Anatomía animal

anatomía de los artrópodos

El exoesqueleto (del griego ἔξω, éxō "exterior" y σκελετός, skeletos "esqueleto") es el esqueleto externo continuo que recubre, protege y soporta el cuerpo de un animal, hongo o protista. Un exoesqueleto o dermoesqueleto recubre toda la superficie, de todos los animales del filo artrópodos (arácnidos, insectos, crustáceos, miriápodos y otros grupos relacionados), donde cumple una función protectora, de respiración y otra mecánica, proporcionando el sostén necesario para la eficacia del aparato muscular.

Diversidad

Los exoesqueletos se componen de diferentes materiales: materiales óseos o cartilaginosos y la dentina en los peces y las tortugas; la quitina forma el exoesqueleto en los artrópodos y en algunos hongos y bacterias; el carbonato de calcio constituyen las conchas de los moluscos, braquiópodos y algunos poliquetos y los corales y otros organismos acuáticos como los briozoários segregan exosqueletos de calcáreos;¹ la sílice conforma el exoesqueleto en las diatomeas microscópicas y radiolarios; en algunos organismos, como ciertos foraminíferos, los exoesqueletos se aglutinan pegando granos de arena y concha en su exterior. Contrariamente a una idea común errónea, los equinodermos no poseen exoesqueleto, pues siempre están contenidos dentro de una capa de tejido vivo.

Los exoesqueletos de algunos animales han resultado de procesos evolutivos independientes, por lo que algunos animales con endoesqueleto poseen también exoesqueleto o esqueleto dérmico. Así ocurre con algunos mamíferos, como los armadillo con sus estructuras óseas, el pangolín con el pelo. Entre los reptil, las tortugas presentan caparazones óseas y los cocodrilos tienen escudos óseos y escamas córneas.

El exoesqueleto de los artrópodos

Es una cubierta externa normalmente dura y resistente producida por la secreción de las células epidérmicas. El exoesqueleto está compuesto por el polisacárido quitina, un polímero formado por cadenas rectas y simples (no ramificadas) de N-acetil-2-D-glucosamina, un monosacárido que incluye nitrógeno en su composición. En algunos casos el exoesqueleto aparece calcificado, reforzado por la aposición de carbonato cálcico; es el caso de muchos crustáceos, como los cangrejos o las langostas. El exoesqueleto sirve también de depósito de productos de excreción, como la guanina, lo que es a veces causa de colores vivos o brillo metálico, como se observan en muchos artrópodos (como arañas, etc.)²

El exoesqueleto es realmente continuo, pero aparece estructurado en zonas engrosadas (escleritos) que se articulan por líneas o zonas donde es menor el espesor. En artrópodos de vida aérea, como los insectos o los arácnidos, el exoesqueleto se continúa hacia las cavidades respiratorias (pulmones o tráqueas) allí donde éstas se abren al exterior, tapizándolas.

El exoesqueleto favorece la fosilización, especialmente la de formas marinas, como crustáceos o trilobites, que frecuentemente lo presentan mineralizado.

Algunas arañas inyectan fluidos a sus presas para disolver los órganos internos, manteniendo el exoesqueleto.

Muda de una cigarra, Magicicada septendecim.

Ecdisis

El crecimiento de los artrópodos requiere que se desprendan periódicamente de su esqueleto externo, fenómeno al que nos referimos como muda o ecdisis. Cuando llega el momento el animal pasa a un estado de quiescencia (reposo), durante el cual se afloja la consistencia de las partes internas de la cutícula, a la vez que la epidermis, que está debajo, se prepara para la síntesis y secreción de los componentes de la nueva cutícula. Por un aumento de la presión interna, o a veces por otro mecanismo, se desgarra la vieja cutícula y el animal realiza los esfuerzos necesarios para desprenderse de ella a la vez que secreta la nueva. Cuando sale se encuentra en un estado de debilidad y su consistencia es blanda. En un plazo más o menos breve la nueva cubierta se endurece.

La ecdisis afecta, naturalmente, a los recubrimientos de las cavidades internas, de origen ectodérmico (los dos extremos del tracto digestivo y, en artrópodos aéreos, las tráqueas o pulmones).

La ecdisis no atañe solamente a los artrópodos, sino a los otros filos dotados de cutícula con los que están emparentados, y que conforman con ellos el clado de los ecdisozoos.

Exoesqueletos artificiales

Véase también: Exoesqueleto mecánico

Los humanos han usado durante mucho tiempo las armaduras como exoesqueletos artificiales para su protección, especialmente en combate.

Las ortesis son una forma médica limitada de exoesqueleto. Una ortosis es un mecanismo que acoplado a una pierna, o al torso, permite mejorar o corregir el comportamiento de esa pierna o de la espina dorsal. Una prótesis de pierna es un dispositivo que sustituye la parte faltante de una pierna. Si la prótesis forma su propia cubierta, se considera exoesqueletal. Si la estructura y el mecanismo son usados de manera interna y está cubierto de un material blando y no estructural, se considera una prótesis endoesqueletal.

Los exoesqueletos mecánicos han comenzado a ser usados con propósitos médicos e industriales, saltando del terreno de la ciencia-ficción, pero aún se encuentran en estado de prototipo.^{[cita requerida]} No obstante, el gobierno de los Estados Unidos ha financiado con 50 millones de dólares un proyecto para integrar exoesqueletos mecánicos a unidades de Marines, con propósito de aumentar su rendimiento.^{[cita requerida]}

Tres Leyes de los Exoesqueletos

Siguiendo el sentido de las tres leyes de la robótica creadas por Isaac Asimov, en el 2014 el educador mexicano Abel Pérez Rojas propuso las Tres Leyes de los Exoesqueletos:³

Primera: Todo exoesqueleto contendrá protocolos de programación para detectar y no accionarse con los impulsos nerviosos de ira u odio de su portador en contra de otro ser humano desprovisto de exoesqueleto.

Segunda: Los diversos actores que participen en el diseño, desarrollo y construcción deberán trabajar y destinar parte de sus recursos para garantizar la Primera Ley.

Tercera: No se podrá comercializar ningún exoesqueleto que no se haya diseñado, desarrollado o construido bajo la Primera y Segunda Ley.

La exuvia es la cutícula o cubierta exterior (exoesqueleto), abandonada por los artrópodos (insectos, crustáceos o arácnidos) tras la muda. La exuvia de un artrópodo puede ser muy útil para identificar la especie o incluso el sexo del animal.^1 2

No siempre es práctico estudiar insectos, crustáceos o arácnidos directamente; en ocasiones es más fácil recoger y estudiar sus exuvias con las que se pueden determinar algunos aspectos generales de su ciclo biológico, su distribución, número de individuos por sexo, poblaciones presentes en un ecosistema, etc.

Glosa (artrópodos)

En las abejas, las piezas bucales están adaptadas para lamer y succionar el néctar, consiste de una probóscide o tubo alargado [a veces llamada lengua o glosa] con dos pares de maxilas y el labio cada uno con un par de palpos, y dos mandibulares (que se abre a cada lado) y encima un labro.^1 2 Sin embargo es un tubo muy diferente al de los lepidópteros.

La boca es adaptada a la función de lamer y chupar (succionar).

Cuando la abeja se encuentra en reposo, todo este complejo bucal se halla replegado debajo de la cabeza y tórax.

Las abejas, consideradas más primitivas tienen una “lengua” corta y sólo pueden libar néctar de flores con corola abierta. Las abejas más especializadas, de la familia Apidae, tienen una “lengua” larga que llega a partes de flores más profundas.

Lengua de una abeja, donde se observan el labio y maxilas (complejo maxilo-labial).

Los euglosinos (Euglossini), tienen una glosa muy larga, en algunos casos dos veces más larga que el cuerpo, de allí proviene el nombre Euglossa (verdadera lengua).

La familia Colletidae difiere de todas las demás en que su glosa (lengua) es ancha y roma o bilobulada. En esto se asemejan a las avispas, y han sido consideradas las más primitivas entre las abejas.