Vertebrados, grupo de animales provistos de columna vertebral
(estructura de sostén formada por varias unidades que reciben
el nombre de vértebras). La notocorda o varilla esquelética
dorsal propia de los cordados persiste en los estados
embrionarios pero, salvo en lampreas y mixinos que se mantiene
durante toda la vida, en el resto de los vertebrados es
reemplazada por la columna vertebral.
Vertebrados
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Esta
estructura dura pero flexible, tiene una función de soporte,
constituye un excelente anclaje para la unión de los músculos,
y protege la médula espinal. El subfilo Vertebrados,
perteneciente al filo Cordados, incluye a los mamíferos (entre
los que se encuentran los seres humanos), las aves, los
reptiles, los anfibios, los peces óseos, los peces
cartilaginosos, las lampreas y los mixinos. En todos los
vertebrados, la columna vertebral forma parte del
endoesqueleto. A diferencia del exoesqueleto que cubre o
envuelve el cuerpo de los insectos, por ejemplo, el cual debe
mudarse periódicamente a medida que crece el animal, el
endoesqueleto de los vertebrados crece a la vez que lo hace el
resto del cuerpo.
Los vertebrados constituyen solo aproximadamente un 2% del
número total de especies animales que existen en nuestro
planeta y pertenecen a uno de los más de 30 filos que existen
en el reino Animal. A pesar de eso, los vertebrados ocupan una
posición dominante en casi todos los hábitats e incluyen los
animales más conocidos. Si preguntamos al azar por el nombre
de algún animal, la mayoría de las personas nos darían el
nombre de un vertebrado.
Hay muchas razonas que justifican el éxito de los vertebrados.
Una de ellas es su tamaño. Los invertebrados, esto es, los
animales sin columna vertebral, como los gusanos y los
insectos, suelen ser pequeños y de movimientos lentos. Los
vertebrados, en cambio, tienen una estructura de soporte
interna más versátil. Su esqueleto puede adaptarse y funciona
tanto en un animal que pese 4 toneladas como en otro que pese
solo 113 gramos. Como resultado, los vertebrados han sido
capaces de desarrollar cuerpos de mayor tamaño y de
movimientos más rápidos que los invertebrados.
Los vertebrados también poseen un sistema nervioso muy
desarrollado que les permite reaccionar rápidamente a los
cambios que se producen a su alrededor. Además, los
vertebrados se caracterizan por poseer una caja o cubierta
cerebral llamada cráneo que protege el encéfalo.
Los animales vertebrados tienen una larga historia evolutiva.
Los primeros vertebrados bien diferenciados aparecen en los
depósitos de los estratos rocosos del ordovícico de la era
paleozoica. Recientemente, en noviembre de 1999, se
descubrieron fósiles de dos peces con 540 millones de años de
antigüedad, lo que les convierte en los fósiles de vertebrados
más antiguos que se conocen.
2 CARACTERÍSTICAS
En casi todos los vertebrados, el endoesqueleto está compuesto
por hueso. El hueso es un tejido vivo que, además de soportar
y proteger, también es el principal reservorio de calcio y
fósforo. A diferencia de la concha de la ostra y de la
cubierta corporal del saltamontes, el hueso tiene capacidad de
remodelación después de alcanzar el tamaño definitivo, lo que
permite su reparación en caso de fractura (o rotura). Los
únicos vertebrados que no tienen ese tipo de esqueleto son los
peces cartilaginosos, un grupo de peces entre los que se
incluyen los tiburones y las rayas. Como su nombre indica, el
esqueleto de estas especies está compuesto de cartílago, un
tejido fibroso que otros vertebrados poseen especialmente en
las articulaciones.
Las vértebras que componen la columna vertebral están unidas
por ligamentos de tejido conjuntivo, aunque entre una vértebra
y la siguiente hay un grueso disco fibroso de cartílago,
denominado disco intervertebral, que forma la articulación
principal entre dos vértebras adyacentes. Estos discos
intervertebrales permiten un cierto movimiento y, como
resultado, la columna vertebral puede doblarse. El movimiento
de la columna depende del número de vértebras que la componen
y la forma que tienen. Las ranas, por ejemplo, solo tienen
unas nueve vértebras y sus columnas vertebrales casi no pueden
flexionarse. Los seres humanos tienen 33 vértebras, haciendo
la columna mucho más flexible y algunas serpientes tienen más
de 400 vértebras, lo que les permite enrollar totalmente su
cuerpo.
Además de la columna vertebral, los vertebrados comparten
muchas otras características. La forma típica del cuerpo de
los vertebrados es alargada, con simetría bilateral, y con los
órganos de los sentidos muy desarrollados y localizados en la
cabeza. La mayoría de los vertebrados tienen mandíbulas y
poseen el encéfalo protegido por una caja ósea llamada cráneo.
Casi todos tienen extremidades, pero la forma y uso de las
mismas varía enormemente, debido a que algunos animales han
debido adaptarse a hábitats que exigían gran especialización.
Los peces, por ejemplo, tienen varias aletas pares y una aleta
caudal, mientras que los demás vertebrados tienen cuatro
extremidades o descienden de antepasados que tenían cuatro
extremidades. Los animales con cuatro extremidades, conocidos
como tetrápodos, utilizan sus extremidades para nadar, andar,
correr o volar.
Aunque los vertebrados no tienen esqueletos externos, a menudo
poseen una serie de estructuras anatómicas que los protegen.
La mayoría de los peces poseen el cuerpo cubierto de escamas,
mientras que las aves y los mamíferos tienen los cuerpos
cubiertos de plumas o pelo respectivamente. Los pelos y las
plumas no son tan duros como las escamas, aunque tienen otras
funciones además de la protección del cuerpo. Una de las más
importantes es el aislamiento térmico. Esas estructuras
protectoras permiten a las aves y mamíferos regular la
temperatura interna de su cuerpo, gracias a lo cual pueden
permanecer activos en un amplio rango de temperaturas.
Las hendiduras branquiales faríngeas propias de los cordados,
están presentes en algún estado del ciclo vital de los
vertebrados. En los organismos acuáticos estas hendiduras
branquiales se asocian con branquias filamentosas muy
vascularizadas, y juntos actúan como sistema respiratorio
durante toda la vida. Los anfibios y los vertebrados
terrestres respiran mediante pulmones, pero utilizan las
hendiduras branquiales solo cuando presentan estados larvarios
en su desarrollo, y tienen un carácter vestigial en todos los
individuos adultos.
Los sistemas urogenital y excretor se sitúan al final del
tracto digestivo y tienen aberturas ventrales cerca del
extremo posterior del cuerpo. El corazón y los principales
conductos circulatorios ocupan una posición dorsal con
respecto al aparato digestivo. El tronco contiene una cavidad
corporal, o cavidad celómica, revestida de peritoneo, dentro
de la cual están suspendidos muchos de los órganos viscerales
por medio del mesenterio. El sistema muscular se compone de
bloques segmentados de tejido muscular, y se caracteriza por
su simetría bilateral. Esta segmentación y esta simetría se
repiten en los sistemas nervioso, circulatorio y urogenital,
así como en los elementos esqueléticos del cuerpo.
La reproducción de todos los vertebrados es sexual y nacen de
huevos o dan a luz crías vivas. Entre las escasas excepciones
a esta regla se encuentran los huicos o largartos cola de
látigo, los cuales se pueden reproducir sin fecundación, en un
proceso denominado partenogénesis.
3 TIPOS DE VERTEBRADOS
Hay unas 40.000 especies de vertebrados, que se clasifican en
cinco grupos: peces, anfibios, reptiles, aves y mamíferos. Los
científicos dividen a los peces en tres grupos: peces sin
mandíbulas, peces cartilaginosos y peces óseos. Los otros
grupos de vertebrados constituyen los tetrápodos, que tienen
pulmones y suelen ser animales terrestres.
3.1 Agnatos
Los agnatos son los únicos vertebrados que no han desarrollado
mandíbulas. Comprenden unas 80 especies —una pequeña parte del
número total de peces— que resultan fáciles de reconocer por
sus bocas en forma de embudo. El endoesqueleto del adulto está
compuesto por cartílago. Tienen cuerpo anguiliforme, carecen
de escamas y aletas pares, y presentan aberturas branquiales
en forma de poros. Son animales poiquilotermos porque la
temperatura de su cuerpo es variable.
3.2 Condríctios
Los peces cartilaginosos o condríctios tienen mandíbulas y
poseen un esqueleto enteramente cartilaginoso. Comprenden unas
1.000 especies, entre las que se incluyen tiburones, rayas y
torpedos, así como las quimeras. Los peces cartilaginosos
están distribuidos en todos los océanos. Muchas rayas se
alimentan en los fondos marinos, pero los tiburones, en
cambio, cazan en las aguas abiertas. La temperatura de su
cuerpo es variable, es decir, son poiquilotermos.
3.3 Osteíctios
Los peces óseos u osteíctios son unos de los vertebrados con
más éxito. Como su nombre indica, tienen un esqueleto óseo y
la mayoría posee vejiga natatoria, una especie de saco lleno
de aire que utilizan para controlar su natación. La
temperatura de su cuerpo es variable, es decir, son
poiquilotermos. Se han identificado unas 24.000 especies de
peces óseos, aunque probablemente queden muchas más por
descubrir. El salmón, el esturión y el bacalao son algunos
peces óseos comunes.
3.4 Anfibios
Los anfibios constituyen el menos numeroso de los cuatro
grupos de tetrápodos, con unas 4.000 especies. La mayoría de
los anfibios, como las ranas y los sapos, viven en ambientes
húmedos o acuáticos. La respiración es branquial, pulmonar o
cutánea. La temperatura de su cuerpo es variable, es decir,
son poiquilotermos. Como los peces, la mayoría de los anfibios
son ovíparos. Los anfibios generalmente depositan los huevos
en el agua ya que estos no están bien protegidos contra la
desecación. Cuando los huevos eclosionan producen larvas
acuáticas que respiran por branquias. Tras una metamorfosis
pierden las branquias y los pulmones maduran para la
respiración.
3.5 Reptiles
En comparación con los anfibios, los reptiles están bastante
mejor adaptados a la vida en el medio terrestre. Tienen la
piel seca, con escamas o escudos dérmicos y ponen huevos con
cáscara (amnióticos) que contienen alimento y membranas
protectoras que permiten el desarrollo embrionario fuera del
medio acuático. La temperatura de su cuerpo es variable, es
decir, son poiquilotermos. Su esqueleto es óseo y la
respiración pulmonar. Comprenden unas 7.000 especies vivas
entre las que se incluyen serpientes, lagartos, cocodrilos y
tortugas. Cuando los dinosaurios habitaban la Tierra, hace
entre 230 y 65 millones de años, los reptiles superaban en
número a todos los vertebrados terrestres.
3.6 Aves
Las aves comprenden unas 10.000 especies vivas, que se
caracterizan por presentar su cuerpo cubierto de plumas. Todas
presentan extremidades anteriores modificadas para el vuelo,
aunque no todas las aves pueden volar. Además, las aves tienen
un esqueleto muy ligero con huesos huecos que no pesan
demasiado y poseen un sistema respiratorio muy eficiente para
contrarrestar la alta demanda metabólica que supone el vuelo.
Además, son capaces de regular la temperatura de su cuerpo de
manera que no dependa de la temperatura del medio en el que
viven; son animales homeotermos. Todas poseen picos córneos y
son ovíparas.
3.7 Mamíferos
Los mamíferos se caracterizan por presentar el cuerpo cubierto
de pelo, aunque en algunas especies es escaso. La temperatura
de su cuerpo es constante, es decir, son animales homeotermos.
Poseen un encéfalo muy desarrollado. Casi todos son vivíparos
y se alimentan de la leche producida en las mamas de la
hembra. Los mamíferos alcanzan unas 4.600 especies e incluyen
los animales más grandes tanto en el medio terrestre como en
el acuático. Perros, osos, monos, ballenas y seres humanos son
mamíferos.
4 EVOLUCIÓN DE LOS VERTEBRADOS
Los animales vertebrados tienen una larga historia evolutiva.
Los biólogos consideran que los vertebrados evolucionaron
durante millones de años a partir de animales similares a las
actuales lancetas, las cuales remueven la arena del lecho
marino y filtran el alimento del agua. Las lancetas poseen
ciertos rasgos similares a los vertebrados, incluyendo una
estructura de soporte denominada notocorda que se extiende a
lo largo de toda la longitud de su cuerpo. En las lancetas, la
notocorda es la única parte dura del cuerpo y permite al
animal avanzar serpenteando sin perder su forma. En la mayoría
de los vertebrados, la notocorda se pierde al principio del
desarrollo y su función es asumida por los huesos. Las
características compartidas por lancetas y vertebrados hacen
que los científicos los clasifiquen juntos en el filo
Cordados.
Los científicos desconocen cómo tuvo lugar exactamente la
transición de lancetas a vertebrados. Los fósiles de animales
parecidos a peces encontrados en China indican que los
vertebrados evolucionaron al principio del periodo cámbrico,
un intervalo de tiempo geológico que comenzó hace unos 570
millones de años. Estos peces carecían de esqueleto óseo y de
dientes (los científicos sugieren que sus estructuras
esqueléticas estaban formadas por cartílago); sin embargo,
tenían hendiduras branquiales y una organización muscular
similar a la de los peces actuales. Una vez que los
vertebrados adquirieron partes del cuerpo duras, aumentó el
número de restos fósiles encontrados. Los peces denominados
ostracodermos, que tenían placas óseas cubriendo su cuerpo,
aparecieron por primera vez en el periodo cámbrico tardío,
hace unos 500 millones de años. Los ostracodermos carecían de
mandíbulas, como las actuales lampreas y mixinos.
Probablemente, se alimentaban introduciendo agua en la boca y
tragando cualquier alimento que flotaba en ella.
Con el desarrollo de las mandíbulas, los vertebrados
adquirieron una característica valiosa en la lucha por la
supervivencia, que les proporcionó la posibilidad de obtener
alimentos de diferentes formas. Las mandíbulas aparecen por
primera vez en el grupo de los peces, hace unos 420 millones
de años, durante el silúrico. A diferencia de los primeros
vertebrados, los peces con mandíbula desarrollaron esqueletos
internos complejos y pares de aletas que les ayudaban a
maniobrar al perseguir su alimento o escapar de sus enemigos.
A lo largo de los años, la evolución ha originado vertebrados
con diferentes tipos de cuerpos y conductas. Como
consecuencia, los vertebrados pueden encontrarse hoy en día en
casi todos los lugares.
