Vertebrados terrestres: reptiles, aves y mamíferos
Del agua a la tierra
Quieres hacer la transición del agua a la tierra. Parece simple, ¿verdad? Bueno, si eres como los primeros vertebrados o animales con columna vertebral, vas a enfrentar algunos desafíos. Durante la Era Paleozoica (hace 542 a 251 millones de años), los primeros vertebrados pasaron lentamente a la vida en la tierra. Entonces, ¿qué desafíos enfrentaron estos vertebrados? Aquí está la lista corta:
- Desafío 1: Ser capaz de obtener oxígeno del aire en lugar del agua.
- Reto 2: Tener una dieta diferente en tierra que en el agua.
- Desafío 3: Las criaturas que viven en el agua se sienten más ligeras debido a la fuerza de flotación. Vivir en tierra hace que sea más difícil moverse, ¡lo que requiere más energía!
- Desafío 4: Tener sentidos que se ocupen de la vida en la tierra versus la vida en el agua.
¡Echemos un vistazo a los reptiles, aves y mamíferos para ver cómo superaron esta lista de desafíos!
Pulmones
Para hacer frente al Desafío 1, o poder obtener oxígeno del aire, los vertebrados terrestres necesitaban intercambiar branquias por pulmones. Muchas criaturas que viven en el agua usan branquias para extraer el oxígeno disuelto en el agua. Algunos animales acuáticos, como los anfibios, pueden intercambiar oxígeno a través de su piel.
Pero los vertebrados terrestres no pueden extraer oxígeno del agua, por lo que necesitan pulmones . Los reptiles son ectotermos , lo que significa que su temperatura corporal depende del medio ambiente. Como resultado, no requieren tanta energía como las aves o los mamíferos, los cuales son endotermos , que regulan su temperatura corporal internamente. Como resultado, los reptiles tienen pulmones simples donde el aire rico en oxígeno se mezcla con el aire pobre en oxígeno. Aunque esto no es extraordinariamente eficiente, funciona bien para las necesidades energéticas de un reptil.
Las aves, por otro lado, necesitan lidiar con las demandas extremas del vuelo, por lo que necesitan un método eficiente para obtener oxígeno. Las aves tienen sacos de aire, que evitan que el aire rico en oxígeno se mezcle con aire pobre en oxígeno. Esto asegura que cada respiración que tome un ave maximice la cantidad de oxígeno que llega a las células del cuerpo.
Finalmente, los mamíferos tienen un diafragma, que es un músculo que ayuda a inflarse los pulmones. Aunque los mamíferos no son tan eficientes como las aves en lo que respecta a su sistema respiratorio, son más eficientes que los reptiles ectotérmicos.
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Sistema digestivo
El desafío 2, o tener diferentes fuentes de alimentos en tierra, ha creado una amplia variedad de dietas, cada una adecuada para esas diferentes fuentes de alimentos. Y aunque los reptiles, las aves y los mamíferos comparten muchas estructuras digestivas similares como el esófago, el estómago y los intestinos, existen algunas variaciones.
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Por ejemplo, los sistemas digestivos de los mamíferos son extremadamente diversos. Los herbívoros , o animales que comen plantas, tienen estructuras adicionales como el rumen, que está lleno de protozoos, bacterias y hongos que ayudan en la digestión del material vegetal. Los carnívoros , o carnívoros, suelen tener un tracto digestivo más corto porque los nutrientes se obtienen más fácilmente de la carne.
Las aves tienen un sistema digestivo construido para volar. Es rápido y eficiente para que las aves no tengan que cargar con el peso extra de comida cuando están en el aire. Por ejemplo, un tipo de ave llamada candidiasis puede digerir las bayas en 30 minutos. Las aves tampoco tienen dientes. En cambio, tienen una molleja que ayuda a descomponer los alimentos, así como un pico que puede aplastar y desgarrar.
Los ectotermos, como los reptiles, tienen una tasa metabólica más baja, por lo que esto significa que su sistema digestivo es mucho más lento que el de las aves o los mamíferos. Dado que sus necesidades energéticas son menores, los reptiles tampoco necesitan comer tanto ni con tanta frecuencia.
Sistema circulatorio
Los vertebrados terrestres gastan mucha energía moviéndose, lo que nos lleva al Desafío 3. Estos vertebrados se ocupan de los requisitos energéticos adicionales de la tierra al tener un sistema circulatorio eficiente , o el ciclo de la sangre a través del cuerpo.
Las aves y los mamíferos tienen un corazón de cuatro cámaras, que mantiene la sangre rica en oxígeno separada de la sangre pobre en oxígeno, reduciendo así la mezcla. Este corazón de cuatro cámaras lo convierte en un sistema circulatorio eficiente.
Dado que las aves y los mamíferos son endotermos, requieren más energía para mantener su temperatura corporal. Aunque los reptiles tienen un sistema circulatorio más complejo en comparación con los peces y los anfibios, son menos eficientes que los mamíferos y las aves endotérmicos. Como resultado, los reptiles tienen un corazón de tres cámaras más simple.
Sistema nervioso
Y finalmente, el desafío 4. La luz, el olor y el sonido viajan de manera diferente en el agua que en la tierra, y moverse por la tierra requiere habilidades motoras diferentes en comparación con viajar en el agua.
Aunque los reptiles se consideran menos inteligentes que las aves o los mamíferos, tienen cerebelos y cerebros más grandes en comparación con los anfibios. El aumento de estas estructuras cerebrales ayuda a mejorar la función motora y el procesamiento de los sentidos como el olfato, la vista y el oído.
El sistema nervioso de un pájaro está bien adaptado para volar. Por ejemplo, el cerebelo es muy grande y esto se atribuye a los complejos movimientos necesarios para volar. El aumento de tamaño en otras partes del cerebro se atribuye a una mejor visión, audición y habilidades motoras más complejas.
Los mamíferos tienen porciones cerebrales más grandes que sus homólogos vertebrados. Por ejemplo, un mamífero tiene un cerebelo grande por lo que puede completar movimientos difíciles. Los mamíferos son únicos en el sentido de que son los únicos animales con un neocórtex, lo que permite el razonamiento espacial y el pensamiento consciente. Estas adaptaciones han permitido a los mamíferos habitar casi todos los hábitats terrestres que se encuentran en la tierra.
Resumen de la lección
La vida en la tierra vino con varios desafíos nuevos y estos desafíos dieron forma a las aves, los mamíferos y los reptiles en lo que son hoy.
Aunque las aves, los mamíferos y los reptiles tienen pulmones , la eficiencia varía. Los reptiles son ectotermos , por lo que no tienen los requisitos energéticos de las aves y los mamíferos (ambos son endotermos ) y, como resultado, sus pulmones no son tan eficientes. Las aves, que tienen requisitos de energía extraordinarios para volar, tienen sacos de aire que mejoran la eficiencia pulmonar. Los mamíferos se encuentran en algún lugar intermedio entre las aves y los reptiles, con pulmones que son lo suficientemente eficientes como para mantener una endotermia.
En tierra hay una nueva variedad de alimentos. Esto se presta a una nueva variedad de dietas, cada una adecuada para consumir diferentes materiales. Algunos herbívoros tienen adaptaciones como el rumen, lo que les ayuda a digerir el material vegetal. Las aves deben ser livianas, por lo que no tienen dientes. En comparación con las aves y los mamíferos, los reptiles ectotérmicos tienen un sistema digestivo más lento.
La vida en tierra requiere más energía. Las aves y los mamíferos tienen un corazón eficiente de cuatro cámaras que minimiza la mezcla de sangre rica en oxígeno y pobre en oxígeno. Los reptiles requieren menos energía, de ahí su corazón de tres cámaras.
Finalmente, la vida en la tierra requiere el uso de diferentes sentidos y habilidades motoras complejas. Esto conduce a un cerebro más grande con más porciones (especialmente en mamíferos y aves). Un ave tiene un cerebelo grande para lidiar con el vuelo, y un mamífero tiene una porción adicional llamada neocórtex, que permite pensamientos y movimientos complejos.