Ultima clase de Origen y Evolución de los Insecto y Morfologia Interna

TRABAJO GRUPAL SOBRE LA CLASE:

ARTICULO SOBRE EL ORIGEN DE LOS INSECTOS. (INTERESANTE) TIENE QUE VER MUCHO CON LA CLASE.

Cuando el estudioso pretende conocer el origen de cualquiera de las especies vivientes, tropieza con una embarazosa dificultad, la misma que tiempo atrás constituyó un grave problema para el pionero de la conducta animal: Charles Darwin en su obra "El Origen de las Especies"; tal dificultad fue denominada por él mismo como "la Imperfección de los Estratos Geológicos". Y en realidad, al decirse que escrita está sobre las rocas la historia del pasado biológico desde épocas anteriorísimas a la aparición del hombre sobre la tierra, solo logramos aproximarnos a la verdad, ya que si limitamos la atención y hacemos un detallado estudio sobre una sola formación "Estrato" no encontraremos en ellas series graduales ordenadas de especies fósiles; es decir, no siempre hallaremos los restos más antiguos en las capas geológicas más profundas y los más contemporáneos en los estratos más externos, como lógicamente puede suponerse, puesto que los muchos accidentes ocurridos en tantos miles de años han desordenado, locamente, la mayoría de los restos fósiles.

Los insectos como otros invertebrados se han conservado en estado fósil por una serie de acontecimientos que tuvieron como resultado su enterramiento en un medio adecuado. Es necesario un enterramiento inmediato para que se conserve todo el insecto; de otra manera el cuerpo se reblandece y caen todas sus partes, quedando muchas veces solo las alas. Estas se descomponen más lentamente y por lo tanto, pueden conservarse en condiciones menos favorables, razón por la cual muchos ejemplares de insectos fósiles consisten únicamente en las alas. Además, los insectos fósiles no se encuentran en tantos yacimientos ni localidades como la mayoría de otros artrópodos.

Se han hallado fósiles de insectos en cerca de 150 localidades de diversas partes del mundo. Entre las más importantes pueden considerarse, Commentry, en la parte central de Francia, donde fueron depositados en un lago de aguas dulces, en el período carbonífero superior, (300 millones de años aproximadamente) miles de especímenes que se encuentran más o menos bien conservados y son considerados por algunos como los insectos más antiguos que se conocen. Otro sitio de considerable importancia es la roca caliza del Elmo, en el estado de Kansas, EEUU., donde se han encontrado hasta ahora cerca de 10.000 insectos acuáticos y crustáceos, admirablemente bien conservados. La piedra caliza litográfica de Baviera y otras del mismo tipo, distribuidas principalmente en Europa, han dado material valiosísimo para los investigadores, pero ningún yacimiento supera en riqueza al maravilloso Ambar del Báltico, en las Costas de Alemania, a cuyo material me referiré más adelante por ser insectos de edad más contemporánea.

En realidad la primera constancia geológica del origen de los insectos es todavía insegura; se han encontrado unos pocos fragmentos de pequeños artrópodos en un cuarzo del período devónico (anterior del carbonífero, 300 millones de años aprox.) y un grupo de científicos los clasificó como Tisanuros, pequeños insectos sin alas de cuerpo desnudo y a menudo cubierto de escamas, sin una metamorfosis marcada, pero su verdadera identidad será dudosa hasta cuando se sepa más de ellos. Lo mismo puede decirse para otros tres fósiles del primer período carbonífero, consistentes en algunas alas encontradas en Checoslovaquia y Alemania; lo único que puede deducirse es que en aquella época existieron insectos voladores con alas perfectamente desarrolladas.

Desde el período siguiente (50 millones de años) en adelante la entomofauna es mucho mejor conocida; ésta se encuentra ya muy evolucionada y comprende diversos grupos con analogías a algunos órdenes de los insectos actuales.

Los insectos del carbonífero fueron reunidos por el paleontólogo norteamericano, Samuel Hubard, en un gran grupo que denominó "Palaeodictiopteros", el cual posee algunas samejanzas con los actuales ortópteros (cucarachas, langostas y grillos); estos antiguos insectos eran de tamaño mediano y hasta donde sabemos, todos los representantes tuvieron un par de lóbulos membranosos en el primer segmento torácico, considerados como indicadores del origen de las alas funcionales. Desafortunadamente no se conocen las fases metamorfósicas de ellos. Otros contemporáneos de estas libélulas gigantes fueron los del género "Titanophasma", de abdomen largo y delgado y de alas estrechas y membranosas, casi tan grandes como las anteriores; no se han encontrado estados metamorfósicos en ninguno de los dos grupos, pero se supone que fueron acuáticos y de metamorfosis sencilla. Como en aquel tiempo no habían aparecido todavía las aves, ni ningún vertebrado volador, quizá fueron ellos quienes dominaron el aire sin ser molestados por ningún otro animal.

Millones de años después de la aparición de los primeros insectos, cuando transcurría el período pérmico, (215 millones de años) ya se encontraban bien representados varios tipos de piojos masticadores de pocos milímetros de longitud y algunos tipos de chinches y neurópteros. Además, aparece aquí, también un extraño orden de insectos parecidos a los actuales escarabajos, con alas bien desarolladas, pero relacionados más estrechamente con los grillos, denominados "Protelytroptero" importantes por su tipo de metamorfosis completa.

Ya en la era mesozoica, la de los gigantescos reptiles, cambió marcadamente la entomofauna, y ninguno de los órdenes extinguidos subsistió después de iniciado este período. Entre los representantes insectiles de este tiempo se cuentan ciertas especies australianas emparentadas con los grillos, que poseyeron en las alas un gran aparato estridulatorio; esto constituye la primera constancia de la producción de sonido por los insectos. Como en esta época tampoco habían aparecido los pájaros, ni otros vertebrados que produjesen los sonidos animales ordinarios, es posible que dichos insectos estridulantes y sus parientes, fueran las criaturas más ruidosas de aquellos tiempos. Ya de aquí en adelante la fauna insectil se asemeja mucho a la moderna, pero continúan apareciendo cada vez más familias. En realidad, la apariencia de esta fauna es tan moderna que si viésemos una colección de aquellos especimenes, clavados con alfiler a la manera usual, no nos parecerían muy diferentes a nuestras colecciones actuales, excepto que no habrían visitantes de las flores, como abajas y abejorros, por cuanto las plantas florales solo aparecieron en el período siguiente, el cretáceo (120 millones de años).

Aunque los insectos del terciario no contribuyen a nuestro conocimiento de la evolución de la entomofauna como los más arcaicos, nos informan sobre la distribución geográfica de las familias y los géneros, y nos permiten hacer comparaciones seguras con los géneros y especies actuales. A tal época pertenecen los numerosísimos insectos fósiles del Ambar del Báltico (hasta ahora se han colectado 150.000 especies aprox.), consistentes en diminutos sarcófagos cristalinos en cuyo interior se encuentran insectos antiquísimos en perfecto estado de conservación. El material es en sí la resina fosilizada de una especie de pino extinguido (Pinitis succinifera), cuya distribución geográfica abarcaba extensas zonas nórdicas de Europa; muchos insectos y otros vertebrados que habitaban aquellos bosques, quedaron aprisionados en la resina de los árboles que frecuentaban; luego la resina cristalizó, cayó al suelo, se petrificó, y fue luego arrastrada por las aguas hasta las playas del mar Báltico, donde pueden hoy ser encontradas estas increibles joyas insectiles. El Dr. Morton Weler, quien se ha dedicado al estudio de los insectos del Ambar del Báltico, ha logrado diferenciar 43 géneros de hormigas, de lo cuales 24 existen en nuestros días. Además, descubrió que los hábitos sociales de éstas eran tan organizados como los de las existentes actualmente, con sus castas, sus obreras y hasta en la asociación con los pulgones; como esto ocurrió hace 60 millones de años aprox., antes de la época de aparición de la mayor parte de las familias de mamíferos hoy existentes, es indudable que la organización social de las hormigas es muchísimo más antigua que la nuestra.

Es importante aclarar que en períodos considerablemente anteriores como el silúrico (400 millones de años aprox.), habían aparecido ya sobre la tierra varios tipos de arácnidos, siendo entre estos los más antiguos algunos escorpiones que poseen mucha analogía con los actuales. El más antiguo fue denominado "Palaeophonus", ejemplar increíblemente bien conservado y que se considera como el fósil terrestre más primitivo encontrado hasta ahora. Las arañas y los ciempiés también fueron abundantes en aquella época, y poseían el cefalotórax dividido en segmentos en vez de la masa conjunta de los actuales descendientes; pero ninguno de estos grupos puede considerarse como ancestro en el origen de los insectos, ya que forman una clase totalmente aparte de ellos.

De todos los primitivos insectos conocemos hasta hoy seis órdenes diferentes, todos ellos extinguidos hace miles de años, excepto el grupo de los blattidos (cucarachas), insectos que han persistido a través de largos períodos geológicos, sin que en ellos se note una apreciable diferencia entre las especies primitivas y las actuales; la pequeña diferencia radica principalmente en la disposición de las nervaduras de las alas y posiblemente en el tamaño de animal, pues todos los abundantísimos fósiles de cucarachas que se han encontrado son de proporciones relativamente medianas y ninguno supera en tamaño a ciertas especies actuales de nuestro trópico. Este hecho lo he verificado, hasta cierto punto, como resultado de múltiples excursiones de fósiles que he realizado en el Valle del Patia, al sur del departamento del Cauca, importante yacimiento fosilífero en Colombia, donde a menudo suelen encontrarse impresiones pétreas de cucarachas de mediano tamaño y muchos artrópodos y vegetales fósiles que fueron allí depositados por las aguas corrientes cuando todo aquel valle era una bahía del Océano Pacífico. Puede demostrarse que tal territorio fue sin duda una entrada al mar, observando los muchos ejemplares fósiles de origen netamente marino que he colectado allí: corales, conchas, caracoles y un extraordinario cangrejo marino de estructura muy diferente a los que actualmente habitan el valle (ahora solo se encuentran pequeños cangrejos de rio).

Además, observando el paisaje circundante se dispone de otra evidencia para demostrar el origen marino del Valle de Patia: las montañas vecinas son grandes moles de rocas en las que aún se encuentran las impresiones de los distintos niveles del agua. Estos surcos en las rocas, a manera de gradas, se formaron en orden descendiente, a medida que bajaba el nivel del agua, hechos por el contínuo golpear de las olas que fueron carcomiendo los acantilados en el transcurso de miles y miles de años; luego logró desaguarse completamente por la hoz de Minamá, en el sur del Valle, la cual es un profundo cañon que divide la cordillera occidental y actualmente da paso a su través al rio Patía antes de desembocar al Océano Pacífico. Volviendo a nuestro caso de las cucarachas, jamás logré obtener en el Patía un ejemplar fósil tan grande como algunas cucarachas que hoy día habitan esa región, donde existen especies gigantes que sobrepasan las dos pulgadas y media de longitud.

Las cucarachas son posiblemente los insectos más ampliamente distribuidos en el globo; se han clasificado hasta ahora cerca de 3.500 especies, encontrándose en casi todos los tipos de climas existentes en la tierra. Naturalmente, no todas han adquirido hábitos domésticos y muchas especies presentan aspectos muy atractivos, como cierto tipo de cucarachita verde que habita las hojarascas y los detritos de los bosques circundantes de Manizales.
Como dato interesante, algunos yacimientos europeos de fósiles solo han mostrado cucarachas. Entre los órdenes de insectos extinguidos, los más expectaculares fueron sin duda los "Protodonata" semejantes a las actuales libélulas, que han sido encontrados en antiguas rocas de Frencia y Estados Unidos; poseían éstos un poderoso aparato masticador y sus patas estaban cubiertas de fuertes espinas. Todos estos protodonatos fueron grandes y algunos verdaderamente gigantescos, con una envergadura de 75 cms. de extremo a extremo de las alas y un cuerpo de hasta 40 cms. de largo, es decir, aproximadamente el tamaño de un gavilán. A juzgar por las semejanzas con sus actuales descendientes, estas superlibélulas debieron ser ágiles cazadoras de otros insectosd, y sin duda capturaban sus presas al vuelo para luego devorarlas, mientras descansaban posadas sobre los helechos gigantes y otras plantas primitivas.

Un estudio detallado del origen de los insectos pone en evidencia ciertos cambios progresivos estructurales a través de todos los períodos geológicos; aunque todo esto es aún tema de controversia entre los investigadores, se tienen suficientes pruebas que indican los pasos importantes en la evolución de estos animales. Los estudios morfológicos de los insectos existentes prueban que sus primeros antecesores fueron ápteros, (sin alas) como los actuales Thisanura "pescaditos de plata" que se encuentran ocasionalmente en las bibliotecas y sitios sombríos. La aparición de las alas, modificación probable de aletas laterales, fue sin duda el cambio más significativo en la línea evolutiva de los insectos.

Los insectos voladores primitivos no podían flexionar las alas en posición de reposo. El segundo paso evolutivo importante consistío en el desarrollo de una articulación que les permitió recoger las alas sobre el abdomen cuando no volaban; la adquisición de este mecanismo los hizo escurridizos y les dió facilidades para esconderse entre las piedras, rocas y detritus vegetales.

El tercer cambio evolutivo importante consistió en lograr una metamorfosis de tipo más completo con fases de larva y ninfa. Desde entonces, no se han operado cambios de tanta importancia. La fauna insectil de nuestros tiempos no es más que una pequeña parte del total de los que vivieron en los 350 millones de años atrás y han sobrevivido durante todo ese tiempo, sin sufrir modificaciones tan marcadas como en otros seres vivientes, pero se han adaptado maravillosamente para soportar toda la variedad de condiciones que hay sobre la tierra, y es de esperar que hayan adquirido especializaciones y adaptaciones que nosotros no entendemos completamente. El grado de desarrollo de los insectos es extremadamente variable y difícil de medir por normas humanas. Es bien conocido por todos que muchas especies de hormigas, abejas y termites de tendencias sociales, muestran un alto grado de eficiencia en sus laboriosas construcciones, movidas por alguna inexplicable fuerza definida como instinto, si no es por facultades de razón e inteligencia.

Queda mucho que investigar sobre la evolución filogénica de los insectos. Si bien es cierto que la biología - auxiliada con el descubrimiento del carbono 14 - ha hecho considerables avances cronológicos. Los fósiles de tantos insectos que vivieron en períodos geológicos distantes muchos millones de años de la era humana, son testigos elocuentes de las tantas vicisitudes por las que atravezaron en medios incompatibles para cualquier otra especie animal.

Al recapacitar y reconocer la prioridad cronológica de los insectos en relación con nosotros, es decir, todo aquel largo tiempo transcurrido antes de la aparición del hombre sobre la tierra, del cual fueron testigos, es a los ojos del biólogo, en algún sentido, vergonzosa nuestra niñez en la tabla de los períodos geológicos.

Stenophlebia Aqualis. Libélula gigante encontrada en la caliza de Solnhofen, Baviera. Uno de los insectos fósiles más grandes y mejor conservados: alcanzaron envergaduras hasta de 75 cm. de extremo a extremo de las alas y vivieron hace más de 200 millones de años.

El "Ala de Encaje" Es un Neuróptero Contemporáneo, cuyos antepasados fueron, quizás, la estirpe ancestral de donde se originaron los insectos capaces de doblar las alas sobre el dorso cuando no volaban. Este hecho marcó un importante paso en la línea evolutiva de los insectos.

Ejemplar antiquísimo de cucaracha fósil. Unico orden de insectos que ha persistido a través de los largos períodos geológicos, sin que en ellos se aprecie notable diferenciación entre las especies primitivas y las actuales. Los científicos estiman que vivió hace unos 300 millones de años.

Esta cucaracha incrustada en ámbar data de unos 60 millones de años y puede considerársele moderna si la comparamos con sus antecesores del período Carbonífero. En el mismo sarcó- fago de ámbar se observa otro insecto fósil.

ESTRUCTURA INTERNA DE LOS INSECTOS.


SISTEMA MUSCULAR.

El sistema muscular de un insecto es complejo y consiste de varios cientos a unos cuantos miles de músculos, todos ellos compuestos de fibras musculares estriadas. Los músculos esqueléticos, los cuales están conectados a la pared del cuerpo, mueven varias partes del mismo, incluyendo los apéndices que usualmente están conectados a la cutícula por medios de finas fibrillas llamadas tonofibrillas. La localización de los puntos de unión de los músculos del esqueleto algunas veces es utilizada para determinar la homología de varias partes del cuerpo. Los músculos viscerales rodean órganos como el corazón, el canal alimenticio y los conductos del sistema reproductivo, y producen los movimientos peristálticos que mueven los productos a lo largo de esos tractos; estos músculos usualmente consisten en fibras o bandas circulares y longitudinales.
Por su distribución los músculos pueden agruparse en tres categorías: Músculos Viscerales, Bandas Sedimentarías y Músculos de los Apéndices.

SISTEMA DIGESTIVO.

Los insectos se alimentan de ciertas sustancias orgánicas y su sistema digestivo es muy variado en las especies; sin embargo, todas tienen características en común. El canal alimenticio es un tubo que se extiende desde la cavidad oral hasta el ano, existen tres regiones diferentes: El Estomadeo o Estómago Anterior, El Mesenterón o Estomago medio y el Proctodeo o Estómago Posterior. Cada una de estas tres regiones puede diferenciarse o subdividirse en dos o más subregiones. Existen vávulas y esfínteres entre estas regiones que regulan el paso del alimento de una región a otra.

SISTEMA CIRCULATORIO.

El sistema circulatorio de los insectos es abierto comprado con el de los vertebrados que es cerrado. El órgano principal del sistema es el vaso dorsal que se extiende por detrás del tubo digestivo a lo largo del tórax y el abdomen. La parte posterior del vaso dorsal, presenta una serie de cámaras, una por cada segmento abdominal, a esta parte se le llama Corazón, y la parte anterior más delgada es la Aorta. Existen pares de bandas musculares que se extienden por la parte ventral del corazón hacia las partes laterales de las tergas, constituyendo el diafragma dorsal que más o menos separa la región alrededor del corazón de las demás cavidades del cuerpo. El corazón está provisto de aberturas laterales llamados Ostia u Ostiolo, un par por cada cámara por los cuales la sangre se introduce al órgano. El número de Ostiolo varía en los diferentes insectos, algunos pueden llegar a tener únicamente dos pares.

COMPONENTES DE LA SANGRE.

La sangre usualmente es un fluido claro en el cual están suspendidos los hemocitos; es de color amarillento o verdoso, algunas veces roja (como en las larvas de algunas moscas midge y algunos hemípteros acuáticos, por la presencia de hemoglobina). La sangre representa de 5 a 40% del peso del cuerpo (usualmente cerca de 25% o menos).
La parte líquida de la sangre (el plasma) contiene gran cantidad de sustancias disueltas (sales, azúcar, proteína, lipoproteínas y otras); éstas varían considerablemente en diferentes insectos y aun en el mismo insecto pero en diferentes situaciones, el plasma contiene muy poco oxígeno, pero puede contener 20 o más veces muchos de aminoácidos que tiene la sangre de los mamíferos y más ácido úrico que la sangre de éstos. Los homocitos varían considerablemente en número (de 1.000 a 100.000 por ml; pero el promedio es de 50.000 por ml), esta cantidad es frecuentemente más alta en las hembras que en los machos y aún más en las larvas que en los adultos; los hemocitos varían en forma y función.

FUNCIONES DE LA SANGRE.

La principal función de la sangre es la transportación de nutrientes, hormonas y desechos; lleva a cabo un papel secundario en el transporte de oxigeno dióxido de carbono. La sangre también tiene función homeostática, o sea mantener el balance del agua y la sal en el cuerpo; esta función involucra otros órganos, particularmente los tubos de Malpighi y el recto. Realiza una función mecánica en la expansión de las alas después de la última muda o en la emergencia del adulto al final de su estado pupal, en la muda y en la erección de algunas estructuras, así como la defensa de la acción fagocitócica de ciertos hemocitos, que atacan bacterias, forman barreras contra los parásitos y taponan las heridas.

SISTEMA RESPIRATORIO.

Este sistema básicamente es un intercambio de gases; consiste en aprovechar el oxígeno del medio, cómo es distribuido a los tejidos, y la eliminación del dióxido de carbono. La transportación de los gases de los insectos es una función propia del sistema traqueal; el sistema circulatorio juega un papel secundario en este proceso. En el sistema respiratorio tenemos los siguientes:
Ø El Sistema Traqueal.
Ø Espiráculos
Ø Sistema Traqueal Abierto y Cerrado.
Ø Tronco y Ramas Traqueales.

SITEMA REPRODUCTOR.

La reproducción casi siempre es sexual, y los aparatos reproductores están separados. La partenogénesis ocurre en muchas especies y en algunas no son conocidos los machos. En insectos sociales, las castas trabajadoras adultas son incapaces de reproducirse por sus órganos sexuales no están desarrollados. La reproducción asexual en insectos está restringida a particulares situaciones de poliembrionía, donde un solo jebecillo da lugar a dos o más individuos. Las gónadas en los insectos, ovarios en las hembras y testículos en los machos; están localizadas en el abdomen, los ductos de las gónadas abren al exterior cerca de la parte posterior final del abdomen.

SISTEMA REPRODUCTOR DE LA HEMBRA.

Este sistema consiste generalmente en un par de ovarios, un sistema de ductos a través de los cuales los huevos pasan al exterior y algunas estructuras asociadas. Cada ovario consta de un grupo de ovariolas, la base de cada ovariola forma un pequeño conducto o pedicelo; los pedicelos de cada grupo se reúnen para formar un cáliz, éstos a su vez se abren a un oviducto lateral. Por la parte superior están unidas o suspendidas a la pared del cuerpo por un ligamento suspensor llamado filamento Terminal. El número de ovariolas por ovario varía de uno a 200 o más, pero usualmente es de 4 a 8.

SISTEMA REPROCTOR DEL MACHO.

Consiste en un par de testículos, ductos que abren el exterior y glándulas. Cada testículo está formado por un grupo de tubos espermáticos o folículos en los cuales el esperma se desarrolla, cada tubo espermático conecta el vaso deferente a través de un conducto llamado vaso eferente. Los dos vasos deferentes se unen posteriormente para formar un conducto eyaculador común. Este conducto corre por el pene, al final del cual se encuentra el orificio por donde sale la esperma. En algunos insectos existe un ensanchamiento de cada vaso deferente en el cual el esperma es almacenado, estos ensanchamientos son llamados vesículas seminales. Por lo común el pene está asociado con estructuras externas de los genitales; la estructura llamada Edeago forma una funda rígida alrededor del verdadero pene membranoso.

REPRODUCCIÓN.

Normalmente la reproducción del insecto es bisexual, los huevos producidos por la hembra resultarán ser fecundados por los espermatozoos del macho. Considerando que en la mayoría de la especies sólo un sexo está presente en cada individuo; la fisiología de la reproducción se ocupa del desarrollo y maduración de los espermatozoos en el macho y de los huevos u óvulos en la hembra, y de la manera por la cual llegan a unirse. Entre la reproducción están las siguientes etapas:
Ø Formación de los huevos u ovogénesis.
Ø Formación de los espermatozoos o espermatogénesis.
Ø Copulación.
Ø Fecundación.
Ø Ovopisición etc.

SISTEMA NERVIOSO Y ENDOCRINO.

Los insectos tienen dos mecanismos cuya función es coordinar sus diversas actividades: El Sistema Nervioso, que coordina la actividad de los insectos con su ambiente interno y externo, y el sistema endocrino, que regula las secreciones hormonales, importantes para el funcionamiento de varios procesos como el crecimiento y desarrollo. Dentro de este sistema están los siguientes:
Ø Sistema Nervioso Central y
Ø Sistema Nervioso Estomodeico o Simpático.

PRACTICA # 2 ALAS

Conocimos y estudiamos las diferentes tipos de alas de los insectos las cuales explicaron a continuación:

Hemípteros: Tiene dos tipos de alas 2/3 hemiélitro y el otro es membranoso. Elitro; quiere decir que es un caparazón duro y fuerte que le sirve como protección al insecto de depredadores.

Libélula: Las formas de las alas de este insecto son reticuladas.
Díopteras: El primer par de alas son apergaminadas y el segundo par son membranosas, y con celdas cerradas.
Homópteras: Este tipo de alas son membranosas y con celdas cerradas.