Como estudiante de larga data de zoología de invertebrados, durante la mayor parte de mi vida he apreciado la inmensidad y el ingenio de los planes corporales de los animales. La mayoría de los animales con los que estamos familiarizados (piense en cualquier mascota que haya tenido) tienen lo que se llama simetría bilateral: tienen un extremo de cabeza y un extremo de cola, un extremo izquierdo y uno derecho, y un extremo superior e inferior. En términos científicos, eso se traduce en los ejes anterior-posterior,izquierdo-derecho y dorsal-ventral. Además, la mayoría de los animales bilaterales son alargados en el eje anterior-posterior y tienen algún tipo de cefalización en el extremo anterior del cuerpo. En otras palabras, tienen una cabeza, o al menos una concentración de tejido neural y estructuras sensoriales en la parte del cuerpo que se encuentra primero con el medio ambiente.
Incluso su gusano básico cumple con todos estos criterios. Aquí hay un video de Alitta sp., un gusano poliqueto intermareal. Los poliquetos son parientes algo lejanos de las lombrices de tierra,y ambos grupos tienen el plan corporal claramente segmentado de su filo, theAnnelida. La simetría corporal de Alitta es claramente bilateral y se puede ver que tiene un extremo anterior, que en este caso se define tanto por la dirección de la locomoción como por la presencia de una cabeza:
Tan «normal» como la simetría bilateral puede parecer, y nos parece normal solo porque es el camino de nuestros propios cuerpos, hay muchos animales cuyos cuerpos están organizados de maneras completamente diferentes. Los cnidarios, por ejemplo, son el grupo más grande de animales con simetría radial. En lugar de ser alargados a lo largo de un eje anteriorposterior, los cuerpos de estos animales son columnares o en forma de una rella. En cualquier caso, cuando miras hacia abajo, ves una forma circular:
Un animal con este tipo de plan corporal obviamente no tiene cabeza, ni ojos, ni nariz,ni concentración de estructuras faciales o sensoriales. Al ser una anémona de mar, vive unida al fondo marino y no camina mucho, por lo que no podemos tomar pistas sobre el frente y la espalda desde la dirección de su movimiento como podríamos con el gusano poliqueto.En lugar de tener la mayor parte del aparato neural concentrado en una región articular, el sistema nervioso de una anémona de mar está disperso difusamente por todo el cuerpo. Este animal tiene la ventaja de encontrarse con su entorno desde todos los lados y a través de toda su superficie externa. Puede responder a la presencia de alimentos o al acercamiento de un depredador desde cualquier dirección. No se puede subir sigilosamente, porque no tiene frente ni espalda.
Los equinodermos son otro grupo de animales con simetría radial. El filo Echinodermata comprende estrellas de mar, erizos de mar, dólares de arena, estrellas quebradizas, pepinos de mar y crinoideos. Los cuerpos de los equinodermos son de naturaleza radial, pero de una manera diferente a la simetría radial de los cuerpos de los cnidarios. El plano corporal general del equinodermo está organizado en torno al número cinco, por lo que decimos que tienen simetría pentaradial o pentámera.
Para dar sentido a esta simetría pentaradial, echemos un vistazo a la característica definitoria de los equinodermos, el sistema vascular del agua. Esta estructura interna consiste en una serie de tubos y canales llenos de líquido, conectados al exterior del cuerpo por una placa calcárea llamada madréporita. En muchas especies de estrellas de mar, como la estrella ocre de la foto de abajo, la madréporita es visible como una estructura granular aplanada ubicada fuera del centro en la superficie aboral (superior).
El agua de mar fluye a través del madreporito para mantener la presión hidráulica dentro del sistema vascular del agua. En el centro del animal, que rodea el esófago es un tubo circular denominada anillo de canal. Emanan del canal anular cinco canales radiales, de los cuales sobresalen los pies de tubo succionados que se utilizan para la alimentación y/o la movilidad. Como se puede imaginar, la simetría de cinco vías de los equinodermos tiene fuertes implicaciones tanto para otros aspectos de la anatomía del animal como para la forma en que interactúa con su entorno.
Los equinodermos son estructuralmente más complejos que los cnidarios, con órganos internos distintos. El disco central contiene la mayoría de los órganos, pero hay extensiones tanto del intestino como de las gónadas en cada uno de los cinco brazos. Al igual que los cnidarios, los coinodermos no tienen un sistema nervioso centralizado, pero tienen ojos muy simples que pueden detectar la luz y la oscuridad. Y adivina dónde, en una estrella de mar, se encuentran los ojos. Sugerencia: Piense en cómo el animal se encuentra con su entorno. Sí, los ojos están en las puntas de los brazos, junto con receptores quimosensoriales. Tiene sentido, ¿no?
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En comparación con los cnidarios sedentarios o sésiles, los equinodermos son muy activos, y la mayoría de ellos pueden gatear en el bentos. Como era de esperar, su simetría pentaradial afecta la forma en que se mueven. Sin frente ni espalda, las estrellas de mar y los erizos de mar pueden caminar en cualquier dirección que quieran, hacia la comida o lejos de un depredador, por ejemplo. También pueden cambiar la dirección de locomoción fácilmente, sin necesidad de girar de la manera que lo haríamos.
La simetría pentaradial no ocurre en ningún grupo de animales excepto los equinodermos, e incluso comienzan la vida como larvas bilaterales. Esta es la larva pluteus del erizo de mar púrpura, Strongylocentrotus purpuratus, edad 31 días después de la fertilización:
No hay un ejemplo más perfecto de simetría bilateral por ahí. Aunque, incluso en esta etapa, hay desarrollos dentro del cuerpo que comienzan a interrumpir la bilateralidad del animal. Esta es una imagen del animal acostado en su frente, así que usted está mirando hacia abajo en su espalda. A esta edad, la larva de pluteo tiene cuatro pares de brazos, cada uno de los cuales está soportado por una varilla esquelética interna. La estructura clara en el centro, que se parece a una jarra de leche invertida y se encuentra justo por encima de la línea media horizontal, es la boca. Un esófago conduce al estómago, que es esa estructura oblonga más oscura en el centro del cuerpo. Una banda ciliada continua recorre toda la altura de los brazos, y es apenas visible como un ligero halo pálido alrededor de los bordes de los brazos. El golpe de la banda ciliada impulsa al pluteo a través del agua y también lleva comida a la boca.
Vea cómo, en la parte superior izquierda del estómago, aproximadamente a las 11 si fuera la esfera de un reloj, hay un pequeño agujero oscuro que corre principalmente horizontalmente entre el estómago y la varilla esquelética de ese brazo, que no ve en el lado derecho? Ese garabato indica dónde se desarrollará el rudimento juvenil, que contiene los primeros cinco pies de tubo del sistema vascular del agua. Este rudimento crece hasta el punto de ocupar la mayor parte del espacio interno del pluteo. A medida que el rudimento crece, el cuerpo del pluteo se vuelve pesado. Con el tiempo, la larva alcanza una etapa llamada competencia, lo que significa que está lista anatómica y fisiológicamente para caer del plancton, metamorfosearse en el cuerpo juvenil y comenzar la vida en los dientes. Cuando la larva se asienta fuera del plancton,aterriza en su lado izquierdo, donde los pies del tubo entran en erupción a través de la pared del cuerpo durante la metamorfosis. El resultado final es un pequeño erizo caminando en pies de tubo que no tenía el día anterior. (Bueno, supongo que técnicamente los tenía, pero no eran útiles todavía.) Y la simetría corporal habrá cambiado de la forma larvaria bilateral al juvenil pentaradial.
Al mirar un seaurchin en vivo, puede ser difícil dar sentido a todas las cosas que están sucediendo. Un pez marino es un animal muy activo, con espinas y patas de tubo ondeando por todas partes. Parece un caos total, pero el examen de un erizo de mar desnudo (el endoesqueleto compuesto de huesecillos calcáreos entrelazados) brinda mucha visión del plan corporal de este animal.
Aquí hay una prueba de intacturquina limpia:
Ahora la simetría pentaradial de este plano corporal se hace evidente. Se puede ver que hay fiverregiones de filas dobles de placas que tienen pequeños agujeros en ellas. Los agujeros son donde los pies de tubo sobresalen hacia el exterior, y las placas que los soportan representan el ambulacrum del animal, o región ambulacral. Los canales radiales del sistema vascular del agua recorren la superficie interna de la prueba en las cinco ambulacras. Las regiones ambulacrales están separadas entre sí por cinco regiones intermabulacrales, que no tienen orificios para los pies de tubo porque aquí no hay pies de tubo. Las protuberancias en el examen se llaman tubérculos y son el lugar donde se unen las espinas. Los tubérculos encajan en la base de las espinas como la articulación aball-and-socket, similar a nuestro hombro, lo que permite que las espinas toroteen 360 grados. Puedes verlo por ti mismo la próxima vez que tengas un liveurchin disponible: toca una de las espinas y observa cómo reacciona el animal.
También hay cosas interesantes en el ápice del erizo. Los cinco agujeros más grandes, uno en el punto de cada área interambulacral, son los gonóporos. Cuando inyecto erizos con cloruro de magnesio para inducir el desove, los gametos se liberan de los agujeros. La disposición de los gonóporos en las regiones interambulacrales tiene sentido, una vez que recuerde que en el interior de la prueba, las áreas ambulacrales son donde se ubican las estructuras del sistema vascular del agua (incluidos los pies de tubo). El único espacio disponible para las gónadas se encuentra en las zonas interambululacrales. Lo sé, es confuso. ¡Y la gente piensa que los invertebrados son simples!
Hay una tendencia humana natural a considerar a las criaturas como nosotros como de alguna manera mejores que las diferentes de nosotros. Ciertamente mostramos más empatía por los mamíferos que por,por ejemplo, insectos o gusanos. Enseño a mis estudiantes que lo complejo no siempre es mejor (pensando en el daño generalizado que se hace a una persona que ha sufrido una lesión importante en el cerebro o el cordón espinal) y que hay múltiples tipos de complejidad—con respecto a la morfología,el comportamiento, la reproducción y el ciclo de vida—en el reino animal. La mejor manera de entender a un animal es ponerse en su «lugar» e intentar imaginar cómo es su vida, con su anatomía, fisiología y estilo de vida. Por ejemplo, finge que eres una estrella de mar. No tienes cabeza, te arrastras alrededor de tu vientre, y tienes ojos en los extremos de tus extremidades. ¿Cómo experimentarías el mundo si tuvieras este cuerpo? ¿En qué formas sería diferente de tu vida como ser humano? Se necesita un poco de gimnasia mental y puede ser difícil eliminar nuestros sesgos centrados en el ser humano, pero debemos ser capaces de dejarlos de lado al menos temporalmente si realmente queremos dar sentido a lo que está sucediendo en el mundo que nos rodea.