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viernes, 8 de diciembre de 2017

Las exuvias

Los artrópodos son los animales invertebrados que forman el filo mas diverso del reino animal.

Desde esta primavera pasada que me ha dado por fotografiar animales, fundamentalmente artrópodos, he ido poniendo en el blog, casi a diario, fotografías de alguno de ellos con explicaciones sobre su clasificación taxonómica, sus características morfológicas, su hábitat y distribución, su ciclo biológico y su comportamiento.

La mayoría son artrópodos que he fotografiado muy cerca de casa, durante cortos paseos en mi tiempo libre y la información publicada suele provenir de algunos manuales o guías que tengo en casa, de la wikipedia y de publicaciones especializadas de entomología o páginas web especializadas. Cuando no eran insectos, eran arañas, siendo menos las veces que saltaba a los vertebrados a los que tampoco he despreciado nunca, pero a los que no se bien porqué he fotografíado mucho menos.

En pocas ocasiones he hablado sin embargo de manera general sobre anatomía ni tagmosis de los artrópodos.

En este punto lo primero que tengo que recordar es que tagma es una palabra que deriva del griego "τάγμα"  que hace referencia a algo que ha sido ordenado o dispuesto. El plural de tagma es tagmata, término con el que en biología se denomina a la agrupación de segmentos, por lo general, en la anatomía de artrópodos.

En artrópodos, la tagmatización es la diferenciación de regiones del cuerpo o tagmas, formados por series de metámeros o segmentos similares entre sí y diferenciados del resto. La fusión de los metámeros de un tagma puede ser total, de modo que se pierde la segmentación externa. Los diferentes tagmas que forman el cuerpo de los artrópodos varían en su morfología y en su número, lo que a veces hace difícil la homologación de los tagmas en los diferentes grupos de artrópodos.

Hoy no me voy a entrar en mas detalles sobre la tagmatización de los artrópodos, cosa que quizás me entretenga otro día, pero si voy a hablar un poco de anatomía, en concreto, de la capa exterior del artrópodo que nos permite diferenciar sus tagmas, es decir, el tegumento ( la palabra tegumento deriva del latín  "tegumentum" que significa lo que cubre o cubierta).

Todos los animales tienen el cuerpo cubierto por estructuras que le brindan protección. Los organismos unicelulares están cubiertos por una delgada membrana celular (esta es una de las primeras lecciones que tomamos de biología en nuestra infancia y que estoy seguro que su descubrimiento hizo que algunos nos decantásemos ya de pequeños por el estudio de las ciencias naturales) y los animales pluricelulares invertebrados tienen su cuerpo cubierto por tejido epitelial. Por ejemplo, los poríferos y los celentéreos tienen el tegumento constituido por una sola capa o estrato de células, los platelmintos de vida libre tienen un tegumento de capa simple y los que viven en el tracto digestivo tienen la epidermis cubierta con una cutícula gruesa, los moluscos terrestres protegen el cuerpo mediante la secreción de moco (vimos un ejemplo por ejemplo cuando presente a nuestra amiga la babosa) y los artrópodos terrestres a menudo tienen lo que llamamos un exoesqueleto.

Este exoesqueleto está formado por una serie de segmentos ostensibles, con apéndices formados por piezas articuladas conectadas mediante membranas internas que permiten el movimiento. En las formas mas primitivas cada placa está limitada a un segmento mientras que en las mas evolucionadas es frecuente la fusión de las placas de varios segmentos para formar las regiones corporales. El exoesqueleto es la cubierta exterior del artrópodo y constituye su estructura fundamental, ya que los caracteres del animal vienen definidos por el tipo y clase de tegumento que posee.
En los artrópodos, la cutícula es la capa más exterior de este tegumento, inmediatamente por encima de la epidermis y segregada por ésta. Es una formación rígida, acelular de estructura compleja y compuesta por quitina, entre otras sustancias. Diferenciamos en ella entre epicutícula, compuesta por proteínas y ceras que evitan la pérdida de agua y la procutícula que es mas gruesa y se puede dividir a su vez en exocutícula y endocutícula ambas formadas por proteínas y quitina.

El término quitina deriva de la palabra griega "χιτών" que significa quitón o túnica. La quitina es un hidrato de carbono nitrogenado, de color blanco, insoluble en el agua y en los líquidos orgánicos que se encuentra en el dermatoesqueleto de los artrópodos, al cual da su dureza especial, en la piel de los nematelmintos y en las membranas celulares de muchos hongos y bacterias. Es un polisacárido compuesto de unidades de N-acetil-D-glucos-2-amina unidas entre sí con enlaces β-1,4.

Esta estructura bioquímica permite un incremento de los enlaces de hidrógeno con los polímeros adyacentes, dándole al material una mayor resistencia.

Fue encontrada por primera vez en setas en 1811 por el profesor Henri Braconnot en Francia. En 1830, fue aislada en insectos y nombrada quitina; y en 1859, el profesor C. Rouget descubrió su principal derivado la quitosana, al cual le dio el nombre de quitina modificada.

Pero la primera persona que consiguió describir correctamente su estructura química fue Albert Hofmann, un químico Suizo que sin embargo es mucho mas conocido por  ser el primero en haber sintetizado, ingerido y experimentado los efectos psicotrópicos del LSD (dietilamida de ácido lisérgico), mientras estudiaba los alcaloides producidos por el cornezuelo del centeno en el departamento químico-farmacéutico de los laboratorios Sandoz (el actual Novartis).

Mientras el Sr Hofmann purificaba y cristalizaba el LSD, lo interrumpieron una serie de sensaciones extrañas que describió de la siguiente manera:

Viernes 16 de abril de 1943: me vi forzado a interrumpir mi trabajo en el laboratorio a media tarde y dirigirme a casa, encontrándome afectado por una notable inquietud, combinada con cierto mareo. En casa me tumbé y me hundí en una condición de intoxicación no desagradable, caracterizada por una imaginación extremadamente estimulada. En un estado parecido al del sueño, con los ojos cerrados (encontraba la luz del día desagradablemente deslumbrante), percibí un flujo ininterrumpido de dibujos fantásticos, formas extraordinarias con intensos despliegues caleidoscópicos. Esta condición se desvaneció dos horas después.

 
La única explicación que encontró fue que hubiera absorbido a través de la punta de los dedos parte de la solución de LSD mientras se cristalizaba. El LSD-25, dedujo, debía ser una sustancia de potencia extraordinaria si había hecho eso con una cantidad tan pequeña. Resuelto a llegar al fondo del asunto, decidió llevar a cabo un experimento sobre sí mismo y tras una prueba con una cantidad menor, tres días después consumió 250 microgramos de LSD. El resto ya es historia.

Bueno, curiosidades psicódelicas aparte, volvamos a nuestro tema, los insectos.

El crecimiento de tamaño de los insectos les obliga de vez en cuando al cambio de su exoesqueleto o cutícula, es lo que denominamos muda. La exuvia son las partes cuticulares del tegumento o cutícula vieja, es decir, la cubierta exterior o exoesqueleto, abandonado por el insecto (larvas o ninfas) tras la muda. La exuvia de un artrópodo puede ser muy útil para identificar la especie o incluso el sexo del animal.   

Hoy voy a mostrar un ejemplo de lo dicho con fotografías de Odonatos.

Como ya bien sabemos, los odonatos o libélulas presentan metamorfosis incompleta, es decir, del huevo eclosiona un estado juvenil llamado ninfa que sufre varias mudas de cutícula a lo largo de su vida, antes de  transformarse en adulto. Son pues, insectos hemimetábolos que presentan unos estados inmaduros similares al adulto y no presentan ninguna fase inactiva. Sus ninfas  viven en el agua, siendo depredadoras muy activas de otros invertebrados o incluso pequeños alevines de peces y renacuajos. 

 
Larva de odonato

A lo largo de su vida mudan varias veces de cutícula, hasta que finalmente, la ninfa que dará lugar al adulto sale del agua y se encarama a una rama o cualquier otra estructura elevada, donde sufre la última muda de la que emerge la libélula adulta. 


La vieja cutícula de esta última ninfa, vacía y abandonada,  queda enganchada a la rama siendo mudo testigo de la eclosión de una bella libélula. 


Esta cutícula que mantiene la forma del animal y en la que se puede observar la cisura por la que emergió el adulto, es la exuvia.

 
Exuvia de un odonato en una roca de un río