7 Equinodermata y Protocordados

8/19/2019 7 Equinodermata y Protocordados

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Universidad Interamericana de San GermánDepto. Biología, Química y Ciencias Ambientales

Biol 2103 Laboratorio de Zoología General

Ejercicio 7: Filum Echinodermata y Protocordados

Objetivos

Conocer las características distintivas de los equinodermos Entender e identificar las partes del Sistema Vascular Acuífero de los

equinodermos.

Estudiar la anatomía interna y externa de algunos equinodermos.

Conocer la relación de los hemicordados con los equinodermos y los cordados. Identificar y reconocer las cinco características que distinguen a los protocordados.

Identificar la anatomía externa de un tunicado y un anfioxo o lanceta de mar.

I. Información General Filo Echinodermata

El grupo de los equinodermos está constituido por las estrellas de mar, los pepinos de mar, los lirios ymargaritas de mar, los erizos de mar y las estrellas quebradizas. Estos animales tienen una simetríaradial pentámera (pentaradial), es decir, poseen cinco planos verticales idénticos. Estos planos quesurgen de un eje central pueden desembocar en brazos o secciones del cuerpo. Sin embargo, sus etapaslarvales presentan una simetría bilateral que luego de su metamorfosis adoptan una simetría radial en laadultez. Por tal razón, la simetría radial del grupo es secundaria y surge como consecuencia de laadaptación a una vida prácticamente sésil. Su endoesqueleto de osículos calcáreos se encuentra

recubierto de una piel espinosa de la que deriva su nombre (echin = espinas, derma= piel) y de tejidoconjuntivo. El origen de los equinodermos es incierto sin embargo, su embriología sugiere que existecierta relación lejana con los cordados. Este filo pertenece a la rama de los deuteróstomos, al igual quelos hemicordados y los cordados. Es decir que el blastoporo da origen al ano.

Una característica distintiva de los equinodermos es la presencia de un sistema vascular acuífero únicoen el reino animal, la cual finaliza, en algunas especies, en pies ambulacrales, que son utilizados en lalocomoción; otras especies utilizan este sistema para la alimentación, excreción y el intercambio gaseoso.Este sistema vascular es un derivado del celoma.

Algunos equinodermos tienen la capacidad para regenerar sus partes. En los asteroideos, cuando un brazoestá en proceso de regenerar a otra estrella se llaman “cometas”. Los equinodermos son dioicos pero hay

pocas especies que son hermafroditas. Pueden llevar a cabo la reproducción asexual por medio de lafragmentación.

Los equinodermos tienen especies que son sésiles y otras son de vida libre. Todos los equinodermos sonmarinos y no tienen la habilidad para osmorregular. Se han clasificado en cinco clases: Asteroidea (estrellas de mar), Ophiuroidea (estrellas quebradizas), Echinoidea (erizos y dólares de mar),Holothuroidea (pepinos de mar) y Crinoidea (lirios de mar).


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II. Clase Asteroidea (Estrellas de mar)

Clase que se caracteriza por poseer cinco brazos, a veces más, que salen de un disco central no definido.Sus brazos tienen un surco ventral del que sobresalen los pies ambulacrales, y ámpulas, que son utilizadosen el desplazamiento y la alimentación. Su disco central no es evidente, su boca se encuentra en lasuperficie inferior y a través de ella evierten el estómago para alimentarse. Estas especies sondepredadores de corales, otros equinodermos, y moluscos, entre otros animales. En las figuras 1 y 2 puede observar las características externas e internas de mayor importancia en esta clase. La figura 3muestra algunas de las etapas larvales de las estrellas de mar, donde se observa su simetría bilateral.

Algunos equinodermos (Clase Asteroidea) de las costas de Puerto Rico son: Oreaster reticulates- La estrella adulta presenta una coloración anaranjado intenso, los

jovenes son color cremoso con manchas verde oliva.

Luidia senegalensis- estrella de nueve brazos, común en fondos lodosos.

Ophidiaster quildingii- tamaño pequeño y se reproduce frecuentemente porfragmentación.

Figura 1. Anatomía de una estrella de mar


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III. Ejercicio práctico con la Clase Asteroidea (estrella de mar)

A. anatomía externa de una estrella de mar

Coloque la estrella de mar en bandeja con agua. Luego observe la anatomía externa de una estrellade mar (Asterias sp.) preservada y dibuje e identifique las partes a continuación con la ayuda de lafigura 1.

1.

Lado oral- contiene la boca. ¿Por qué en los equinodermos no es correcto hablar de lado

izquierdo y lado derecho o lado superior y lado inferior? __________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________

2.

Lado aboral- lado opuesto al lado oral, se localiza el ano.3.

Disco central- contiene el sistema digestivo, el anillo nervioso y el canal anular del sistemaambulacral.

4.

Cinco brazos- algunas estrellas tienen más de cinco brazos5.

Espinas dérmicas- compuestas de carbonato de calcio.6.

Placa madrepórica o madreporito- estructura redonda que comunica el sistema ambulacral con elexterior. Parece sólida pero con el microscopio de disección se observa numerosas perforaciones.

Figura 2. Corte transversal deun brazo de la estrella de mar(Asterias sp.)

Figura 3b. Larva branquiolariaFigura 3a. Larva bipinaria


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7.

Canal pétreo- conducto que llega desde el madreporito hasta el canal anular o radial. Tiene aser fino y puede ser difícil de observar.

8.

Pedicelarios- pinzas pequeñas que se activan por los músculos; mantienen la parte superficial delcuerpo libre de materiales que caen sobre ella (observar en laminilla).

9.

Surco ambulacral- canal longitudinal en el lado oral de los brazos.

B. Anatomía interna de una estrella de mar

Observe la anatomía interna de una estrella de mar (Asterias sp.) preservada y dibuje e identifiquelas partes a continuación con la ayuda de la figura 1.

1.

Celoma- espacio donde están las vísceras, rodeado de peritoneo.2.

Estómago cardiaco- esta sección del estómago es sacada por la boca cuando el animal sealimenta.

3.

Estómago pilórico- saco de paredes finas colocado encima del estómago cardiaco; no eseversible.

4.

Ciegos pilóricos o hepáticos- dos grandes masas ramificadas presentes en cada brazo. Comunicacon el estómago pilórico a través de un conducto pilórico. Usados para la absorción y digestiónintracelular.

Utilice la Figura 2 para observar las partes a continuación:

1.

Canales laterales- conductos cortos que llevan agua desde el canal radial que recorre el largo decada brazo hasta la ámpula del pie ambulacral.

2.

Ámpulas de los pies ambulacrales- estructuras, parecen bulbo de un gotero, que se contraen yexpulsan agua y estiran el pie ambulacral.

3.

Osículos ambulacrales- placas calcáreas del endoesqueleto que crecen a través de la epidermis.4.

Branquias- estructuras cónicas y abundantes, pero pequeñas y finas. Por el interior de las branquias pasa el líquido celómico que intercambia gases con el agua que circula alrededor de las branquias (Dibujo opcional).

Anatomia externa de Asterias s .


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5.

Gónadas- varían en tamaño dependiendo de la condición reproductora del organismo. Formasimilar a plumitas y están colocadas cerca de la unión del brazo con el disco central.

C. Etapas larvales de la estrella de mar.

Observe las laminillas de algunas etapas larvales de la estrella de mar (bipinaria y braquiolaria),donde se observa su simetría bilateral. La figura 3ª y 3b, le ayudaran a identificar ambas larvas.

Anatomia interna de Asterias sp.

Etapas larvales de Asterias sp. (bipinaria)


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IV. Clase Echinoidea (Erizos y dólares de mar)

Las especies de este grupo no presentan brazos pero exhiben cinco hileras de pies ambulacrales con losque se desplazan lentamente. Se observan espinas cortas en el caso del dólar de mar y grandes en loserizos. Por lo general, los erizos son casi esféricos y los dólares de mar son casi planos en el sentido oral-aboral. Los erizos tienen una estructura especializada para la masticación llamada linterna de

Aristóteles.

Observe la anatomía interna de un erizo de mar preservado o en un acrílico (Figura 4): No hay quedibujarlo.

a)

Linterna de Aristóteles- estructura masticadora hechas de muchas piezas calcáreas articuladas(osículos). Los músculos cruzan diagonalmente desde unas pequeñas crestas en la superficieinterna del esqueleto hasta los osículos superiores de la linterna.

b)

Áreas ambulacrales- cinco áreas cubiertas de un tejido blando que pertenece al sistema acuífero(canales radiales, canales laterales y ámpulas). Por el otro lado del esqueleto se observan los piesambulacrales. Las cinco áreas ambulacrales están separadas por cincos áreas interambulacralesque no poseen el sistema acuífero.

c)

Cinco gónadas- se observan en las áreas interambulacrales.d)

Conductos hacia los poros genitales que salen hacia el lado aboral de la testa.

Ejemplares que pueden encontrarse en las costas de Puerto Rico:

Tripneustes esculentus- erizo más grande de la región del Caribe. Sus gónadas son

comestibles. Echinometra lucunter - erizo muy común entre la rocas cercanas a la orilla endepresiones. Por su forma de alimentarse, raspando las piedras, posee unalinterna de Aristóteles mayor que el resto de los otros erizos.

Lytechinus variegatus- erizo que de día es verde y se cubre con algas, conchas y otrosobjetos que sostiene con los pies ambulacrales.

Mellita lata- erizo irregular, conocido también como dólares de mar. Diadema antillarum- erizo negro con espinas sumamente largas.

Figura 4. Anatomía de un erizo de mar


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V. Clase Ophiuriodea (Estrellas quebradizas)

En esta clase el disco central es pequeño y muy evidente. Los brazos no tienen surco ambulacral y tienen pocos pies ambulacrales, sólo un par por segmento del brazo. (Figura 5) Ellas se desplazan por medio demovimientos ondulantes de los brazos, que se hallan formados por una serie de osículos calcáreosengarzados, llamados vértebras. Se alimentan de pequeñas partículas orgánicas.

Estrellas quebradizas que se pueden observar en los organismos preservados:Ophiocoma echinata- común en las costas rocosas. Lado aboral del disco presenta variaciones en

color

VI. Clase Holothuroidea- pepillos de mar

Estos organismos carecen de espinas, susimetría es radial pentámera. Lososículos están reducidos a pequeñas placas incrustadas en la epidermis delanimal. Se observan pies ambulacralessólo en la región inferior del animal(Figura 6). Un ejemplar que se puedeobservar en Puerto Rico es:

Holothuria mexicana- Pepino de mar de

gran tamaño; cuando una persona lolevanta del fondo, el organismo secontrae sus árboles respiratorios yexpele un chorro de agua a través de laabertura cloacal.

Figura 5. Estrella de mar quebradiza

Figura 6. Anatomía del pepino de mar


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VII. Ejercicio práctico con un pepino de mar (Clase Holothuriodea)

Con la ayuda de la figura 6, identifique y dibuje las partes a continuación:

1. Tentáculos; en pared del cuerpo los pies ambulacrales 5. Gónadas2. Bulbo acuífero faríngeo (faringe) 6. Intestino, músculos cloacales, cloaca, ano

3. Canal anular 7. Bandas musculares4. Árboles respiratorios

VIII. Clase Crinoidea (lirios de mar)

Esta clase en forma de lirio, se considera el más antiguo delgrupo de los equinodermos, son sésiles y se encuentranadheridos al sustrato por medio de un tallo. Los brazosrodean la boca y son pinnados. No tienen espinas, nimadreporita ni pedicelarios. Este grupo prácticamente no ha

cambiado morfológicamente hablando, durante los últimos500 años. (Figura 7).

http://www.asturnatura.com/articulos/equinodermos/crinoideos.php

Figura 7. Lirio de mar

Anatomía de un pepino de mar ________________________


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IX. Filo Hemicordados

A este grupo pertenecen animales con simetría bilateral, nosegmentados y de cuerpo blando, mayormente, vermiformes. Sucuerpo se divide en tres regiones: probóscide, collar y tronco(Figura 8). En los enteropneustos, una de sus dos clases, se observauna faringe con hendiduras branquiales que le sirven de sistemarespiratorio. Los hemicordados tienen un sistema circulatorioabierto, con un vaso dorsal y otro ventral; y sistema nerviosoepidérmico y difuso. La clase de los enteropneustos presenta lossexos separados, pero en la clase de los pterobranquios también puede darse la reproducción asexual por gemación.Los hemicordados presentan características que comparten conequinodermos y cordados. Sus larvas, las cavidades celómicas dealgunos miembros del filo, y porciones del sistema nervioso seasemejan a las de los equinodermos. Sin embargo, loshemicordados comparten el cordón nervioso dorsal con loscordados, así como una faringe con hendiduras branquiales.

X. Información General sobre los Cordados (Protocordados)

Este grupo de animales deuterostomados se distingue por la presencia de cinco características principales que tienen los cordados:

a. presencia de notocordio (eje dorsal que provee soporte al cuerpo, en vertebrados esto sesustituye por la columna vertebral).

b. cordón nervioso dorsal (corre paralelo sobre el notocordio, da origen al cerebro).c.

hendiduras faríngeas ( vías que comunican la faringe con el exterior del cuerpo para larespiración)

d.

cola en posición postanal ( prolongación del cuerpo posterior del ano, proveer propulsión para lanatación).

e.

Endostilo (surco con cilios que secreta moco para acumular y transportar partículas de alimentohacia el estómago).

Los cordados son el grupo de mayor representación entre los animales terrestres, a excepción de losinsectos. Los peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos componen el subfilo Chordata.

Los protocordados incluyen dos subfilos: Urochordata (tunicados) y los Cephalochordata (lancetas demar). Estos grupos son acuáticos y presentan las características antes mencionadas al menos en algunaetapa de su desarrollo. Sin embargo, ambos subfilos difieren del resto de los cordados pues no poseenuna columna vertebral, por esta razón es que se conocen como protocordados.

X. Subfilo Urochordata (tunicados)

Los tunicados están constituidos por varias clases Ascidiacea, Thaliacea y Larvacea. Sin embargo, eneste ejercicio se observarán ejemplos de la clase Ascidiacea, pues el 95% de las especies reportadas pertenecen a este grupo. Organismos sésiles y marinos, sus cuerpos están cubiertos por una capa (túnica)resistente formada por tunicina, material similar a la celulosa. Poseen dos sifones (Figura 9), por lo cual

Figura 8. Anatomia externa de unhemicordado


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se alimentan mediante la filtración, el agua entra por un sifón incurrente, pasa por las hendiduras branquiales a una cámara (atrio), el agua después de hacer su recorrido por el organismo sale por el sifónescurrente. El alimento que se obtiene mediante la filtración se pasa al intestino.

La etapa adulta de los tunicados no se parece a un cordado excepto por las hendiduras branquiales. Encambio durante la etapa larval exhibe todos los caracteres del grupo cordados. La larva recibe el nombre

de larva renacuajo o larva ascidicea (Figura 10).

XI. Ejercicio Práctico con los tunicados (opcional si el tiempo lo permite)

De estar disponible ejemplares de Ciona sp. o Molgula sp., observe y dibuje lo siguiente, con la ayudade la figura 9.

1.

Localice el sifón incurrente (bucal) y el sifón escurrente (cloacal). ¿Cuál es másgrande? ____________________________________________________________________

2.

Túnica- estructura que es de color opaca y coriácea en Ciona, en el caso de Molgula, la estructuraes lisa y transparente.

3.

Identifique donde el animal estuvo adherido al sustrato.

4.

¿Cuántas de las características básicas de los cordados se pueden observar en Ciona y Mogula? _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________

Figura 10 Larva de un tunicado

Figura 9 Anatomía de un tunicado (Urochordata)


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XII. Subfilo Cephalochordata (lancetas de mar)

Constituido por los anfioxos o lancetas de mar, son marinos de tamaño pequeño y presenta las cincocaracterísticas básicas del grupo de los cordados. Estos animales tienen apariencia de lanza y viven enambientes marinos de poca profundidad, semienterrados con la cabeza por fuera de la arena filtrando elmaterial orgánico en suspensión. El género más estudiado es Branchiostoma (antes Amphioxus sp).

El agua entra en la faringe y utilizando las hendiduras faríngeas pasa a una cámara (atrio) que secomunica con el exterior a través del atrioporo (Figura 11). Las partículas de alimento son atrapadas poruna red mucosa que es barrida por los cilios dentro del tracto digestivo. La pared muscular de la lancetaestá seccionada en miotomos a lo largo y en posición lateral al notocordio. Esto le permite undesplazamiento natatorio sinusoidal. La segmentación de los músculos es una evidencia de metamerismosecundario.

XIII. Ejercicio Práctico con las lancetas de mar

Examine una lanceta preservada e identifique (Figura 11):1.

Rostro- extremo anterior dorsal del cuerpo.2.

Embudo con cirros orales- son tentáculos que filtran el material que llega a la boca.3.

Miotomos o miómeros- bandas musculares en forma de V.4.

Aleta caudal- provee la mayor parte de la fuerza para la natación.5.

Gónadas- estructuras cuadradas visibles a lo largo del cuerpo.

Figura 11. Anatomía de una lanceta de mar (Cephalochordata)


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En una laminilla se encuentra el corte transversal de un anfioxo. Con la ayuda de la figura 11,identifique y dibuje:

1. Notocordio 5. Celoma2. Cordón nervioso dorsal 6. Intestino3. Hendiduras faríngeas 7. Miotomos o miomeros

4. Endostilo 8. Gónadas (opcional)

ReferenciasHickman, C and Kats, L. 2006. Laboratory Studies in Integrated Principles of Zoology. 13th Ed. Mc

Graw-Hill Higher Education, New York; 245-270.

Hickman, C et al. 2006. Principios Integrales de Zoología. 13ra Edición. Mc Graw-Hill HigherEducation, New York; 374- 407; 430-4500.

Mader, S. S. 2007. Biology Laboratory Manual. 9th Ed., Higher Education, The Mc Graw-Hill Company,Boston Mass.; 311-325.

Mari-Mutt, J. 1990. Zoología General; guía para los laboratorios. Editorial Universitaria, Mayagüez,

PR; 40-45.

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Corte transversal de una lanceta de mar (anfioxo)

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Asignación grupal para entregar en próximo laboratorio

Nombre _____________________________ Fecha: ________________Biol 2103 Sección: _______________

Laboratorio de Equinodermos y Protocordados (45 puntos)

1.

Enumere las cinco características más importantes que tiene un equinodermo, incluyendo las queson únicas del grupo (10 ptos.).

2.

Indique dos de las razones principales que explican el por qué los equinodermos difieren delresto de los invertebrados que se han observado hasta hoy. (En pocas oraciones) (4 ptos.).

3.

¿Cómo funcionan el sistema vascular acuífero? (Por dónde pasa el agua) (10 ptos.).

4.

¿Cuáles son las características que distinguen a los cordados? (10 ptos.)

5

¿En qué aspectos el anfioxo se parece a los demás vertebrados? (4 ptos.)

6. ¿Qué función tiene el endostilo? (4 ptos.)

7. Enumere tres otros animales poseen sifones (3 ptos.).

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