mamiferos 2014
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Mamíferos
Laboratorio Fauna Australis Área docencia
2014
Cristian Bonacic – Jorge Leichtle
¿Qué es un mamífero? Mamíferos (Que maman, se alimentan de leche) corresponde a un grupo de animales amniotas endotérmicos. Se distinguen de reptiles y aves por poseer pelo, tres huesos del oído medio, y en hembras, glándulas mamarias para alimentar a las crías.
La rama de la zoología que estudia a los mamíferos se denomina mastozoología.
Principales características
Endotérmicos
Presencia de pelaje
Placenta y glándulas mamarias
Especialización de dientes (heterodoncia)
Paladar secundario
Cerebro altamente evolucionado
Órganos sensoriales y sentidos especiales
Origen y Evolución de los
mamíferos
Hace unos 300 millones de años (periodo Carbonífero) los reptiles primitivos
se habían separado en 3 grupos (según la presencia y la posición de las
fenestras o fosas temporales).
Anápsidos
Sinápsidos
Diápsidos
Los sinápsidos, grupo de “reptiles mamiferoides” hoy extintos, presentaban una única abertura en el cráneo detrás de cada ojo (fosa temporal o fenestra), en la parte inferior del hueso temporal.
Sinápsidos: Una sola fosa
Existieron 2 ordenes de Sinápsidos:
1. Orden Pelicosaurios:
• Hace 300 millones de años.
• Comienzo en formación de arco cigomático en
cráneo.
• Dientes con diferenciación
• Anteriores incisivos, el resto cónicos, típicos de
reptiles.
• ¿Vela dorsal ayudaba a controlar la
temperatura?
Origen y Evolución de los
mamíferos
2. Orden Terapsidos:
• Hace 190 millones de años
• Arco cigomático formado, similar a mamíferos
• Dientes con mayor diferenciación (heterodoncia).
• Locomoción con extremidades bajo el cuerpo
• Dentro del Orden Terapsido, el suborden
Cinodontos desarrollaron una alta tasa
metabólica
• Paladar secundario
• ¿Endotermia? ¿pelaje?
Origen y Evolución de los
mamíferos
Terios primitivos, el comienzo de
los mamíferos • Los primeros mamíferos verdaderos aparecieron a
finales del periodo Triásico.
• Se aspecto similar a pequeños roedores
• Cráneo relativamente grande
• Mandíbulas diseñadas para masticar
• Con seguridad endotérmicos
• Ovíparos
• Nacían en estado inmaduro (huevos) lo que los hacia dependiente de sus madres
• Secreción de leche
• Sin pezón, crías lamian leche del pelo, tal como los modernos ornitorrincos.
Hickman et al, 2006
Evolución de los
mamíferos
Clasificación de mamíferos actuales
Clase Mamíferos 5.488 sp*
Infraclases
*IUCN, 2014
Propios del continente australiano: Australia, Tasmania y Nueva Guinea
Representados por el único orden Monotremata
Ornitorrinco Genero Ornithorhynchus
1 especie
Equidna u hormiguero espinoso 2 Géneros: Tachyglossus y Zaglossus
4 especies
Infraclase Monotremas
Se encuentran en los continentes australiano y americano. Representados por 7 ordenes:
1. Didelfimorfos (Didelphimorphia): Zarigüeyas y yacas.
2. Paucituberculados (Paucituberculata): Ratones runchos
3. Microbioterios (Microbiotheria): Monito del monte
4. Dasiúridos (Dasyuridae): Marsupiales carnívoros
5. Peramelemorfos (Peramelemorphia): Marsupiales omnívoros
6. Notoricteromorfos (Notoryctemorphia): Topos marsupiales
7. Diprotodontos (Diprotodontia): Canguros y koalas
Infraclase Marsupiales
Infraclase Placentarios
Representados por 21 ordenes:
Orden Ejemplo
1 Artiodactyla Guanaco
2 Afrosoricida (ex-Insectívora) Topo dorado
3 Erinaceomorpha (ex-Insectívora) Erizo de tierra
4 Soricomorpha (ex-Insectívora) Musaraña
5 Carnivora Puma
6 Cetacea Orca
7 Chiroptera Piuchén
8 Cimolesta o Pholidota Pangolin
9 Cingulata (ex - Xenarthra) Armadillo
10 Pilosa (ex - Xenarthra) Oso hormiguero
11 Dermoptera Lemur volador
12 Hyracoidea Damán
13 Lagomorpha Liebre
14 Macroscelidea Musaraña elefante
15 Perissodactyla Burro
16 Primates Humano
17 Scandentia (ex-Primates) Musarañas arborícolas
18 Proboscidea Elefante
19 Rodentia Degú
20 Sirenia Manatí
21 Tubulidentata Cerdo hormiguero
Faneras o anexos cutáneos
Corresponden a estructuras complementarias de la piel.
Conformadas por queratina, el componente principal de la epidermis.
Cumplen funciones de recubrimiento y protección.
Ejemplos:
Pelo
Uñas
Cornamentas
Glándulas
Garras, uñas y pezuñas
Estructura anexa de la piel localizada en las regiones distales de los miembros.
Están formadas por el unguis, una placa queratinizada dura ubicada dorsalmente, y el
subunguis, más suave y de ubicación ventral.
Garras
Largas y aguzadas, permiten un agarre preciso. En
carnívoros, roedores, insectívoros y otros.
Uñas
Planas y anchas. Adaptación de hábitos arborícolas. En
primates y lémures.
Pezuñas o cascos
Característicos de ungulados. caminan sobre sus puntas.
Pelaje
Propio de los mamíferos
Evolutivamente, es una modificación a partir de una escama
Compuesto de células epidérmicas muertas llenas de queratina que crece a partir de un folículo piloso ubicado en la dermis
Dos tipos
Aislante: Denso y suave
Guarda: Protección y coloración; áspero y largo
Termorregulación, función criptica
Otras funciones: Vibrisas (bigotes) Elemento sensoriales táctil
Púas
Elemento defensivo
• Puercoespines
• Erizos de tierra
• Equidnas.
Pelaje
Cuernos y Astas
Se observan tres tipos de cornamenta:
1. Cuernos auténticos: Núcleo de hueso revestido por funda de queratina. Si se corta sangra, y no vuelve a crecer (en jirafas no existe revestimiento de queratina)
2. Astas: Formada de hueso, cae y rebrota anualmente. Mientras esta en crecimiento pose una bora o terciopelo muy vascular, que se seca al final de la temporada.
3. Cuernos de rinoceronte Material queratinoso semejante al pelo, carece de tejido óseo, descansando sobre un espesamiento esponjoso del hueso nasal.
Modificado de Rodríguez de la Fuente (1970).
Glándulas
Conjunto de células cuya función es sintetizar sustancias químicas. Los mamíferos poseen gran cantidad de glándulas en la piel:
Sudoríparas Exclusiva de mamíferos, se ubican en diferentes partes del cuerpo. Participan en termorregulación
Odoríferas: Comunicación, marcar territorio, atracción del sexo opuesto y defensa.
Sebáceas: Asociadas a los folículos pilosos, mantiene pelaje lustroso.
Glándulas mamarias
La mas llamativa diferencia entre mamíferos y otros vertebrados.
La leche, además de nutrir y alimentar a las crías, entrega a recién nacidos inmunoglobulinas mediante el calostro.
Evolutivamente provienen de glándulas sudoríparas modificadas. Esta primera “leche” no tenia valor nutricional, pero si antimicrobiano.
Las glándulas mamarias no estaban agrupadas, por lo que no existía pezón, la leche era lamida de poros abdominales (como ocurren en monotremas modernos).
Glándulas venenosas
Ornitorrincos (Monotremas) son los únicos mamíferos que poseen glándulas venenosas
Tanto el macho como la hembra las poseen, pero solo en macho son funcionales
Estas glándulas desembocan en los “espolones” del tobillo.
Este veneno produce enorme dolor e hinchazón, pero no es letal.
Se piensa que es un mecanismo utilizado por el macho para atacar a otros machos durante la época de celo.
Aparato digestivo: Especialización
Los mamíferos poseen gran variedad de fuentes de alimento Algunos altamente especializados
Algunos oportunistas
A medida que evolucionaron durante el Mesozoico, sus dentaduras comenzaron a especializarse: Heterodontos
La dentadura permite conocer el estilo de vida de un mamífero
Tipos de dientes
Incisivos
Caninos
Premolares
Molares
Aparato digestivo: Especialización
Aparato digestivo: Paladar blando
Propio de los mamíferos, constituye la parte posterior del “techo” de la boca.
Es la continuación del hueso palatino.
Función en la deglución de alimento, cerrando las vías respiratorias al momento de tragar.
Permite respirar y alimentarse simultáneamente.
Aparato digestivo: Rumiantes
Aparato respiratorio: Diafragma
Músculo que separa cavidad torácica de abdominal.
Característico de los mamíferos, aparece de manera rudimentaria en cocodrilos y aves.
Participa en la respiración: Al contraerse, presiona costillas hacia afuera, entrando aire a los pulmones. En espiración el proceso en inverso.
Corte sagital de un caballo, vista craneal
Sistema circulatorio
Como en las aves, el corazón de los mamíferos es tetracameral, permitiendo separa la sangre oxigenada del resto.
En la mayoría de los mamíferos, los eritrocitos (glóbulos rojos) son anucleados y cóncavos, a fin de mejorar su función de trasporte de oxigeno.
Mamífero tipo Camélido sudamericano
Sistema urinario
Poseen un riñón que secreta urea, a diferencia de aves y reptiles que secretan acido úrico. Este es altamente soluble en agua, por lo que se elimina en orina
Eso causa que en la mayoría de los mamíferos pierdan mucha agua en relación a aves y reptiles.
En monotremas, el recto y el aparato urogenital se abren conjuntamente en una cloaca común.
Regulación térmica
Los mamíferos están distribuidos en todo el mundo, y se encuentran sometidos a climas extremos.
La producción de calor de produce por una gran tasa metabólica.
El pelaje y el deposito de grasa actúan como aislante térmico. La grasa es un excelente aislante térmico.
Para la perdida de calor, ese se irradia de los capilares cercanos a la piel, además de la transpiración.
Sistema nervioso y sentidos
Cerebro altamente desarrollado, propio de animales de alta actividad, presentando un mayor desarrollo de corteza (neocortex), hemisferios y cerebelo.
Tacto: Bien desarrollado, asociado generalmente a folículos pilosos (vibrisas o bigotes).
Olfato: Muy desarrollado en la mayoría de lo mamíferos. Comunicación, marcar territorio, atracción del sexo opuesto y defensa. Disminuido en primates.
Corte sagital, perro
Sistema nervioso y sentidos
Oído: En mamíferos contiene 3 huesecillos: Martillo
Yunque
Estribo
Estos huesos evolucionaron a partir de huesos mandibulares de antepasados Sinápsidos
Los mamíferos cuentan con pabellones auriculares u orejas Estructuras de piel y cartílago, cuya función es
dirigir ondas sonoras al oído interno.
Sistema nervioso y sentidos
Visión: Si bien es un órgano importante en la mayoría de los mamíferos, el ojo se encuentra menos desarrollado que en aves.
En la retina (fondo del ojo) se encuentran diferentes células Bastones: Tonos de luz =>Mayor desarrollo en
mamíferos
Conos: Colores=>Menor desarrollo en mamíferos, presente en primates y otros
La visión nocturna esta dada por el tapetum lucidum, que refleja y amplifica luz de retina
Sistema nervioso y sentidos
Visión binocular: relacionada a precisión en coordinación de movimientos
Visión espacial: Permite un mayor campo visual a fin de vigilar a posibles predadores
Las especies favorecen un tipo de visión en desmedro de otra.
Ciclos reproductivos
Ciclos reproductivos
La mayoría de los mamíferos cuenta con estaciones de cría definidas.
Invierno
Primavera
Ajustadas a la época de cría mas favorable del año.
La copula esta restringida al ciclo estral. Esta determinado por niveles hormonales, que son activados por el fotoperiodo.
Prostro: Periodo de preparación, crece el folículo
Estro: Ovulación, cuando de produce el apartamento, fecundación e implantación
Metaestro: Si no hay fecundación, se repara el tejido.
Diestro: El útero se hace pequeño, a espera de un nuevo ciclo.
Aparato reproductivo masculino
Todos los Mamíferos, los machos poseen un pene único.
En los Monotremas y Marsupiales suele encontrarse “guardado” en la cloaca.
En placentarios, es externo, excepto en cetáceos, en donde guardan el pene en una hendidura genital.
En algunos ordenes, los machos poseen un hueso peneano. Presente en: Carnívoros
Roedores
Insectívoros
Primates (excepto humanos)
Patrones de reproducción:
Monotremas (Prototerios)
Mamíferos ovíparos.
Monotrema significa “agujero único” en referencia a la cloaca
No hay embarazo, dentro de la madre, la cría de alienta de la albumina del huevo y no de la placenta.
Los huevos (2 0 3) son fecundados en el oviducto.
Colocan huevos en nidos escavados bajo tierra, incubándolos por 12 días.
Luego de la eclosión se alimentan de leche (lamiendo, no chupando)
Patrones de reproducción:
Marsupiales (Metaterios)
Mamíferas vivíparos con marsupio.
Poseen un tipo primitivo de placenta llamada coriovitelina que envuelve al embrión en el útero.
“Dan a luz” a embriones aun incompletos, que se arrastran hasta la bolsa marsupial y se ancla al pezón para amamantar y continuar su desarrollo.
En relación a los mamíferos placentarios, tienen periodos de lactancia mucho mas prolongados.
Patrones de reproducción:
Marsupiales (Metaterios)
Patrones de reproducción:
Placentarios (Euterios)
Mamíferas vivíparos placentarios.
A diferencia de marsupiales, la gestación es mas larga y la lactancia mas corta.
Embrión permanece en útero materno alimentándose mediante una placenta corioalantoidea.
Duración de gestación dependerá del tamaño: Ratón: 21 días
Perro: 60 días
Humano: 280 días
Elefante: 660 días
Hay excepciones: Rorcual azul: 365 días (corto para su tamaño)
Murciélago: 130 días (largo para su tamaño)
Patrones de reproducción:
Placentarios (Euterios)
Condiciones de desarrollo al nacimiento son diferentes según la especie:
Guanaco da a luz cría cubierta de pelo, ojos abiertos y capas de seguir a la madre.
Ratón da a luz cría desnuda, ojos cerrados e indefensa.
Los humanos nacemos con ojos cerrados, indefensos y absolutamente dependiente de nuestras madres.
Locomoción
A partir de ancestros tetrápodos terrestres, los mamíferos se han diversificado para la utilización de prácticamente todos los ambientes del planeta.
Modificado a partir de Rodríguez de la Fuente (1970).
Locomoción: Carrera
Entre los animales terrestres mas veloces se encuentran los ungulados (extremidades protegidas por estuches córneos), perfectamente adaptados para la marcha en suelos duros y la carrera:
Miembros largos y finos
Terminados en pesuñas
Pedida evolutiva de dedos
Locomoción: Carrera
El carnívoro mas rápido es el guepardo (Acinonyx jubatus).
Velocista, no corredor de fondo como los cánidos.
Pecho profundo, grandes pulmones y corazón.
Largas piernas
Musculatura lumbar poderosa
Cola flexible (timón)
No poseen uñas retractiles, solo la interna esta afilada.
114 km/m, por unos 400 m.
Locomoción: Carrera
Los cánidos en general son buenos corredores de “fondo”, logrando vencer a sus presas por agotamiento.
Ejemplo de esto son las jaurías de lobos (Canis lupus) y licaones (Lycaon pictus).
Esta adaptación es evidente al analizar la perdida de contacto de las patas con el suelo, ya que en lugar de apoyar la “palma o planta”, solo apollan los dedos.
El pulgar se ha reducido notoriamente, habiendo desaparecido en algunos casos.
Locomoción: Carrera
Locomoción: Vuelo
El Vuelo planeador: Evoluciono independiente mente en diferentes grupos mamíferos arvícolas.
Roedores: Ardillas voladoras,
Dermópteros: lémures voladores
Marsupiales: Petauros
Cuentan con una membrana de piel, patagio, entre sus extremidades anteriores y posteriores.
Esto les permite formar una superficie planeadora, alcanzando distancias de hasta 35 m.
Locomoción: Vuelo
El Vuelo activo: Representado en mamíferos únicamente por quirópteros (murciélagos).
La mayoría son nocturnos, por lo tanto, utilizan un nicho prácticamente no utilizado por las aves.
Al igual que otros mamíferos voladores, cuentan con un patagio, pero este se encuentra principalmente entre sus alargados dedos.
Locomoción: Natación
Los mamíferos adaptados al medio acuáticos han evolucionado a cuerpos hidrodinámicos, resistencia bajas temperaturas y altas presiones cuando se sumergen a grandes profundidades .
Sus apéndices están modificados para brindar una propulsión máxima.
Focas y los leones marinos (orden Carnívora) se aparean y dan a luz en tierra, por lo que sus aletas también están adaptadas para la locomoción a través de rocas y del suelo.
Todos los mamíferos marinos cuentan con una gruesa capa de grasa impermeable, para soportar bajas temperaturas.
Ecolocación
Algunos mamíferos, como odontocetos y micromurciélagos, emiten sonidos en su entorno e interpretan los ecos que generan los objetos a su alrededor
Ni odontocetos ni murciélagos son ciegos, la ecolocación los ayudan en ambientes de poca visibilidad.
Arizona State University
Ecolocación: Quirópteros
Los micromurciélagos al volar emiten cortos pulsos de ultrasonido de 5 a 10 milisegundos de duración.
Estos pulsos, a unos 100.000 Hz, emitidos mediante vocalizaciones, no soy captados por el oído humano (limite superior 20.000 Hz).
Los pulsos están espaciados de manera que llegue el rebote de este antes de realizar uno nuevo.
Los pulsos son recapturados por los oídos.
Ecolocación: Odontocetos
Los odontocetos emiten sonidos breves llamados "clicks", obteniendo información al analizar el retorno de ese eco.
El sonido es generado haciendo pasar el aire desde la cavidad nasal, y es modulado y proyectado por el “melón” (lleno de tejido lipídico).
El eco es recibido por la mandíbula, y es interpretado.
Recepción de sonido
Comportamiento social
Dado principalmente por la relación de cuidad parenteral madre-cría.
Muchos comportamientos de subsistencia están relacionados a comportamiento social
Puede ser dividido en categorías:
Juego: Desarrollo de capacidades en crías.
Predominio social: Jerarquía de algunos individuos sobre otros.
Territorialidad: Machos compiten y expulsan a otros de territorios.
Comportamiento: Comunicación visual
Indicadores visuales son utilizaos frecuentemente como medio de comunicación: Lobo derrotado: Tendido de espalda,
mostrando el vientre en señal de vulnerabilidad.
Estos tipos de signos permiten a machos evitar conflictos dentro de un grupo social
Comportamiento: Comunicación química
Feromonas pueden inducir comportamiento sexual.
Establecer y reconocer territorios.
Huir de depredadores.
Crías reconocen a sus padres.
Chingues (zorrillos) utilizan la secreción de sus glándulas odoríferas
como medio de defensa.
Comportamiento: Comunicación acústica
Animales gregarios emiten vocalizaciones tranquilizadoras, los sonidos no habituales pueden causar alarma.
Entre los canidos, lobos utilizan la vocalización para reunir a la manada dispersa o como advertencia a otras manadas. Chacales, coyotes, dingos y licaones también vocalizan.
Comportamiento: Comunicación táctil
El acicalado madre-hijo es común a todos los mamíferos
El acicalamiento social es muy importante en primates (incluido el hombre).
Permite mantener piel sana.
Fortaleza lasos sociales dentro de los grupos, estrecha los lazos familiares y de pareja.
Evolución humana: Primates
Características comunes del orden primate
Dedos prensiles en extremidades
Uñas planas y anchas en lugar de garras
Ojos dirigidos hacia adelante: visión vincular
y buena percepción de profundidad
Características propias de un estilo de vida
“arborícola”
Evolución humana: Primates
Los primates descienden directamente del tronco ancestral de los mamíferos: Insectívoros arborícolas, bien adaptados a la vida entre las ramas
Pentadáctilos de pulgar oponible (excepto monos araña, de 4 dedos)
Facilidad de aprensión
Desplazamiento entre ramas
Presencia de clavícula: “puntal” de inserción de brazos para movimientos laterales
Útiles para la braquiación, pero practicamente inútiles en cuadrúpedos
Muelas trituradoras, para dieta que se dispone en arboles:
Frutos, semillas, hojas, huevos, insectos
Radiación evolutiva de primates
Evolución humana: Homínidos
Los homínidos son una familia de primates, entre los que se incluyen al ser humano, chimpancé, bonobo, gorila y orangután.
Primates mas grandes, peso entre 48 y 250 kg
Animales sociales
Dimorfismo sexual: Machos mas grandes que las hembras
Cuerpo robusto, brazos bien desarrollados.
Adaptación a la postura erecta
Géneros actuales de homínidos
Primeros hombres: Australopithecus
Vivieron entre 3 y 1.5 4 M.A, aparecen en África los australopitecinos, como Australopithecus africanus
Bípedos
1/3 de capacidad cerebral de hombre moderno
Dimorfismo sexual
Machos: 40 kg, hembras, 30 kg.
Rostro mas corto que chimpancés modernos
Menor tamaño de piezas dentales, reducción de
caninos
Australopithecus africanus †
Primeros hombres: Homo habilis
Vivió en África entre 1.9 y 1.6 M.A., a principios del Pleistoceno.
Completamente erecto
Foramen mágnum ubicado mas hacia el centro, clave
para una correcta posición bípeda
Con una capacidad cerebral (650 cm3) mayor al genero
Australopithecus.
Utilizo y confecciono herramientas de hueso y piedra.
Cráneo mas redondeado. Menor prognatismo que
Australopithecus (Mandíbula menos prominente)
Homo habilis †
Primeros hombres: Homo erectus
Vivió entre 1.8 y 0.3 M.A., en el Pleistoceno medio.
Con una capacidad cerebral de entre 850 y
1100 cm3
Mandíbula sin mentón
Grandes arcos superciliares (“donde van las
cejas”)
Dientes relativamente pequeños
Robusto (1.50 a 1.70 cm), con marcado
dimorfismo sexual
Se piensa que ya dominaba el fuego
Homo erectus †
Primeros hombres: Homo neanderthalensis
Tras desaparición de homo erectus, hace 300.00 años atrás, destacan dos especies: H. neanderthalensis y sapiens)
Homo neanderthalensis (hombre de Neandertal)
Habitó Europa y Asia, desde 230.000 hasta 28.000 años
atrás.
Cohabitó con el hombre moderno (H. sapiens).
Robusto, de pelvis ancha y extremidades cortas, grandes
arcos superciliares, 1.70 cm de altura.
Rostro prominente, sin mentón.
Capacidad cerebral similar al hombre moderno (1.500
cm3).
Dominaron fuego, y herramientas de hueso y piedra.
Fueron remplazados, y muy posiblemente exterminados, por el hombre moderno.
Homo neanderthalensis †
Primeros hombres: Homo sapiens
Aparecimos hace e 0,195 millones de años.
Le variación genética indica un origen africano, continente desde el que se migro colonizando nuevas tierras.
Lenguaje simbólico, pensamiento conceptual y posibilidad de modificar el ambiente.
Gran parte de nuestras conquistas culturales e intelectuales se deben a nuestra herencia arborícola:
Visión binocular
Gran capacidad de discriminación visual y táctil
Habilidad de manipuladora en el uso de herramientas
Homo sapiens
Gracias por su atención
Referencias
• Capuco y Akers (2009). The origin and evolution of lactation. Journal of Biology 8:37
• Helgen (2011). Evolution: The mammal Family Tree,
Perspective, Science 334: 458-459
• Hickman, Roberts, Keen, Larson, I´Anson y Eisenhour (2006). Principles of Zoology. 14 Edición.
• Miller y Harley (2001). Zoology. 5 Edición
• Popesko (1998). Atlas de anatomía topográfica de los animales domésticos. 2 Edición
• Rodríguez de la Fuente (1970). Enciclopedia Salvat de la fauna.
Lectura sugerida
Isaac Asimov (1970) Capitulo 3: Orificios en la cabeza. En “Los lagartos terribles”. Interesante ensayo de Asimov que explica de manera sencilla las principales características, diferencias y evolución de mamíferos a partir de los reptiles.
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