Fundamentos de Zoología y Fisiología Animal: Clasificación, Sistemas Nervioso y Endocrino

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Clasificación de los Animales: Filos y Subfilos

Esquema de Clasificación (Filos Principales)

  • Poríferos
  • Cnidarios
    • Clase Antozoos
    • Clase Escifozoos
    • Clase Hidrozoos
  • Nematodos
  • Platelmintos
    • Clase Turbelarios
    • Clase Trematodos
    • Clase Cestodos
  • Anélidos
    • Clase Oligoquetos
    • Clase Poliquetos
    • Clase Hirudíneos
  • Moluscos
    • Clase Gasterópodos
    • Clase Bivalvos
    • Clase Cefalópodos
  • Artrópodos
    • Subfilo Quelicerados
      • Clase Arácnidos
        • Orden Araneos
        • Orden Escorpiónidos
  • Equinodermos
  • Cordados
    • Subfilo Vertebrados
      1. Clase Condrictios y Clase Osteíctios (Peces)
      2. Clase Anfibios: Orden Anuros, Orden Urodelos
      3. Clase Reptiles: Orden Saurios, Orden Crocodilios, Orden Ofidios, Orden Quelonios
      4. Clase Aves: Subclases Paleognatas y Subclase Neognatas
      5. Clase Mamíferos: Subclase Monotremas, Subclase Marsupiales, Subclase Placentarios

La Función de Relación y los Sistemas de Coordinación

Relación entre el Sistema Nervioso y el Sistema Endocrino

La función de relación permite a los organismos interactuar con su entorno y mantener la homeostasis. Esta función se coordina mediante el Sistema Nervioso y el Sistema Endocrino.

Proceso de la Función de Relación

  1. Estímulos:
    • Físicos: luz, temperatura.
    • Químicos: nutrientes y tóxicos.
  2. Órganos Receptores: Captan los estímulos (externos e internos).
  3. Coordinación: Sistema Nervioso y Sistema Endocrino procesan la información.
  4. Respuestas (mediante Efectores):
    • Glándulas (secreción)
    • Sistema Locomotor (movimiento)

Definiciones Clave

Estímulo
Es cualquier cambio físico o químico producido en el medio externo o interno que el sistema nervioso puede detectar. Ejemplos: luz, temperatura, presión, sonido, osmolaridad.
Receptor
Es la estructura especializada para captar un determinado tipo de estímulo. Ejemplos: fotorreceptores (retina), receptores de dolor en la piel, osmorreceptores en los vasos sanguíneos.
Transmisor
Estructura por la cual la información entrante o aferente viaja desde el receptor hasta un centro nervioso.
Efector
Estructura que recibe la información eferente y efectúa una acción en consecuencia. Los órganos efectores son músculos o glándulas.

Receptores Sensitivos y Tipos de Nervios

Clasificación de Receptores Sensitivos

  • Mecanorreceptores: Responden a estímulos mecánicos (Tacto, equilibrio y oído).
  • Quimiorreceptores: Responden a estímulos químicos (Gusto y olfato).
  • Fotorreceptores: Responden a estímulos luminosos (La vista).

Tipos de Nervios

Los nervios se clasifican según su origen y función:

  1. Nervios espinales
  2. Nervios mixtos
  3. Nervios craneales
  4. Nervios motores
  5. Nervios sensitivos

Hormonas Clave en Insectos

Asociación entre hormona, lugar de producción y función en el desarrollo de insectos:

HormonaLugar de ProducciónFunción
Ecdisona (Ecdisoma)Glándula protorácicaFormación de la pupa, desprendimiento del exoesqueleto y metamorfosis.
Neotenina (Hormona Juvenil)Cuerpos aladosCrecimiento de la larva (mantiene el estado larvario).
EcdisotropinaCuerpos cardíacosInhibe la Neotenina y estimula la glándula protorácica.

Procesos Bioquímicos del Impulso Nervioso

A: Transmisión del Impulso Nervioso en la Neurona (Potencial de Acción)

El potencial de acción se genera mediante la despolarización de la membrana en el punto de excitación. Esto ocurre debido a la apertura simultánea de los canales de Na⁺, lo que provoca su entrada masiva a favor del gradiente electroquímico. Esta entrada invierte la diferencia de potencial, pasando de aproximadamente -70 mV a +30 mV.

A partir del punto de excitación, se genera una cascada de excitación de membrana que permite la propagación del impulso nervioso a lo largo de la fibra nerviosa.

Tras un tiempo de entre 0.5 y 2 ms, conocido como periodo refractario, se restaura el estado inicial: la membrana se repolariza y recupera el potencial de reposo. Durante este periodo, la neurona no puede ser excitada.

B: Transmisión del Impulso Nervioso entre Neuronas (Sinapsis)

La transmisión del impulso nervioso entre neuronas se denomina sinapsis. Se distinguen las siguientes fases:

  1. Síntesis y Almacenamiento: Síntesis del neurotransmisor y almacenamiento en las vesículas sinápticas.
  2. Liberación del Neurotransmisor: Ocurre por exocitosis. El impulso nervioso abre los canales de Ca²⁺ de la membrana presináptica. La entrada de este ion provoca la fusión de las vesículas sinápticas con dicha membrana y la liberación del neurotransmisor en el espacio sináptico.
  3. Unión al Receptor: El neurotransmisor se une a su receptor proteico.
  4. Generación de Señal Postsináptica: Estos receptores suelen ser canales iónicos que, al abrirse, permiten el paso de iones. Esto genera una señal eléctrica que se extiende como una onda a lo largo de la membrana de la neurona postsináptica.
  5. Inactivación del Neurotransmisor: Se produce por degradación química (intervienen enzimas del espacio sináptico) o por reabsorción en la membrana presináptica para su reutilización.

Modelos de Sistema Nervioso en Invertebrados

Tipo de Sistema NerviosoDescripciónFilos Representativos
Plexo NerviosoExtensa red de células nerviosas, sin ganglios definidos, ubicada en la pared del cuerpo o mesoglea.Cnidarios
Sistema Nervioso CordalUn par de ganglios cerebroideos anteriores de los que parten un par de cordones nerviosos longitudinales que se extienden y ramifican.Platelmintos
Sistema Nervioso RadialUn anillo nervioso periesofágico que rodea la boca y funciona como centro nervioso, del que parten cinco cordones nerviosos radiales que conducen las señales.Equinodermos
Sistema Nervioso EscaleriformeUn ganglio cerebral dorsal situado en la cabeza, un collar periesofágico y un cordón nervioso ventral (generalmente doble) con un par de ganglios en cada segmento, conectados por nervios transversales.Anélidos, Moluscos y Artrópodos

Estructura y Funciones del Sistema Nervioso Vertebrado

1. Componentes Anatómicos (Referencia a Dibujo)

Identificación de partes del encéfalo y estructuras asociadas:

  1. Cerebro
  2. Cráneo
  3. Cerebelo
  4. Bulbo Raquídeo
  5. Médula Espinal
  6. Columna Vertebral
  7. Puente de Varolio (Protuberancia)
  8. Hipófisis
  9. Tálamo
  10. Cuerpo Calloso

2. Esquema Funcional del Sistema Nervioso Periférico (SNP)

Sistema Nervioso Periférico Aferente (Sensitivo)
Formado por fibras sensitivas. Recibe impulsos de los receptores sensoriales y los transmite al Sistema Nervioso Central (SNC) para su procesamiento.
Sistema Nervioso Periférico Eferente (Motor)
Constituido por fibras motoras. Transmite los impulsos originados en el SNC a los órganos efectores (músculos o glándulas). Se divide en dos subsistemas:

Sistema Nervioso Eferente

  • Sistema Nervioso Somático: Inerva los músculos esqueléticos mediante una sola neurona.
  • Sistema Nervioso Autónomo (Vegetativo): Inerva la musculatura lisa, el músculo cardíaco y las glándulas, generalmente mediante dos neuronas. Se subdivide en:
    • Sistema Simpático: Sus fibras parten de la médula y circulan a través de los nervios raquídeos. Está implicado en las actividades de gasto energético (catabolismo).
    • Sistema Parasimpático: Sus fibras parten del encéfalo o de los nervios raquídeos de la región sacra de la médula. Encargado de conservar la energía (incremento del anabolismo).

Diferencias entre Glándulas Exocrinas y Endocrinas

Tipo de GlándulaMecanismo de SecreciónEjemplos
ExocrinaSecretan sus productos (ej. enzimas) a través de conductos o tubos corporales, dirigiéndolos a la luz de un órgano o a la superficie externa.Glándula sudorípara, próstata, páncreas exocrino, glándula salival.
EndocrinaSecretan sus productos (hormonas) directamente en el torrente sanguíneo, donde son transportadas por los vasos sanguíneos hasta los tejidos diana (blancos) para ejercer su función.Hipófisis, glándula tiroides, páncreas endocrino, ovarios, testículos.

Hormonas Humanas Clave: Origen y Función

HormonaAbreviaturaLugar de ProducciónFunción Principal
Hormona FoliculoestimulanteFSHHipófisisEstimula la formación de los folículos, la producción de estrógenos y la espermatogénesis.
Hormona del CrecimientoGHHipófisisAlargamiento de los huesos y crecimiento general.
TiroxinaT4TiroidesEstimula el metabolismo celular, el crecimiento y el desarrollo.
ParatohormonaPTHParatiroidesAumenta el nivel de calcio en sangre.
InsulinaPáncreasReduce la concentración de glucosa en la sangre facilitando su entrada en las células.
GlucocorticoidesCortisolGlándula SuprarrenalRegulan el metabolismo de los glúcidos, lípidos y proteínas.
ProgesteronaOvariosInterviene en el ciclo menstrual y prepara el endometrio para el embarazo.
TestosteronaTestículosResponsable de los caracteres sexuales masculinos.

Descripción Detallada de Filos Animales

Existen 9 filos de animales principales:

Poríferos (Esponjas)

  • Forman el filo animal más primitivo.
  • No poseen tejidos verdaderos.
  • Son animales filtradores, sésiles y acuáticos (en su mayoría, marinos).
  • Son irregulares, carecen de simetría.
  • Reproducción asexual (gemación) y sexual (espermatozoide y óvulos).

Cnidarios

  • Simetría radial, con cuerpo blando no segmentado.
  • La pared del cuerpo está formada por la epidermis y la gastrodermis, separadas por una masa gelatinosa denominada mesoglea.
  • La cavidad interior, el celénteron, funciona como estómago y se comunica con el exterior por boca y ano.
  • Rodeando la boca se encuentran tentáculos.
  • Presentan cnidoblastos, células con las que inyectan veneno a sus presas.
  • Son acuáticos, la mayoría marinos.
  • Presentan forma de pólipos y medusas.

Nematodos, Platelmintos y Anélidos (Gusanos)

Se conocen comúnmente como gusanos.

Platelmintos

  • Poseen simetría bilateral.
  • Su cuerpo es aplanado, alargado, no segmentado y sin cavidades corporales.

Anélidos

  • Poseen simetría bilateral, cuerpo cilíndrico y alargado.
  • Está segmentado en anillos denominados metámeros.
  • Algunos presentan formaciones epidérmicas aciculares, llamadas quetas.
Clases de Anélidos:
  • Oligoquetos
  • Poliquetos
  • Hirudíneos

Moluscos

  • Poseen simetría bilateral y un cuerpo blando, no segmentado, estructurado en cabeza, masa visceral y pie.
  • Cuentan con tres características esenciales:
    • Tienen un pie musculado.
    • Los envuelve una concha calcárea (total o parcialmente).
    • Disponen de la rádula para alimentarse.

Clases Principales de Moluscos:

  • Gasterópodos: Su pie es ancho, plano y reptador. Tienen concha externa, única y enrollada en espiral (ej. babosas, caracoles).
  • Bivalvos: Poseen un pie cavador. Tienen concha externa formada por dos valvas.
  • Cefalópodos: Su pie está dividido en 8-10 tentáculos. La concha es reducida o inexistente.

Artrópodos

Constituyen el mayor filo con mayor éxito adaptativo. Presentan las siguientes características:

  • Poseen simetría bilateral.
  • Su cuerpo se divide en cabeza, tórax y abdomen. La cabeza y el tórax pueden estar fusionados en el cefalotórax.
  • Presentan apéndices articulados con funciones locomotoras, alimenticias o sensoriales.
  • Poseen un exoesqueleto que les permite sobrevivir en el medio terrestre.
  • Crecen mediante mudas. Cuando esto va acompañado de un cambio en su forma, hablamos de metamorfosis.

Clasificación de los Artrópodos

Se clasifican según el tipo y el número de apéndices:

Quelicerados

Dentro de este subfilo destacan los Arácnidos, cuyas características son:

  • Carecen de antenas.
  • Su cuerpo está dividido en cefalotórax y abdomen.
  • Poseen en el cefalotórax:
    • Ocelos (ojos simples).
    • Un par de quelíceros para alimentarse.
    • Un par de pedipalpos con función masticadora y táctil.
    • 4 pares de patas.
  • Carecen de apéndices en el abdomen.
  • No tienen metamorfosis ni aspectos larvarios.
  • Pueden ser terrestres y carnívoros o ectoparásitos (Ácaros).
Crustáceos

Dentro del subfilo, destaca la clase Malacostráceos, con las siguientes características:

  • Su cuerpo se divide en cabeza, abdomen y tórax.
  • Poseen apéndices birrámeos.
  • Exoesqueleto muy duro.
  • Tórax recubierto por un caparazón.
  • Los ojos son compuestos y pedunculados.
  • Presentan estados larvarios y metamorfosis.
  • Son depredadores, carroñeros o filtradores.
Unirrámeos: Insectos (Hexápodos)

Dentro del subfilo Unirrámeo, destaca la clase Insectos o Hexápodos. Presentan:

  • Estados larvarios y desarrollo por metamorfosis complejas.
  • Desarrollan alas con nerviaciones.
  • Poseen tres pares de patas.
  • En la cabeza poseen un par de antenas y un par de ojos compuestos.

Los insectos se clasifican en apterigotos (sin alas ni metamorfosis) y pterigotos (con alas y metamorfosis).

Unirrámeos: Miriápodos

En el subfilo Unirrámeos se incluyen también los Miriápodos:

  • Cuerpo dividido en cabeza y tronco.
  • Presentan ojos simples y un par de antenas.
  • El tronco es largo y presenta un número variado de segmentos.

Las clases más representativas son los Quilópodos (cien pies) y Diplópodos (mil pies).

Equinodermos

Poseen las siguientes características:

  • Poseen simetría pentarradial.
  • El cuerpo carece de cabeza y tiene 5 ambulacros que se insertan en los interambulacros.
  • El endoesqueleto está formado por placas calcáreas con espinas.
  • Poseen un sistema ambulacral con pies ambulacrales.
  • Son marinos y carnívoros.
  • Reproducción sexual, con fecundación externa. Son hermafroditas.

Las clases más destacadas son los Equinoideos (Erizos), Asteroideos (Estrellas) y Ofiuroideos (Ofiuras).

Cordados

Poseen 3 características únicas que los definen como filo:

  1. Cordados: Poseen notocorda, un eje longitudinal presente en embriones de cordados y adultos. En vertebrados es la columna vertebral.
  2. Epineuros: Tienen un tubo neural dorsal que va desde la cabeza a la cola.
  3. Faringotremas: Presentan hendiduras faríngeas por las que sale el agua que entra por la boca. En los primitivos tienen función respiratoria y alimenticia. En los superiores se pierden, pero es un órgano común para el sistema digestivo y respiratorio.

Función de Relación en los Animales

La función de relación permite a los animales mantener la homeostasis (equilibrio en el medio interno).

Sistemas Implicados:

  • Sistema Nervioso: Formado por tejido nervioso (cuya célula es la neurona). Se encarga de la coordinación nerviosa, centralizando los estímulos captados por los receptores y emitiendo respuestas.
  • Sistema Endocrino: Constituido por las glándulas endocrinas y sus secreciones (hormonas).

Etapas de la Función de Relación:

  1. Percepción: La realizan los receptores sensoriales especializados en la recepción específica de los estímulos:
    • Mecanorreceptores: Estímulos mecánicos (tacto, oído y equilibrio).
    • Quimiorreceptores: Estímulos químicos (olfato y gusto).
    • Fotorreceptores: Estímulos luminosos (sentido de la vista).
  2. Interpretación e Integración: Conduce la información recibida en forma de impulsos nerviosos por las neuronas hasta los centros nerviosos.
  3. Respuesta: Las respuestas son trasladadas hasta los órganos efectores:
    • Músculos: Realizan movimientos.
    • Glándulas: Segregan hormonas (coordinación endocrina).

Modelos de Sistema Nervioso en Invertebrados

Se observan cuatro modelos principales de sistema nervioso:

  • Plexo Nervioso: Sistema nervioso de los Cnidarios. Es una red de células nerviosas sin centralización.
  • Sistema Nervioso Cordal: Propio de los Platelmintos. Formado por dos ganglios cerebroideos de los que salen dos cordones nerviosos.
  • Sistema Nervioso Radial: Se observa en los Equinodermos. Formado por un anillo nervioso del cual parten 5 cordones nerviosos.
  • Sistema Nervioso Escaleriforme: Propio de Anélidos, Moluscos y Artrópodos. Está constituido por:
    • Ganglio cerebral (controla todas las funciones).
    • Collar periesofágico (dos cadenas de ganglios que rodean la faringe).
    • Cordón nervioso ventral (doble, con un par de ganglios en cada segmento conectados por nervios transversales).

Estructura del Sistema Nervioso Central (SNC)

Telencéfalo

  • En Peces, Anfibios y Reptiles: Presenta dos bulbos olfativos y un cerebro con dos pequeños hemisferios cerebrales.
  • En Mamíferos y Aves: Presenta dos grandes hemisferios cerebrales, ocupados por el primer y segundo ventrículo. Posee una corteza cerebral externa de sustancia gris y un cuerpo calloso interno de sustancia blanca.

Funciones del Telencéfalo:

  • Bulbos Olfativos: Interpretan las sensaciones olfativas.
  • Corteza Cerebral: Interpreta sensaciones, elabora respuestas, controla movimientos voluntarios y gestiona la conciencia, memoria e inteligencia.

Otras Divisiones del Encéfalo

  • Diencéfalo: Incluye el Tálamo, Hipotálamo (asociado a la hipófisis), Tercer Ventrículo y Epitálamo (asociado a la epífisis).
  • Mesencéfalo: Incluye el Techo del Mesencéfalo (tubérculos cuadrigéminos) y el Acueducto de Silvio.
  • Metencéfalo: Incluye los Hemisferios Cerebelosos y el Puente de Varolio (Protuberancia).
  • Mielencéfalo (Bulbo Raquídeo): Contiene sustancia blanca por fuera y gris por dentro. Posee el Cuarto Ventrículo.