sugieren.

    "Tuvimos que procesar enormes volúmenes de piedra caliza, alrededor de tres toneladas, para llegar a los fósiles, pero un flujo constante de nuevos hallazgos nos permitió abordar algunas preguntas clave: ¿era este un equinodermo muy temprano o algo aún más primitivo?" el coautor Jian Han de la Universidad del Noroeste en China, dijo en el comunicado. "Esta última ahora parece ser la respuesta correcta".


    Alumnos de laboratorio

    Nat era un doctorado. estudiante en el laboratorio de 2012 a 2018. Su tesis se centró en la evolución de la multicelularidad y utilizó la anémona Nematostella vectensis investigar la evolución de la adhesión celular utilizando un enfoque bioquímico y de desarrollo.

    Jens fue un postdoctorado en el laboratorio de 2009 a 2016 trabajando en el crecimiento posterior y la evolución de los planes corporales. Actualmente es profesor asistente de investigación en el laboratorio de Elena Casey en la Universidad de Georgetown.

    Andrew estuvo en el laboratorio de 2007 a 2009 como doctorado. estudiante y ahora es profesor asistente en la Universidad de Cambridge en el Departamento de Zoología.

    Paul era un doctorado. estudiante en el laboratorio de 2012 a 2017: desarrolló Schizocardium como un nuevo modelo para el laboratorio y ahora es un postdoctorado en el laboratorio Baxevannis de los NIH.

    Stephen era un doctorado. estudiante en el laboratorio de 2007-2012. Trabajó en la especificación y el desarrollo del mesodermo en Saccolgossus y actualmente es un postdoctorado en el laboratorio de Marianne Bronners en Caltech.

    Chris trabajó en el laboratorio como pasante de verano durante algunos años y ahora está en un programa de doctorado en UC Santa Cruz en Estudios Ambientales.

    Judith hizo una maestría en patrones corporales de equinodermos y se graduó en 2014

    Andrew trabajó durante varios veranos como pasante en el desarrollo de equinodermos y la construcción de sitios web. Ahora es abogado ambiental en Shute Mihaly y Weinberger en San Francisco.

    Ari era un doctorado. estudiante en el laboratorio de 2008-2013. Trabajó en la evolución de los cerebros del deuterostoma en el laboratorio y después de un postdoctorado con Bob Goldstein en UNC Chapel Hill, está comenzando su propio laboratorio en el Departamento de Biología de la Universidad de Virginia Charlottesville.


    Dra. Laura S. Corley ([email protected])

    (1995-1996): Laura era estudiante de doctorado en la Universidad de Vanderbilt (pero terminó su doctorado en la Universidad de Kentucky con el Dr. Allen J. Moore). Fue becaria postdoctoral en el laboratorio de Michael R. Strand en la Universidad de Wisconsin en Madison. Actualmente es profesora asistente en el Departamento de Entomología de la Universidad Estatal de Washington.

    Dirección
    Departamento de Entomología
    Universidad Estatal de Washington
    Pullman, WA 99164-6382

    • Panganiba, G., Irvine, SM, Lowe, C., Roehl, H., Corley, LS, Sherbon, B., Grenier, J., Fallon, JF, Kimble, J., Walker, M., Wray, G ., Swalla, BJ, Martindale, MQ y Carrol, SB (1997) El origen y evolución de los apéndices de los animales. PNAS, 94: 5162-5166.
    • Swalla, BJ, Cameron, CB, Corley, LS y Garey, JR. (2000) Urochordates are monophyletic within the deuterostomes. Systematic Biology, 49: 122-134.

    DEUTEROSTOME GASTRULATION

    The evolution of gastrulation within the deuterostomes has allowed the formation of the various developmental and morphological differences seen in larval and adult deuterostomes today. The Deuterostomia group of animals contains two major clades (Fig. 1). One, a group called Ambulacraria, consists of the echinoderms and hemichordates (Zeng and Swalla, 2005 ). These invertebrate deuterostomes gastrulate at the vegetal pole, and frequently form a feeding larva that captures small particles via a ciliary band (Strathmann, 1987 Wray, 1997 ). The other clade is made up of the chordates, which includes the Tunicata, Cephalochordata and Vertebrata (Fig. 1 Swalla, 2004 ). When embryos of the deuterostomes are viewed at early gastrulation, it is clear that all of the holoblastic deuterostomes begin gastrulation at the vegetal pole (Fig. 1). In amphibians, the dorsal lip is offset from the vegetal pole somewhat by the very yolky cells in the vegetal hemisphere. Echinoderm and hemichordate embryos have much more space in the center of the gastrula, as they make a hollow blastula before gastrulating (Fig. 1). In contrast, chordate embryos are more compact, and have variable sizes of blastocoels (Fig. 1). In all deuterostomes, the blastopore becomes the anus (posterior) and a mouth is formed secondarily in another location, hence the name “deuterostome” or “second mouth.”

    Gastrulation in the deuterostomes. The animal pole (a) is marked by polar bodies (v) is vegetal pole. (A) is future anterior (P) is future posterior. In echinoderms and hemichordates, invagination of the endoderm begins at the vegetal pole and the early gastrula is radially symmetrical. The blastopore becomes the future anus of the larvae. In most echinoderms, the animal-vegetal axis becomes the larval A-P axis, except in echinoid and ophiuroid pluteus larvae. In chordates, invagination during gastrulation also begins at the vegetal pole. However, in the Chordata, the future anterior and posterior of the larva are determined by the point of sperm entry, which breaks the symmetry of the radial egg. The embryo posterior develops opposite the point of sperm entry.

    Note that in chordates, the animal-vegetal (A-V) axis becomes the dorsal-ventral (D-V) axis of the embryo, and the anterior-posterior (A-P) axis forms at right angles to the D-V axis, which is determined by the organizer that forms opposite the site of sperm entry (Nishida, 1994 Clavert, 1962 Eyal-Giladi, 1997 ). This is in contrast to hemichordates and echinoderms, where the A-V axis becomes the larval A-P axis and the D-V axis is less defined. In ophiuroid and echinoid echinoderms, a pluteus larva develops that has an oral-aboral axis, but the second axis is not exactly anterior-posterior and so is referred to as the A-V (Angerer et al. 2001 ). However, in other echinoderm larvae, including basal crinoid larvae, it is clear that the egg A-V axis becomes the larval A-P axis (Nakano et al. 2003 ). In hemichordates, the adult A-P axis is clearly identical to the larval A-P axis and the D-V axis is still being debated (Gerhart, 2001 Henry et al., 2001 ). In summary, in echinoderms and hemichordates the egg A-V axis becomes the A-P axis of the larva, while in chordates that A-V axis becomes the D-V axis and the A-P axis forms at a right angle to the original axis. This divergence in adult axis orientation is due in part to differences in gastrulation, which sets up the rudimentary primary body axes of the embryo.

    Although gastrulation is an amazingly complicated developmental process, involving wide-scale cell movements and signaling pathways, there are some common mechanisms that are beginning to emerge (Stern, 2004 ). When one looks at cleavage patterns within the vertebrates, cleavage and gastrulation vary enormously, primarily due to the amount and distribution of yolk that is found in the egg (Fig. 2). Holoblastic cleavage, found in ascidians, lancelets, lamprey, and amphibians, is likely to be the ancestral cleavage pattern, but meroblastic cleavage has evolved independently in hagfish, teleost fishes, and the amniotes (Elinson, 1989 ) (Fig. 2). Mammals reverted back to holoblastic cleavage, probably due to the evolution of the placenta and internal fertilization (Fig. 2).

    Cleavage patterns within the Chordates. Ascidians, lancelets, and lamprey display holoblastic cleavage, suggesting that it is the ancestral cleavage pattern in chordates. Ascidians have bilateral cleavage, while lancelets display radial cleavage. Lamprey and amphibians have mesolecithal eggs, with larger, yolky cells confined to the vegetal half of the embryo. Present day teleost fish show meroblastic cleavage, which evolved independently in fish and amniotes. Mammals show a reversion to holoblastic cleavage, but exhibit rotational cleavage.

    Gastrulation is precisely controlled by a complex array of transcription factors and signaling pathways. Nodal is a signaling molecule that is critical for mesoderm induction and the establishment of left-right asymmetry in many deuterostome phyla. In this review, we examine nodal expression in a few of the vertebrate model systems, then compare them to some invertebrate model systems, and see if there are any general conclusions that can be drawn from the available expression data.


    Expresiones de gratitud

    We would like to express our gratitude to Robert A. Cameron, José E. García-Arrarás, Vladimir S. Mashanov, and Ximimg Guo for their support of the sea cucumber genome project and revisions of the manuscript. We acknowledge Yaqing Chang and Changgong Wu for their help with sea urchin material and proteome analyses. We appreciate Qiang Xu's help in providing sea cucumber image. We thank Jiankai Wei, Xiaoqing Sun, Jingwen Liu, Tianlong Qiu, Quanchao Wang, Jiangli Du, Xiaoxi Zhang, Chengsong Zhang, Yan Zhang, and Kuijie Yu for help with DNA, RNA, and protein extraction data analysis and sea cucumber culture. We are grateful to Li Sun, Baozhong Liu, and Li Li for discussions. We thank other faculty and staff at the Institute of Oceanology, Chinese Academy of Science, who contributed to the sea cucumber genome project.


    Ver el vídeo: Simple Animals: Sponges, Jellies, u0026 Octopuses - Crash Course Biology #22 (Mayo 2022).