jueves, 31 de diciembre de 2015

Nature by numbers

Planeta Tierra

Darwin y la evolución


Tardígrados

Los osos más pequeños del mundo tienen capacidades dignas de superhéroes. En realidad, no son osos propiamente dichos: los osos de agua en realidad son los tardígrados. Son animales invertebrados prácticamente indestructibles: sobreviven décadas sin agua ni alimento, a temperaturas extremas e incluso han sobrevivido al espacio exterior. Conoce al animal que parece llegado de otro planeta y aprende a observarlo en tu casa si dispones de un microscopio.

¿QUÉ ES UN TARDÍGRADO?










Oso de agua (Macrobiotus sapiens) en musgo. Foto coloreada tomada con microscopio electrónico de barrido (SEM): Foto de Nicole Ottawa & Oliver Meckes
Oso de agua (Macrobiotus sapiens) en musgo. Foto coloreada tomada con microscopio electrónico de barrido (SEM): Foto de Nicole Ottawa & Oliver Meckes

Los tardígrados u osos de agua, son un grupo de invertebrados de 0,05-1,5 mm que viven preferiblemente en lugares húmedos. Son especialmente abundantes en la película de humedad que recubre musgos y helechos, aunque no faltan especies oceánicas y de agua dulce, por lo que podemos considerar que viven en cualquier parte del mundo. Incluso a escasos metros de ti, en el hueco entre baldosa y baldosa. En un gramo de musgo se han llegado a encontrar hasta 22.000 ejemplares. Se han encontrado en la Antártida bajo capas de 5 metros de hielo, en desiertos cálidos, en fuentes termales, en montañas de 6.000 metros de altura y a profundidades oceánicas abisales. Se trata pues de animales extremófilos. Se calcula que existen más de 1.000 especies.

MORFOLOGÍA

Su nombre popular hace referencia a su aspecto y el científico a la lentitud de sus movimientos. Tienen el cuerpo dividido en 5 segmentos: el cefálico, donde tienen la boca en forma de trompa (probóscide) con dos estiletes internos y en ocasiones ojos simples  (omatidios) y pelos sensoriales,  y los 4 restantes con un par de patas por segmento. Cada pata posee unas garras para anclarse al terreno.









Vista ventral de un tardígrado donde seobservan los cinco segmentos del cuerpo. Foto de Eye Of Science/Photo LIbrary
Vista ventral de un tardígrado donde se observan los cinco segmentos del cuerpo. Imagen coloreada de microscopio electrónico de barrido (SEM). Foto de Eye Of Science/Science Photo Library
Tardigrade. Coloured scanning electron micrograph (SEM) of a freshwater tardigrade or water bear (Echiniscus sp.). Tardigrades, are tiny invertebrates that live in coastal waters and freshwater habitats, as well as semi-aquatic terrestrial habitats like damp moss. They require water to obtain oxygen by gas exchange. In dry conditions, they can enter a cryptobiotic tun (or barrel) state of dessication to survive. Tardigrades feed on plant and animal cells and are found throughout the world, from the tropics to the cold polar waters.
Tardígrado (Echiniscus sp.) en el que se le pueden observar las garras. Imagen coloreada de microscopio electrónico de barrido (SEM). Foto de Eye Of Science/Science Photo Library
Observa en este vídeo de Craig Smith los movimientos del tardígrado con más detalle:

ALIMENTACIÓN

Gracias a los estiletes de su boca, perforan los vegetales de los que se alimentan y succionan los productos de la fotosíntesis, pero también pueden alimentarse absorbiendo el contenido celular de otros organismos microscópicos como bacterias, algas, rotíferos, nematodos… Algunos son depredadores y pueden ingerir microorganismos enteros.
Su aparato digestivo es básicamente la boca, una faringe con potentes músculos para hacer los movimientos de succión que se abre directamente al intestino y el ano. Algunas especies sólo defecan cuando mudan.









Detalle de la boca de un tardígrado. Foto de
Detalle de la boca de un tardígrado. Imagen coloreada de microscopio electrónico de barrido (SEM). Foto de Eye Of Science/Science Photo Library

ANATOMÍA INTERNA

No poseen aparato circulatorio ni respiratorio: el intercambio de gases se hace directamente por la superficie del cuerpo. Están cubiertos por una cutícula rígida que puede ser de distintos colores y que van mudando a medida que crecen. Con cada muda, pierden los estiletes bucales, que serán segregados de nuevo. Son organismos eutélicos: para crecer solamente aumentan el tamaño de sus células, no su número, que permanece constante a lo largo de su vida

REPRODUCCIÓN

Los tardígrados en general tienen sexos separados (son dioicos) y se reproducen por huevos (son ovíparos), pero también hay especies hermafroditas y partenogénenéticas (las hembras se reproducen sin ser fecundadas por ningún macho). La fecundación es externa y su desarrollo es directo, es decir, no presentan fases larvarias.









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Huevo de tardígrado. Imagen coloreada de microscopio electrónico de barrido (SEM). Foto de Eye of Science/Science Photo Library

LOS RÉCORDS DE LOS TARDÍGRADOS

Los tardígrados son animales increíblemente resistentes que han superado las siguientes condiciones:
  • Deshidratación: pueden sobrevivir durante 10 años en condiciones de laboratorio sin una sola gota de agua. Hay fuentes que aseguran que resisten hasta 120 años o que se han encontrado en hielos de 2000 años de antigüedad y han podido revivir, aunque probablemente sean exageraciones.
  • Temperaturas extremas: si hierves un tardígrado, sobrevive. Si lo sometes a temperaturas de casi el cero absoluto (-273ºC), sobrevive. Su rango de supervivencia va de -270ºC a 150ºC.
  • Presión extrema: son capaces de soportar desde el vacío hasta  6.000 atmósferas, es decir, 6 veces la presión que hay en el punto más profundo de la Tierra, la Fosa de las Marianas (11.000 metros de profundidad).
  • Radiación extrema: los tardígrados pueden soportar bombardeos de radiación en una dosis 1000 veces superior a la letal para un humano.
  • Sustancias tóxicas: si se les sumerge en éter o alcohol puro, sobreviven.
  • Espacio exterior: los tardígrados son los únicos animales que han sobrevivido al espacio exterior sin protección alguna. En 2007 la ESA (Agencia Espacial Europea), dentro del proyecto TARDIS (Tardigrades In Space) expuso tardígrados (Richtersius coronifer y Milnesium tardigradum) durante 12 días en la superficie de la nave Foton-M3 y sobrevivieron al viaje espacial. En 2011 la NASA hizo lo propio colocándolos en el exterior del transbordador espacial Endeavour y se corroboraron los resultados. Sobrevivieron al vacío, a los rayos cósmicos y a una radiación ultravioleta 1000 veces superior a la de la superficie terrestre. El proyecto Biokis (2011)  de la Agencia Espacial Italiana (ASI) estudió el impacto de estos viajes a nivel molecular.

¿SON EXTRATERRESTRES?

El escaso registro fósil, su parentesco evolutivo poco claro y su gran resistencia, provocaron hipótesis que especulaban con la posibilidad que los tardígrados hayan venido del espacio exterior.  No se trata de una idea descabellada, aunque altamente improbable. La panspermia es la hipótesis por la cual la vida, o mejor dicho, las moléculas orgánicas complejas, no se originaron en la Tierra, sino que llegaron gracias a meteoritos durante los inicios del Sistema Solar. De hecho, se han encontrado meteoritos con aminoácidos (moléculas indispensables para la vida) en su composición, por lo que la panspermia es una hipótesis que no se puede descartar todavía.


Foto de Eye Of Science/Photolife Library
Foto de Eye Of Science/Photolife Library

Pero no es el caso de los tardígrados: su ADN es igual al del resto de seres vivos terrestres y los últimos estudios filogenéticos los emparentan con los onicóforos (animales parecidos a gusanos), asquelmintos y artrópodos.

¿QUIERES BUSCAR TARDÍGRADOS POR TI MISMO Y OBSERVARLOS EN ACCIÓN?

Al ser tan comunes y habitar potencialmente casi cualquier lugar, si dispones de un microscopio, por sencillo que sea, puedes buscar y ver tardígrados vivos con tus propios ojos:
    • Coge un trozo de musgo de una roca o muro, mejor si está un poco seco.
    • Déjalo secar al sol y límpialo de tierra y otros restos grandes.
    • Ponlo al revés en un recipiente transparente (como una placa de Petri), empápalo con agua y déjalo reposar unas horas.
    • Retira el musgo y busca los tardígrados en el agua del recipiente (ponlo en un fondo negro para ver más fácilmente). Si hay suerte, con una lupa podrás verlos moverse.
    • Cógelos con una pipeta o cuentagotas, colócalos en el portaobjetos y a ¡disfrutar! Podrías ver cosas parecidas a ésta:

REFERENCIAS

Gigantes comedores de plancton

¿QUÉ ES EL PLANCTON?

El plancton está compuesto por unos organismos diminutos que van a la deriva por el agua gracias a las corrientes. Pueden ser clasificados como fitoplancton, que incluye las algas planctónicas y otros autótrofos que pueden ser los productores más importantes en muchos ecosistemas marinos, o como zooplancton, que incluye al plancton heterótrofo (los consumidores primarios). Hay muchos grupos de organismos que pasan la toda su vida formando parte del plancton, pero otros pueden presentar sólo algunas fases en el plancton.
Organisms included in the zooplankton (Picture: Sci-news).
Organismos incluidos en el zooplancton (Foto: Sci-news).
Muchos grupos marinos de animales se alimentan de plancton, pero las ballenas son conocidas por estar entre los animales más grandes que comen estas pequeñas criaturas. Algunos tiburones también se alimentan de estos pequeños organismos: el famoso tiburón ballena (Rhincodon typus), el impresionante tiburón peregrino (Cetorhinus maximus) y el asombroso tiburón boquiancho (Megachasma pelagios). ¿Conocías estas tres especies de tiburones planctófagos?

EL PEZ MÁS GRANDE DEL MUNDO

El pez más grande del mundo, por lo general, mide 12 metros de largo (pero puede alcanzar una longitud de 15 metros), pesa unas 22 toneladas y su boca es tan ancha que podría tragarse un coche. Nos referimos al famoso tiburón ballena (Rhincodon typus).
Los tiburones ballena son verdaderos tiburones, por lo que respiran mediante branquias y son peces de sangre fría. La razón de su nombre es el hecho de que se alimentan de plancton de una forma similar a la de las ballenas: nadan lentamente (1,5-5 km por hora) con la boca abierta (que tiene densas pantallas de filtro) y tragan los pequeños organismos presentes en el agua, como de huevos de coral y de teleósteos, del krill, de copépodos, medusas, pequeños cefalópodos y crías de peces. También se ha observado que pueden alimentarse casi verticalmente en el agua. Pueden identificarse fácilmente por su colosal tamaño y por su coloración azul oscuro con manchas blancas por todo el cuerpo.
The whale shark is the biggest fish in the world (Picture: Mauricio Handler).
El tiburón ballena (Rhincodon typus) es el pez más grande del mundo (Foto: Mauricio Handler).
Se sabe poco de la biología de estos grandes animales. Viven generalmente en la costa, la zona pelágica y en aguas oceánicas de los trópicos y zonas templadas cálidas, excepto el mar Mediterráneo. Realizan grandes migraciones. Cada primavera, migran a la plataforma continental de la costa oeste central de Australia.
Debido a la pesca directa e indirecta, sus poblaciones se han reducido y la IUCN los clasifica como especie vulnerable. Hoy en día, la pesca está ampliamente prohibida. ¿Sabías que nadar con tiburones ballena tiene un impacto negativo en sus poblaciones?

EL TIBURÓN PEREGRINO

El segundo pez más grande del mundo también se alimenta filtrando agua y es también un tiburón: es el tiburón peregrino (Cetorhinus maximus). Este tiburón vive en zonas costeras y pelágicas de aguas templadas y boreales, pero es una especie migratoria.
Pueden distinguirse de otros tiburones por su gran boca, unos dientes pequeños y la presencia de hendiduras branquiales largas. Son animales solitarios, pero a veces pueden formar un pequeño grupo de animales. Los tiburones peregrinos consumen peces pequeños, huevos de peces y zooplancton. Los capturan con sus branquiespinas con la ayuda de moco secretado en la faringe. En promedio, nadan a 3,7 km por hora. Así que, ¿cuántas toneladas de agua filtran por hora?
The basking shark (Cetorhinus maximus) is the second biggest fish in the world (Picture: FLMNH).
El tiburón peregrino (Cetorhinus maximus) es el segundo pez más grande del mundo (Foto: FLMNH).
Su estado de conservación es vulnerable, pero se considera que está en peligro de extinción en las subpoblaciones del Pacífico Norte y del noreste del Atlántico. El hecho de que sus aletas se encuentran entre las más valiosas en el comercio internacional explica su estado de conservación. Por otra parte, la pesca accidental es otra amenaza a tener en consideración. En algunas regiones, como en la Unión Europea, están protegidos por la ley.

EL TIBURÓN BOQUIANCHO

El tiburón boquiancho (Megachasma pelagios) es un gran tiburón oceánico (al menos 5 metros de largo), con aletas pectorales largas, pero a veces se encuentra cerca del litoral en las plataformas continentales. Viven en aguas tropicales y subtropicales. Se sabe poco sobre esta especie, ya que fue descubierto en 1976.
The megamouth shark (Megachasma pelagios) is a strange planktophagous shark (Picture: ).
El tiburón boquiancho (Megachasma pelagios) es un tiburón planctófago muy curioso (Foto: Theethogram).
Su aparato de filtro es de bajo flujo, lo que sugiere que es menos activo que el tiburón ballena y el tiburón peregrino. El boquiancho podría nadar lentamente con sus fauces abiertas para capturar a sus presas por succión. Una característica sorprendente de este tiburón es su boca bioluminiscente, que actúa para atraer a sus presas. Su estado de conservación es desconocido, pero la pesca accidental podría ser una amenaza.

REFERENCIAS

  • Camhi, MD; Pikitch, EK & Babcock, EA (2008). Sharks of the Open Ocean: Biology, Fisheries & Conservation. Blackwell Publishing.
  • Carrier, JC; Musick, JA & Heithaus, MR (2010). Sharks and their relatives II: Biodiversity, adaptive physiology and conservation. CRC Press.
  • Castro, P & Huber ME (2003). Marine biology. The McGraw-Hill (4 ed).
  • Fundación Squalus (2011). Guía para la identificación de especies del Programa de avistamiento de tiburones y rayas de la Reserva de Biosfera SEAFLOWER.
  • IUCN: Cetorhinus maximus 
  • IUCN: Megachasma pelagios
  • IUCN: Rhincodon typus
  • National Geographic: Whale sharks 
  • Oceana (2008). Guía de los Elasmobranquios de Europa.

El origen de las aves


Plumas actuales

Las plumas son estructuras fundamentales para la vida de los pájaros actuales. Les proporcionan aislamiento contra el frío, el calor y el agua, camuflaje, les permiten el vuelo y en muchas especies son importantísimas en los rituales de apareamiento. En muchas aves, el plumaje permite distinguir entre especies diferentes, entre machos y hembras, e incluso hasta nos permite saber la edad de un individuo.
Chrysolophus_pictus_walking 
Macho de faisán dorado (Chrysolophus pictus) fotografiado en el Bird Park de
Kuala Lumpur mostrándonos diversas morfologías de plumas. 
Foto de Bjørn Christian Tørrissen.

Las plumas son las estructuras tegumentarias más complejas de todas las que encontramos entre los vertebrados. Éstas se forman en la epidermis, en pequeños folículos que producen queratina. La β-queratina de las plumas, las garras y el pico de las aves se encuentra mucho más replegada que la α-queratina del pelo, las pezuñas y los cuernos de los mamíferos, haciendo que sea mucho más fuerte la estructura de la primera. Las plumas son estructuras resistentes y ligeras, aunque en muchos pájaros corresponden a un tercio de su peso corporal.
Las plumas actuales presentan un eje dividido en dos partes: el cálamo o cañón, la parte más proximal y que se inserta en el cuerpo, y el raquis, la parte más distal y de donde sale la parte laminar de la pluma. Ésta se llama vexilo o estandarte y está dispuesta a ambos lados del raquis. La parte laminar está compuesta por ramificaciones paralelas llamadas barbas, las cuáles a su vez se ramifican en barbillas o bárbulas, las cuáles también se ramifican en pequeños ganchos que hacen que las bárbulas se enganchen entre ellas. En la parte superior del vexilo (parte plumácea) las barbas quedan perfectamente ordenadas por el sistema de ganchos, mientras que en la parte inferior (parte plumosa) las barbas están separadas y desordenadas, ya que presentan pocos ganchos.
Parts_of_feather_modified
  1. Vexilo o estandarte
  2. Raquis
  3. Barbas plumáceas
  4. Barbas plumosas
  5. Cálamo o cañón
Según su estructura, en los pájaros actuales encontramos dos tipos principales de plumas:
Plumas de contorno: Son las plumas que dan forma al pájaro. Son plumas largas y planas, con el raquis desarrollado y barbas ordenadas. Éstas se pueden clasificar en las plumas genéricas de contorno, que cubren cabeza, cuello, tronco y miembros del animal, y las plumas de vuelo, llamadas timoneras o rectrices las de la cola (simétricas) y remeras o rémiges las de las alas (asimétricas).
Parrot-featherPlumas de un guacamayo. Foto de Jörg Gorβ.
Plumón: Éstas se encuentran formando una segunda capa debajo de las plumas de contorno. Son plumas con un raquis corto y con las barbas desordenadas y separadas entre ellas. Su función principal es la de aislar térmicamente al pájaro. El plumón natal que recubre los polluelos de la mayoría de aves en algún momento de su desarrollo se llama “neossoptilus”.
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Polluelo de lechuza (Tyto alba) cubierto de plumón. Foto de Maxgreen.

Aparte de estos dos tipos, en los pájaros hay otras clases de plumas, como las semiplumas (con una estructura intermedia entre las de contorno y el plumón) y las cerdas y filoplumas (con pocas barbas y función principalmente sensorial).
Tipos_de_plumas 
Dibujos esquemáticos de los diferentes tipos de plumas que encontramos en las
aves actuales, realizados por Osado.
De izquierda a derecha: Rectriz (cola), rémige (ala), pluma genérica de contorno, 
semipluma, plumón, cerda y filopluma.

Origen y evolución de las plumas

Probablemente los dinosaurios desarrollaron las primeras plumas como sistema para evitar la pérdida de calor corporal. Teniendo  una cobertura de plumas se crea una capa de aire caliente alrededor del animal haciendo que su temperatura sea más estable. Por eso se cree que muchos dinosaurios tenían un metabolismo casi endotérmico (mesotermia) con una temperatura alta y constante. Aun así, las plumas primitivas o “protoplumas” eran muy diferentes de las plumas actuales.
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Reconstrucción de Deinonynchus hecha por Stephen Czerkas, 
en el Museo de Historia Natural de Viena. Foto de Domser.

Como veremos a continuación, las protoplumas pasaron por diferentes estadios evolutivos hasta llegar a las plumas actuales. Aunque aquí os presentamos estos estadios de forma lineal, no significa que al aparecer un nuevo tipo de protopluma desapareciera el anterior. Igual que los pájaros actuales presentan diferentes tipos de plumas, muchos dinosaurios presentaban diferentes combinaciones de protoplumas, las cuales solo representan diferentes niveles de especialización evolutiva.

Estadio 1: Un único filamento

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Esquema sobre el origen y formación de las primeras protoplumas. 
Extret de Prum & Brush (2002).
 
Las primeras protoplumas de las que se tiene constancia no eran más que unos tubos cilíndricos huecos, más parecidos a espinas que a plumas, que provenían del collar de un folículo. Aunque las plumas y protoplumas son características típicas de los terópodos, estas primeras protoplumas también se han encontrado en dos grupos de dinosaurios no terópodos. Éstos son las familias Heterodontosauridae y Psittacosauridae muchos miembros de las cuáles presentaban espinas homólogas a las protoplumas de los terópodos que seguramente también tenían la función de retener el calor corporal.
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Reconstrucción del heterodontosáurido llamado Fruitadens. Dibujo de Smokeybjb.

En los terópodos, las plumas aparecieron en un grupo llamado Coelurosauria, que incluye a animales como el tiranosaurio, el velociraptor y las aves actuales. El coelurosaurio con protoplumas más antiguo del que se tiene constancia es Sciurumimus, literalmente “imitador de ardillas”. Se llamó así a este fósil por su cola cubierta de protoplumas filamentosas, parecida a la cola de una ardilla.
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Reconstrucción de un juvenil de Sciurumimus basado en un esqueleto encontrado en Baviera. 
Dibujo de Franz Joseph.

Estadio 2: Un abanico de barbas

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Segundo estadio de la evolución de las plumas,
donde una división del folículo hace que se formen varias barbas con un mismo origen.
 Extraído de Prum & Brush (2002).

El siguiente paso en la evolución de las  plumas fue la división del collar celular del folículo para hace que el filamento resultante se ramifique. El resultado es un abanico de barbas que se extienden desde el cálamo. Las protoplumas de este estadio se parecen al plumón actual de los pájaros (protoplumas plumosas) y se han encontrado en una gran variedad de fósiles de terópodos.
Estas protoplumas proporcionaban un mayor aislamiento, ayudando al animal a conservar su temperatura corporal. Se cree también, que es más probable que los dinosaurios con el cuerpo más recubiertos de protoplumas fueran los más pequeños, ya que los animales pequeños pierdan calor más rápidamente que los animales más grandes y por los tanto necesitan más mecanismos para retener el calor corporal. Las especies de coelurosaurios más grandes como Tyrannosaurus quizás habrían perdido las protoplumas de manera similar a como los elefantes actuales han perdido prácticamente todo el pelo del cuerpo. Aun así, es posible que algunas especies presentara protoplumas al nacer y durante las primeras etapas de su vida, y que al crecer o las perdiesen o solo las presentasen en algunas partes del cuerpo.
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Reconstrucción de un juvenil de Juravenator donde vemos que presentaba tanto
 protoplumas como escamas. Dibujo de Tom Parker.
 
Aun así, en un yacimiento de China, se encontraron los restos de los dos dinosaurios con plumas más grandes de los que se tiene constancia. El primero que se descubrió fue Beipiaosaurus, un extraño coleurosaurio de 3 metros de largo con largas uñas, que presentaba protoplumas tanto filamentosas (estadio 1) como plumosas (estadio 2). Éste compartía su hábitat con Yutyrannus, un animal de 9 metros de largo y 1400 kilos de peso que presentaba prácticamente todo el cuerpo cubierto de protoplumas plumosas. Estos dos animales probablemente vivían en una ambiente frío y húmedo, y su capa de protoplumas les ayudaba a conservar su calor cuando bajaban las temperaturas.
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Reconstrucción de cuatro Yutyrannus y un par de Beipiaosaurus en su hábitat. 
Dibujo de Brian Choo.

Estadio 3: Fusión y ramificación

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Esquema de la evolución de las plumas del estadio 1 al 3. Extraído de Sues (2001).

El tercer estadio en la evolución de las plumas es el que dio lugar a una protopluma con un raquis central formado por la fusión de algunas barbas (3a), y una en la que aparecieron bárbulas que surgían de las barbas (3b). La combinación de estos dos caracteres dio una protopluma plumácea, bipenada, parecida a las plumas actuales de los pájaros, aunque al no tener ganchos para unir las bárbulas entre ellas no tendrían la solidez de las plumas modernas.
Feather_evolution_StageII_IIIa_v2 
Fósiles de protoplumas del estadio 3a donde se ve un raquis central de 
donde salen varias barbas. 
Extraído de Perrichot (2008).

Estadio 4: Ganchos para mantener el orden

Feather_evolution_3-5_v2 
Esquema modificado de Prum & Brush (2002) sobre la aparición de los ganchos entre
 las bárbulas del estadio 4.

En este estadio es donde podemos empezar a hablar de plumas propiamente dichas. La estructura con raquis, barbas y bárbulas del estadio 3, desarrolló unos pequeños ganchos en las bárbulas que hacían que éstas se engancharan y mantuvieran el vexilo unido y con las barbas ordenadas. Estas plumas son las que presentan los pájaros actuales, las llamadas plumas de contorno, las cuales presentan un raquis central y un vexilo simétrico.
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Reconstrucción del troodóntido Anchiornis, donde se aprecia la amplia cobertura
 de plumas que presentaba. Dibujo de Matt Martyniuk.

Estas plumas las encontramos en diferentes dinosaurios, muchos de los cuales ya empezaban a desarrollar adaptaciones para volar, o al menos planear. Aun así, también se encuentran en dinosaurios típicamente corredores como el Velociraptor, un depredador terrestre del tamaño de un pavo, con un hocico largo y una garra con forma de hoz en las patas traseras. La garra se cree que servía para matar a las presas, aunque algunos científicos creen que utilizaban la garra para subirse a los árboles y emboscar las presas desde arriba. Quizás las plumas le habrían servido para controlar el salto cuando se abalanzaba sobre sus víctimas.
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Dibujo de un velociraptor atacando a un oviraptorosaurio. Dibujo de Durbed.

Estas plumas también las encotramos en los oviraptorosaurios, un grupo de coelurosaurios con pico y pocos o ningún diente. Aunque no podían volar, este grupo probablemente utilizaba las plumas de los brazos para incubar los huevos (como en el género Avimimus) y las de la cola para exhibirse y comunicarse con sus congéneres (como los géneros Caudipteryx, i Nomingia).
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Reconstrucción del oviraptorosaurio Nomingia,
 donde se ve el abanico de plumas en la cola. Dibujo de Smokeybjb.

Otros dinosaurios como Scansoriopteryx tenían un estilo de vida arborícola, y las plumas de los brazos le servían para planear de árbol a árbol, tanto para cazar como para huir de sus depredadores. Un pariente de éste, el Epidexipteryx aunque no presentaba plumas en los brazos (que se sepa), presentaba largas plumas penadas en la cola, probablemente para enviar señales visuales a otros miembros de su especie.

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Reconstrucción de Epidexipteryx donde se observan las largas plumas penadas de la cola. 
Reconstrucción de Nobu Tamura.

Estadio 5: La asimetría permite el vuelo

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Esquema y fósiles 
de todos los pasos en la evolución de las plumas. Extraído de McKellar et al (2011).

Finalmente el último estadio en la evolución de las plumas es la aparición de plumas asimétricas, con el raquis desplazado haciendo que una parte del vexilo sea más ancha que la otra. Estas plumas son las remeras o rémiges de las alas de los pájaros, las cuáles no solo crean resistencia al aire en el planeo, sino que hacen que el animal pueda elevarse del suelo y volar.

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Foto de carbonero montano (Poecile montanus) alzando el vuelo, 
donde se ven perfectamente las rémiges asimétricas de las alas. 
Foto de David Mark.

Aunque se cree que aparte de los pájaros ningún grupo de dinosaurios consiguió volar realmente, hay un grupo que se acercó mucho. Los llamados microraptores eran un grupo de dinosaurios emplumados que se caracterizaban por presentar plumas de vuelo, no sólo en las patas delanteras, sino también en las traseras. Microraptor, el más famoso de éstos, presentaba plumas de vuelo asimétricas en los brazos, las piernas y, a diferencia de los pájaros actuales, también en la cola.
Microraptor4 
Dibujo de la silueta de Microraptor planeando. Extraído de Xu et al.

Aunque generalmente se le considera un planeador, algunos autores argumentan que posiblemente Microraptor hubiese estado capacitado para volar. Algunas características esqueléticas indican que algunos microraptores podrían haber estado mejor adaptados al vuelo que Archaeopteryx, el antepasado de las aves modernas. Por ejemplo, Microraptor presentaba un esternón fusionado más desarrollado que Archaeopteryx, cosa que hacía que tuviese un mayor punto de inserción para los músculos de vuelo.

Video del Museo Americano de Historia Natural sobre la reconstrucción del aspecto de 
Microraptor.

Aun así, el más cercano al antepasado de los pájaros actuales fue Archaeopteryx, el cuál, aún no siendo un gran volador, ya presentaba las plumas como las de las aves modernas. Probablemente muchos más dinosaurios estaban cubiertos de plumas o protoplumas, pero en esta entrada sólo hemos mencionado las especies de las que se tienen pruebas irrefutables de que las presentaban. Como hemos visto, el camino hasta llegar a las plumas actuales fue largo y dio lugar a una gran diversidad de especies de dinosaurios, pero después de que un meteorito extinguiera prácticamente todoa la vida de la Tierra hace 65 millones de años, sólo un grupo de dinosaurios emplumados sobrevivió y prosperó.

This is labeled USNM# 4178. The original fossil is at Humboldt Museum, East Be rlin. The rock was found in Solnhofn, West Germany, and it is from the Jurassi c period. 
Fósil de Archaeopteryx lithographica de finales del Jurásico 
encontrado en el sur de Alemania. Foto de James L. Amos.

Los felinos

Gatos, tigres, leones, panteras… todos conocemos los grandes felinos, pero ¿qué hay de los pequeños?  ¿Sabes quiénes son el caracal, el jaguarundi y el margay? Sigue leyendo para conocerlos.

¿QUÉ ES UN FELINO?

Quizá tengas un gato (Felis silvestris catus) en casa, ¿pero te has parado a pensar qué tiene en común con un tigre? La verdad es que bastante: la similitud entre todas las especies de felinos es extraordinaria y la clasificación de los más pequeños es dificultosa.
Los felinos son los mamíferos carnívoros más especializados. Se distribuyen por Eurasia, África y América, desde desiertos hasta alturas alpinas. La mayoría son solitarios, grandes trepadores (exceptuando los más grandes) y muchos buenos nadadores.

ANATOMÍA

De cara redondeada y hocico corto, los felinos tienen dientes caninos y carniceros desarrollados para cortar la carne. Poseen 5 dedos en las patas delanteras y 4 en las traseras, con una uña curvada retráctil en cada uno para agarrar la presa. Al estar retraídas en posición de reposo, las garras se mantienen bien afiladas. Los cojines de las patas, rodeados de pelo, les ayudan a ser sigilosos al andar.
Los felinos poseen sentidos muy agudos, desde una buena visión nocturna, buen sentido del oído y olfato y bigotes sensitivos.
Garra retraída y extendida de un felino. La desungulación del gato doméstico implica la amputación de la uña y la primera falange, lo que puede provocar daños físicos graves. En muchos países esta práctica es ilegal por ser éticamente inaceptable.
Garra retraída y extendida de un felino. La desungulación del gato doméstico implica la amputación de la uña y la primera falange, lo que puede provocar daños físicos graves. En muchos países esta práctica es ilegal por ser éticamente inaceptable.

EL CARACAL: EL QUE SALTA MÁS ALTO

El caracal (Caracal caracal) se encuentra en África y oeste, centro y sur de Asia, en zonas semidesérticas y de sabana. También se le conoce como lince del desierto, aunque está más emparentado con otros felinos (como el serval, Leptailurus serval, y el gato dorado africano, Caracal aurata) que con los linces. De tamaño medio (60-90 cm de largo), su aspecto de lince sobretodo es debido a los pinceles de pelo de sus orejas, los más largos y anchos de todos los felinos. Su utilidad no está clara, puede que ayuden a la audición, a ahuyentar insectos o a remarcar las expresiones faciales como sistema de comunicación entre semejantes. Precisamente, su nombre proviene de la palabra turca karakulak, literalmente “orejas negras”.
Habitualmente son de color castaño o rojizo y de vientre blanco con manchas, aunque hay ejemplares melánicos (piel y pelaje con gran cantidad de pigmento negro, melanina) igual que en otros felinos, como la famosa pantera negra, que en realidad se trata de un leopardo (Panthera pardus) melánico.
Caracal en Suráfrica. Foto tomada de Proyecto Azul
Caracal en Sudáfrica. Autor desconocido
Son animales de hábitos sobretodo nocturnos y solitarios. La habilidad más destacada del caracal son los saltos de hasta 3 metros de manera vertical, pudiendo atrapar pájaros en pleno vuelo. También es buen trepador, así que puede depredar sobre nidos en los árboles. Sus otras presas son antílopes pequeños, liebres, roedores, etc. y aves de corral, por lo que es objeto de persecución.
Observa al caracal saltando y atrapando un pájaro al vuelo:

Según la lista roja de la IUCN en general no está considerado en peligro, sino como “preocupación menor”, aunque la subespecie asiática (Caracal caracal schmitzi) ha sufrido un grave retroceso. Además de la caza, la destrucción del hábitat es la principal amenaza del caracal.

EL JAGUARUNDI: EL MÁS RARO

El jaguarundi, (Herpailurus yagouarondi) se distribuye por el sur de EEUU hasta Sudamérica, en hábitats como la selva tropical, pantanos y tierras arbustivas semiáridas. Se le conoce con multitud de nombres populares según la zona (gato eyra, leoncillo, gato moro, gato nutria, gato colorado, onza…).
De tamaño pequeño (9kg), tiene un aspecto que recuerda al puma o a una comadreja, con patas y orejas cortas y cola larga. El pelaje es uniforme, sin manchas ni rayas, con coloraciones que van del negro, al marrón grisáceo, claro o rojizo. Incluso en una misma camada, las crías pueden presentar diferentes tonalidades. Las formas oscuras son mas comunes en zonas boscosas, mientras que las claras en ambientes más secos.
Jaguarundi. Foto de Kevin Schafer
Jaguarundi. Foto de Kevin Schafer
A diferencia de otros felinos de su tamaño, sus territorios son bastante amplios y son de hábitos solitarios y  principalmente terrestres, aunque se desplaza sin problemas por los árboles. Sus presas son pequeños mamíferos y aves, pero también puede cazar reptiles, anfibios y peces atrapados en las orillas de los ríos. Es capaz de dar saltos de dos metros y como el caracal, atrapar sus presas en el aire.
Observa los movimientos y técnicas de caza del jaguarundi a partir del minuto 9:55:
Igual que el caracal, está considerado como “preocupación menor” por la IUCN, aunque las poblaciones son menores de lo que inicialmente se había pensado, ya que al ser de hábitos diurnos es una especie fácilmente observable. Los peligros son los mismos: persecución por matar aves de corral y pérdida y fragmentación de hábitats. Afortunadamente su pelaje no tiene valor comercial.

EL MARGAY: EL MEJOR TREPADOR

El margay (Leopardus wiedii) se distribuye por centro y Suramérica en zonas boscosas. De aspecto similar al ocelote, tiene un tamaño y peso (40-60 cm de largo y 3,5 kg) menor que éste. El pelaje moteado le ayuda a camuflarse con en el entorno. Estas manchas se denominan rosetas y le cubren todo el cuerpo, exceptuando la cabeza. Cada individuo tiene su propio patrón de manchas, igual que nuestras huellas dactilares.
Margay en un árbol. Foto de Wendy Shattil & Bob Rozinski
Margay en un árbol. Foto de Wendy Shattil & Bob Rozinski
Lo que más destaca del margay son sus grandes ojos y la cola, muy larga (hasta un 70% del tamaño de su cuerpo).  Esto son adaptaciones a sus hábitos nocturnos y a su extrema agilidad para desplazarse por los árboles, donde pasa la mayor parte del tiempo. Sus presas son pájaros, pequeños monos, pequeños mamíferos, lagartos, ranas arborícolas e incluso insectos.
La capacidad más especial del margay es que puede bajar verticalmente por los troncos de los árboles, con la cabeza hacia abajo igual que las ardillas. Esto es posible gracias a que puede girar 180 grados los tobillos traseros. Sólo hay otra especie de felino capaz de hacer lo mismo: la pantera nebulosa (Neofelis nebulosa). Esta característica, junto con unas garras especiales para trepar y agarrarse a las ramas, le permiten moverse por los árboles con la misma agilidad que un mono: pueden incluso agarrarse a una rama sólo con una pata. Son pues, los mejores trepadores entre los felinos.
Margay bajando por un tronco con la cabeza hacia abajo. Foto tomada de Terrarium online
Margay bajando por un tronco con la cabeza hacia abajo. Foto tomada de Terrarium online
Igual que las especies anteriores, los margays son solitarios y sólo se encuentran en el momento de reproducirse.
El margay está clasificado por la IUCN como “casi amenazado” y sus poblaciones están en retroceso. A diferencia del jaguarundi, es cazado por su bonito pelaje y para usarlo como mascota de manera ilegal. La destrucción y fragmentación del hábitat (conversión de bosques en campos de cultivo) son la otra amenaza seria a la que se enfrenta el margay, que no tolera bien hábitats humanizados.
Terminamos el artículo con unas imágenes del margay en acción a partir del minuto 1:22:

REFERENCIAS

Arañas de las profundidades: los Picnogónidos

La biodiversidad es sorprendente. ¿Sabías que existen arañas marinas? Los Picnogónidos o “arañas de mar” son uno de los grupos de artrópodos más extraños que existen, tanto anatómica como biológicamente. Se encuentran dentro del filo de los quelicerados (grupo al que también pertenecen las arañas) y forman parte de la fauna invertebrada marina en todos los mares y océanos del mundo. ¡Aunque son tan escasos y se camuflan tan bien que son muy difíciles de ver!
¿Quieres saber dónde encontrarlas y cómo identificarlas? ¡Sigue leyendo!

Pero…¿Qué son los Picnogónidos?

Los picnogónidos (del griego pykno = “muchas o denso” y góny = “rodilla”), también llamados pantópodos (“todo patas”), son una clase de artrópodos marinos bentónicos (bentos = organismos que viven asociados al fondo marino) con una serie de rasgos únicos que los alejan del resto de miembros de su grupo. Se sitúan dentro del filo de los Quelicerados, grupo que además incluye a los arácnidos (arañas, escorpiones, garrapatas y ácaros) y a los merostomados, un grupo relicto de organismos conocidos vulgarmente como “cangrejos cacerola”.
Actualmente, se conocen alrededor de 8-9 familias, con 86 géneros (algunos de ellos fósiles) y más de 1.000 especies en todo el mundo dentro de un único orden viviente: Pantopoda.

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Picnogónido del océano Antártico de unos 30cm de longitud (foto: Keith Martin-Smith).

Viven en prácticamente todos los ambientes marinos a casi cualquier profundidad y latitud, desde las zonas ecuatoriales a las regiones polares tanto en las zonas costeras como en las llanuras abisales a unos 6000m de profundidad (más habituales en el Mediterráneo, el Caribe, y en los océanos Ártico y Antártico); aunque su aspecto críptico y su gran capacidad para camuflarse hace que sean muy difíciles de ver a simple vista.

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Picnogónido de la especie Nymphon gracile (Foto: Christophe Courteau)
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Picnogónido del género Pseudopallene (Foto: Claudia Arango)

Aunque en un principio se los había agrupado con los arácnidos (lógico teniendo en cuenta su aspecto, muy similar al de las arañas), estudios más profundos sobre su anatomía y biología llevaron a colocarlos en un grupo aparte. También se los ha considerado como un grupo basal de todos los quelicerados; es decir, como un grupo ancestral.

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Filogenia de los Artrópodos por el Tree of Life Project (Fuente: tolweb.org)

Anatomía externa

Los Picnogónidos son morfológicamente muy variados y abarcan un rango de tamaños muy amplio: los hay que apenas alcanzan unos pocos centímetros, los cuales son bastante frecuentes en el bentos costero, y otros que llegan a medir entre 50-70cm con las patas extendidas y que tienden a aparecer en las profundidades abisales.

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Distintas especies de picnogónidos y su diversidad morfológica (Cano E., 2015)

Como las arañas, presentan el cuerpo dividido en dos partes: prosoma (cabeza o céfalon + tórax) y opistosoma (abdomen). En la cabeza presentan una probóscide, un aparato de succión con el que filtran el alimento; 4 ojos encima de un tubérculo, una prominencia que hace que éstos queden más elevados; y tres pares de apéndices: los quelíforos, los palpos y las patas ovígeras, estas últimas (exclusivas de los picnogónidos) destinadas a la autolimpieza y mucho más desarrolladas en los machos para transportar los huevos y a las crías.
Presentan un total de 8 patas (a veces 10 o 12 debido a duplicaciones de los segmentos corporales) las cuales pueden tener el mismo grosor que el cuerpo. El hecho de que no haya una diferencia demasiado marcada entre el tamaño del cuerpo y las patas hace que parezca que estén hechos sólo de patas, lo que les da un aspecto llamativo (de ahí el nombre de Pantopoda: “todo patas”).

Anatomía externa de los picnogónidos (Fuente de la imagen: http://sprott.physics.wisc.edu/pickover/pycno2.gif)
Anatomía externa de los picnogónidos (Fuente de la imagen: http://sprott.physics.wisc.edu)

Anatomía interna

Internamente, los picnogónidos son muy curiosos: carecen de sistema respiratorio (dado que el cuerpo está cubierto por una cutícula o capa externa muy fina, el intercambio de gases se hace a través de su superficie) y excretor, su sistema circulatorio está muy reducido y el nervioso, formado únicamente por un cerebro simple y dos cordones nerviosos ventrales. Las gónadas u aparatos reproductores se encuentran en el prosoma (la parte anterior del cuerpo: cabeza + tórax), pero se ramifican y se abren al exterior en las patas locomotoras (es decir, en las que usan para desplazarse).

¿Dónde y cómo viven?

Como ya se ha comentado, los picnogónidos están ampliamente distribuidos en todos los mares del mundo; aunque tanto si se encuentran a mucha profundidad como en la superficie, en zonas cálidas o frías, se encuentran formando parte del bentos, es decir, de la fauna del sustrato.

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Principales componentes biológicos de los ecosistemas marinos (Imagen de Castro y Huber, 2007).

Tras un cortejo aún desconocido, se reproducen sexualmente mediante la liberación de las células sexuales o gametos al medio, donde se produce la fecundación. Una vez fecundados, los huevos son recogidos por el macho, el cual se encargará de su cuidado. Para recogerlos, los aglutinan y enganchan a su cuerpo mediante la secreción de sustancias pegajosas o de cimentación; de esta forma, los huevos se apelotonan y quedan enganchados al cuerpo del padre formando una especie de esferas.

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Macho de Nymphon gracile con los huevos enganchados en las patas ovígeras (Foto: Christophe Courteau)
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Tanystylum duospinum (© 2005 California Academy of Sciences, CC)

Tras la eclosión, emerge una larva de vida libre conocida como protoninfa, la cual alcanzará la adultez mediante un proceso de metamorfosis (desarrollo indirecto: ¿quieres saber más sobre metamorfosis? Haz click aquí).
Una vez crecen, pasan a tener una dieta básicamente carnívora, usando sus quelíceros para atrapara y trocear a otros organismos y su probóscide para succionar sus fluidos, tal y como hacen las arañas. Por lo general, se alimentan de organismos bentónicos o sésiles, como las anémonas, las esponjas o los briozoos.

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Picnogónido del género Pseudopallene sobre un briozoo (Foto: Claudia Arango).

NOTA: No son fáciles de ver, pero si sois curiosos y os gusta bucear, os animo a investigar entre las algas tupidas y los campos de fanerógamas litorales. ¡Con suerte veréis alguno!

Curiosidades del grupo

Los picnogónidos conforman un grupo muy curioso, tanto por su aspecto externo como por algunos de sus rasgos anatómicos y biológicos:
  • Algunas especies desarrollan una larva que se enquista dentro de otros organismos (p.ej. corales) y a los cuales sólo abandona tras alcanzar la madurez.
  • La duplicación de patas por un aumento del número de segmentos corporales (es decir, tener 10 o 12 en lugar de 8) es un fenómeno único entre los artrópodos.
  • Muchas especies presentan autotomía en sus apéndices locomotores; esto es, mutilaciones espontáneas que efectúan sobre sí mismos, pudiendo después regenerar el órgano perdido con todas sus estructuras originales (p.ej. la pérdida de la cola en las lagartijas).
  • Es de los pocos grupos de artrópodos en los que existe cuidado parental. El macho, el cual se encarga del cuidado de las crías, se encarga de mantener a salvo, limpiar y oxigenar los huevos todo el tiempo, e incluso de cuidar a las crías una vez eclosionan.

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A día de hoy, los Picnogónidos son un grupo bastante desconocido a muchos niveles. Son antiguos, poco abundantes y se localizan a veces a tanta profundidad que su estudio resulta difícil; además, tampoco se les han atribuido beneficios directos para el hombre más allá de su importancia a nivel de biodiversidad y como parte esencial de las redes tróficas bénticas, hecho que, desgraciadamente, condena a muchos organismos al olvido.
Y tú, ¿qué opinas al respecto? ¿Consideras que es esencial preservar la biodiversidad?

Referencias

  • Australian Government. Department of Environment: Australian Antarctic Division. Web: http://www.antarctica.gov.au/science/cool-science/2010/sea-spiders-provide-insights-into-antarctic-evolution.
  • Bamber, R. N. & A. El Nagar (Eds.) 2014. Pycnobase: World Pycnogonida Database. Accesible (2014) en: http://www.marinespecies.org/pycnobase/
  • Biodiversidad, taxonomía y biogeografía de los Artrópodos de México. Vol. III, Edición: 2002, Capítulo: Pycnogonida (por Tomás Munilla), Publisher: Universidad Nacional Autónoma de México, Editores: J. Llorente y J. Morrone, pp.215-22.
  • Blaxter J., Douglas B. (1987). Advances in Marine Biology, Volumen 24. Academic Press.
  • Cano E., López P.J. (2015). Clase Pycnogonida, Orden Pantopoda. IDE@-SEA, nº 22 (30-06-2015): 1-13.
  • Padilla F., Cuesta A. Zoología Aplicada. Ediciones Díaz de Santos, 2003.
  • Fauna marina circalitoral del sur de la Península Ibérica: resultados de la campaña oceanográfica “Fauna I”. Editorial CSIC – CSIC Press, 1993.


¿Y por qué un blog de Zoología?

Bienvenido a este, nuestro pequeño espacio que dedicamos al estudio del resto de seres vivos que habitan, junto a nosotros este pequeño planeta, en el centro de un sistema solar cualquiera, en un brazo medio de una galaxia espiral cualquiera, perdida en mitad de un universo cualquiera... ¿Qué pequeños somos, no? 

comparados con la inmesidad del universo... y aún así este pequeño planeta está lleno de formas de vida. Allá dónde mires encontraras un pequeño o gran compañero de viaje. Este puede ser muy diferente a ti en la forma, pero no en el fondo, ya que la vida, la que habita la Tierra, la única que conocemos, está organizada de la misma manera. Y es que todos compartimos ancestros comunes, algunos muy lejanos en el tiempo , como el que separa animales y plantas, y otros mucho más cercanos, como el que nos separo de los gorilas. 

Tan diferentes y tan iguales, ¿no?. 

En este blog nos vamos a centrar en un "tipo" de ser vivo, los animales, esos que se separon de plantas y bacterias hace miles de millones de años. Descubriremos formas extrañas de las profundidades marinas, conquistaremos los cielos y nos adentraremos en lo más profundo de tu cuerpo a través de la vida de familiares tuyos y míos, los animales. 

¿Nos acompañas?