Tema 2. Conceptos generales de anatomía y fisiología de delfines nariz de botella (T. truncatus )

1. Tema 2. Conceptos generales de anatomía y fisiología de delfines nariz de botella (T. truncatus)

2. ¿Qué significan los términos “anatomía” y “fisiología”? • Anatomía. Es una ciencia que estudia la estructura de los seres vivos, es decir, la forma, topografía, la ubicación, la disposición y la relación entre sí de los órganos que las componen. • Fisiología. La fisiología estudia las funciones de los seres vivos y el cómo un organismo lleva a cabo las diversas actividades vitales: cómo siente, cómo se mueve, cómo se adapta a unas circunstancias cambiantes, y cómo da lugar a nuevas generaciones. • La anatomía y la fisiología son las ciencias más íntimamente ligadas con el cuerpo de los seres vivos, permitiendo que se conozca y comprenda por qué un cuerpo se comporta de la forma en que lo hace. La anatomía es el estudio de la forma del cuerpo humano, la forma de los músculos, la cantidad de huesos, las células que sostienen la vida. La fisiología es el estudio de la función de estas partes, como por ejemplo la forma en el que trabajan los músculos para caminar, o cómo las partes de las células se convierten en azúcar para dar energía. Como a la forma se la relaciona con la función, así se relacionan ambas ciencias a las que generalmente se las estudia juntas.

3. Los 5 sistemas anatómicos de los delfines nariz de botella son: • ► SISTEMA DIGESTIVO • ► SISTEMA EXCRETOR • ► SISTEMA CIRCULATORIO • ► SISTEMA RESPIRATORIO • ►SISTEMA NERVIOSO

4. ► SISTEMA DIGESTIVO • El aparato digestivo también presenta adaptaciones a la vida en el mar. Una de las más peculiares es la de la faringe la cual está atravesada por la laringe. Esta posición determina una independencia entre las vías respiratorias y digestivas de tal manera que pueden engullir aunque estén sumergidos, sin que el agua pase nunca por las vías respiratorias. El estómago es pluriloculado, encontramos un estómago anterior que carece de glándulas digestivas (en realidad no es más que una dilatación del último tramo del esófago), un estómago medio, más pequeño con paredes plisadas y glándulas digestivas, y por último, un estómago pilórico, replegado en “U”, que comunica con el intestino. El intestino es largo y uniforme con una dilatación próxima al estómago, en la que desembocan el canal colédoco procedente del hígado y el pancreático. No existe un colon diferenciado. • El sistema digestivo está constituido por: Boca, esófago, estómago, hígado, páncreas, intestino y ano. • El estómago de un delfín tiene diversos compartimientos, similares a los animales herbívoros como vacas, llamas y venados, aunque la finalidad es diferente. Los animales terrestres necesitan compartimentos adicionales para descomponer la celulosa de las plantas que comen, mientras que los delfines tienen compartimentos para almacenar los alimentos en sus cuerpos y digerirlo más tarde. • Tipos el estómago: • .El primer compartimiento se llama el estómago anterior. Es básicamente una ampliación del esófago, es muscular y se puede extender significativamente. El estómago anterior puede almacenar alimentos para la digestión posterior. Aunque muchas especies de delfines tienen dientes, usualmente tragan los peces enteros, y el proceso de masticación empieza en el estómago anterior. • .En el segundo compartimiento se llama el compartimiento glandular y es donde se realiza la mayoría de la digestión. Esta sala contiene enzimas y ácido clorhídrico, similar a los de solos estómagos de los mamíferos, que descomponen el alimento para la nutrición que puede ser absorbida por el cuerpo de los delfines. • .El tercer compartimiento es el estómago pilórico, un compartimiento en forma de U que termina el proceso digestivo antes de vaciar el contenido en los intestinos. El estómago pilórico termina en un esfínter que regula el flujo de alimentos digeridos en el duodeno del intestino delgado. Un saco ampliado al principio del duodeno se confunde a veces con un cuarto estómago.

5. ►SISTEMA CIRCULATORIO • Aunque el sistema circulatorio de los mamíferos marinos sigue el plan general de mamífero, son más notables para las características asociadas con la respuesta de buceo, termorregulación y gran cuerpo masivo. Características específicas del sistema circulatorio varían con las órdenes, familias y especies (ahora estamos hablando de no sólo los cetáceos pero pinnípedos así en este caso y por un poco de seguir). Estas adaptaciones incluyen volúmenes grandes de sangre, estructuras de capacidad grande (bazos y cavidades venosas), músculos del esfínter venoso, adaptaciones vasculares para la termorregulación, vaso aórtico y red vascular. La estructura básica y el tamaño de los corazones de los cetáceos son típicos de los mamíferos. El corazón de cuatro cámaras con salida de ventrículo derecho a los pulmones y salida ventricular izquierda a la circulación sistémica, pesa 0.5-1.0% de masa corporal en la mayoría de pequeños cetáceos (delfines). Tanto la apertura oval y el ducto arterioso están cerrados en cetáceos para adultos al igual que en otros mamíferos. • RetiaMirabilia (Redes Maravillosas):Existe también una estructura orgánica en los cetáceos que se cree tiene que ver con el tema que nos ocupa, se trata de las "Retiamirabilia". Es una compleja red de vasos sanguíneos que forman considerables masas de tejido en la pared interior del tórax y cerca de la columna vertebral. Se manejan diferentes posibilidades en relación a su función, pero dada su ubicación, en la parte superior del cuerpo, cerca del cerebro, pudiera ser que sirva de amortiguador de diferencia de presión, o para absorber burbujas • de nitrógeno que pudieran formarse. También pudieran actuar como depósitos de sangre oxigenada principalmente para el cerebro, pero el funcionamiento concreto se desconoce. • La más importante es la “retiamirabilia torácica” situada en la parte ventral de la columna vertebral y, conjuntamente con la red venosa, dentro de una gran masa de tejido adiposo. Esta “retiamirabilia” llega hasta la médula espinal comunicándose con las arterias meníngeas espinales. Una característica a destacar es la circulación cerebral, típica de los delfines mulares. La carótida interna queda obliterada en forma de “culo de saco”, una vez atravesada la cavidad timpánica. La rama oftálmica origina una “retiamirabilia” que se comunica con la arteria meníngea. Parece ser que esta disposición está relacionada con la inmersión.

6. ►SISTEMA RESPIRATORIO • El delfín, como los demás cetáceos, respira con menor frecuencia que otros mamíferos pero su respiración es más profunda, renovando mayor cantidad de aire en los pulmones asimilando mejor el oxígeno. Su aparato respiratorio presenta adaptaciones dirigidas a impedir que el agua pueda entrar en las vías respiratorias, los conductos son sinuosos y la laringe se extiende hacia la cavidad nasal en lugar de hacia la garganta. • Los delfines respiran a través de un orificio en la superficie dorsal de la cabeza, llamado espiráculo. Cuando se sumergen, el delfín sostiene la respiración y cierra dicho orificio, lo abren y comienzan a exhalar a pocos centímetros de la superficie. Una vez en la superficie los delfines rápidamente inhalan y cierran el orificio antes de sumergirse otra vez. • La capacidad que tienen de almacenar oxígeno no está relacionada con el tamaño de sus pulmones sino con la modificación de su metabolismo y sistema circulatorio. Mientras que en un humano el 7% de su peso corporal es sangre, en los cetáceos es entre el 10 y el 15% de su peso corporal; además, los glóbulos rojos, responsables del aporte de oxígeno son más numerosos y la concentración de hemoglobina es mayor. Todo esto facilita la cantidad de oxígeno que la sangre puede transportar. En sus músculos se encuentra una proteína parecida a la hemoglobina llamada mioglobina, molécula que tiene gran afinidad por el oxígeno con lo que el aporte de oxígeno a los músculos se realiza con mayor eficacia y rapidez. La mioglobina existente en más concentración en los cetáceos que en los mamíferos terrestres es la que confiere a sus músculos el color oscuro característico. • Si se toma en cuenta el volumen total de oxígeno que puede almacenar un delfín, contando con el contenido incluso en sangre y músculos y dividimos el resultado entre el consumo del animal en reposo, resulta que la cantidad de oxígeno almacenada es insuficiente para inmersiones largas como las registradas. Esto nos lleva a deducir que existen otros mecanismos que intervienen en el proceso. Se sabe por estudios realizados con delfines en aguas confinadas, que la frecuencia cardíaca varía en consonancia con la respiración, en inmersión late entre 30 y 40 pulsaciones por minuto; sin embargo, en superficie al tomar aire se acelera hasta 80-90 pulsaciones por minuto siendo éstas más numerosas en relación al tiempo de inmersión. Cuanto más tiempo ha estado sumergido el animal, más pulsaciones. • El chorro que sale cuando el delfín exhala, se compone de aire húmedo en el que se condensa el vapor de agua al sufrir un enfriamiento, así como una emulsión de gotas de aceite procedentes de las células que recubren los conductos aéreos, mucus de las abundantes glándulas traqueales y surfactantes de los pulmones. Los surfactantes son lipoproteínas que reducen la tensión arterial de los fluidos pulmonares, contribuyendo a una más rápida y efectiva respiración. El soplido deja una película de grasa allí donde se posa y su olor mezcla de pescado pasado y aceite de motor es de lo más desagradable. La frecuencia de los soplidos está relacionada con la actividad del cetáceo en ese momento. En momentos de tranquilidad realiza una serie regular de expiraciones e inspiraciones antes de sumergirse, al volver a superficie repite el proceso. Este se repite con el fin de eliminar el exceso de ácido láctico y d tiempo los reservorios de oxígeno como la mioglobina de los músculos se recargan y es probable que parte de la sangre venosa retenga un mayor contenido de oxígeno para ser utilizado en el buceo. • El sistema respiratorio está dividido en: Espiráculo, saco vestibular, extensión del tapón nasal, musculo esfínter, faringe, laringe y oseófago. • El espiráculo: Los espiráculos son aberturas externas que se encuentran en algunas especies animales, como insectos, arañas y algunas especies de peces y cetáceos. La función de los espiráculos está relacionada con la respiración, ayudando a que el oxígeno llegue a los órganos internos respiratorios, tales como los pulmones en los cetáceos y la tráquea en los insectos. En las especies de vertebrados, los espiráculos se encuentran en la cabeza mientras que en los invertebrados estos órganos se encuentran en el tórax o en el abdomen.

7. ► SISTEMA EXCRETOR • El sistema excretor contiene los riñones. Los riñones de un delfín son grandes, que consta de numerosos lóbulos interconectados y estrechamente agrupados, llamados "renculi". Otras formas de renculi se han encontrado en otros animales marinos, pero hay todavía una razón conocida por la existencia de esta estructura. Existe la posibilidad de que la presencia de estos riñones lobulados es parte de la adaptación de la vida submarina de los delfines. Los delfines tienen que obtener un suministro de agua a pesar de vivir en el mar por que el agua en el mar es salina y no apta para el consumo. Los delfines obtienen la mayoría del agua dulce que necesitan al comer pescado. Los riñones no son muy especializados para desalinizar agua. En cambio, la piel de los delfines hace la mayor parte del trabajo actuando como una membrana osmótica, permitiendo sólo agua, pero no sal para entrar en su sistema. Sin embargo, los riñones de los delfines no son enteramente inútiles ya que contienen estructuras especiales que pueden ayudar con la filtración durante el buceo. • El sistema excretor está constituido por: riñones. • Los riñones: los riñones de un delfín son únicos y difieren drásticamente de los seres humanos. tanto los seres humanos y los delfines poseen dos riñones, la evolución del delfín desde terrestre hasta una forma de vida 100% acuatica exigió cambios en sus procesos internos para permitir su adaptación a un entorno con mayor salinidad. Así ambos riñones de los delfines tienen múltiples rénulas que actúan como riñones individuales que pueden filtrar el contenido de sal adicional. Excreción de sal es fundamental para los procesos de los delfines.

8. ►SISTEMA NERVIOSO • Las comparaciones de los cerebros entre mamíferos se describen como la relación entre el tamaño del cerebro con respecto al tamaño del cuerpo. El cerebro de los delfines nariz de botella es más grande que él muchos otros mamíferos del mismo tamaño en relación a su cuerpo. Los científicos aún están determinando qué adaptaciones acuáticas requieren el tamaño grande del cerebro. Una teoría probable es que un mayor tamaño del cerebro en los delfines puede ser al menos parcialmente debido a un aumento en el tamaño de la región para facilitar el procesamiento de sonido auditivo. Hipótesis que el tamaño grande del cerebro en los delfines indica alta inteligencia no comprobado y disputado. La capacidad de un animal para procesar la información se basa en la anatomía del cerebro, así como las experiencias específicas que el animal tiene. La valoración de la inteligencia en distintos animales es engañosa y extremadamente subjetiva. De hecho, aún debe desarrollarse una prueba de inteligencia confiable y consistente para los seres humanos. Sería incorrecto intentar cuantificar o calificar la inteligencia de los animales utilizando solamente pautas humanas. • El sistema nervioso está constituido por: Cerebro, cerebelo, puente, bulbo raquídeo y medula espinal. • El cerebro: El cerebro del delfín es en realidad mucho más grande que el cerebro humano. Los delfines tienen dos hemisferios al igual que los seres humanos sin embargo, ellos se dividen en cuatro lóbulos en lugar de tres. El cuarto lóbulo en el cerebro de los delfines en realidad alberga todos los sentidos, mientras que en un ser humano, los sentidos están divididos. Algunos creen que tener todos los sentidos en un lóbulo permite al delfín hacer inmediata y a menudo complicados juicios que están más allá del alcance de una habilidad humana. • Al estudiar el neo-córtex, que es la superficie exterior del cerebro que es responsable para la formación de percepciones, recuerdos y pensamientos, los delfines tienen más circunvolución que los seres humanos más inteligentes. Se piensa que los delfines también pueden ser capaces de utilizar los hemisferios de su cerebro por separado como tienen suministros de sangre separadas que es algo que es exclusivo para el delfín. Para añadir más peso a esta suposición, los delfines son también capaces de mover sus ojos independientemente que ha llevado a algunos investigadores a sugerir que el delfín puede ser capaz de dormir con un lado de su cerebro en un momento. • Algunos investigadores han sugerido que el tamaño y la complejidad del cerebro al nacer es una mejor medida de la inteligencia. Si esa investigación sostiene, sin embargo, una vez más el delfín sale en la parte superior. El delfín nariz de botella tiene una masa cerebral al nacer es de 42,5% de la de un adulto masa del cerebro de los seres humanos. Los seres humanos al nacer tienen el 25% de sus homólogos adultos. A los 18 meses, la masa cerebral de los delfines nariz de botella es el 80% de los humanos adultos, que generalmente no logran este nivel hasta la edad de tres o cuatro.

9. Ecolocalización • Los delfines se han especializado en poder guiarse y captar presas por medio de la ecolocalización. • Este sistema se basa en provocar un sonido que, partiendo del animal y viajando a una gran velocidad (el agua conduce el sonido entre 4 y 5 veces más rápido que el aire) rebote en el objeto a detectar y vuelva al delfín brindándole información sobre dicho objeto. Los delfines producen el sonido en una complicada tubería ubicada debajo del espiráculo (orificio por el que respiran) y el sonido atraviesa la frente del delfín a través de un órgano graso conocido como "melón" que proyecta el sonido hacia adelante. Al regresar, el sonido es captado por los dientes de la mandíbula inferior que absorben las vibraciones sonoras y las transfieren al hueso mandibular de donde viajan al oído medio por un canal de tejido graso y de ahí al cerebro. • Estos animales pueden ubicar, por sonido, objetos del tamaño de una pelota de tenis a 120 metros de distancia y encontrar objetos a poca distancia del tamaño de un perdigón de escopeta. Esta increíble capacidad se debe a que el cerebro del delfín emite unas 700 señales sonoras por segundo, mientras que el cerebro humano tiene una capacidad analítica de sólo 20 o 30 señales por segundo. Es por eso que al bucear con delfines el oído humano capta una serie de chasquidos y clics que en su conjunto suenan como una bisagra oxidada. • Sin embargo, el delfín puede distinguir las pequeñas variaciones de la señal obteniendo datos muy importantes para el animal como tamaño, forma, velocidad, densidad y peso de objetos a su alrededor. • Las partes del cuerpo de los cetáceos odontocetos implicadas en la ecolocalización son el melón, los sacos nasales, el oído, la mandíbula y el cerebro. • El melón estructuralmente forma parte del aparato nasal y comprende la mayor parte del tejido entre el espiráculo y la punta de la nariz. Es un órgano ovoide que se encuentra en la región facial de los odontocetos. Normalmente es asimétrico, ligeramente desviado hacia el lado derecho. Se encuentra sobre una almohadilla de tejido conectivo denso, sobre las turbinas óseas del cráneo. • Sacos Nasales Los delfines son capaces de realizar una amplia gama de sonidos utilizando sacos aéreos nasales situados justo debajo del espiráculo. Existen tres categorías de sonidos: • Silbidos de frecuencia modulada. • Ráfagas de impulsos sonidos. • Clics (utilizados para la ecolocalización). • El oído Tienen dos aberturas pequeñas detrás de los ojos, la mayoría de las ondas acústicas se transmiten al oído interno a través de la mandíbula inferior. Mientras que el objeto de interés se acerca, el eco crece más ruidosamente; los delfines ajustan entonces bajando el volumen de los sonidos emitidos. • La investigación del Dr. Starkhammar concluye que los delfines producen su ecolocalización a partir de dos órganos que producen el sonido y estos dos sonidos en forma de rayo se juntan y les permiten ecolocalizar objetos. Antes se creía que los delfines sólo usaban un sonido producido por un órgano.

10. Clasificación taxonómica del delfín Tursiopstruncatus • Tursio [L], una clase de pez parecido a un delfín. Nombre usado por C.S. Plinio (23-79 d.C) para identificar un tipo de delfín y ops [G], genitivo de opsis, aspecto, apariencia, “que luce o se parece a un delfín”. Trunco [L], reducir, hacer más corto, truncar y atus [L], sufijo que significa provisto con, “que está cortado, truncado”, nombre que describe la forma más corta de su hocico con respecto a las demás especies de delfines (Tirira, 2004). • Reino: Animalia • Filo: Chordata • Clase: Mammalia • Orden: Cetacea • Familia Delphinidae • Género: Tursiops • Especie: Tursiopstruncatus • Reino: reino es cada una de las grandes subdivisiones en que se consideran distribuidos los seres vivos, por razón de sus caracteres comunes. • Filo: El filo (phylum, plural phyla), tronco o tipo de organización es una categoría taxonómica situada entre el Reino y la Clase, y usada en el reino animal, reino protistas y dominio bacterias. En Botánica (reino Plantae), se emplea el término división en lugar de filo, siendo ambos términos equivalentes. • Clase: es un grupo taxonómico que comprende varios órdenes de plantas o animales con muchos caracteres comunes. • Orden: es la categoría taxonómica entre la clase y la familia. En zoología, es una de las categorías taxonómicas de uso obligatorio, según el Código Internacional de Nomenclatura Zoológica. En taxonomía antigua era sinónimo de familia. • Familia: La familia es la categoría taxonómica más importante luego de las de género y especie. Los detalles exactos de la nomenclatura formal dependen de los "Código de Nomenclatura" (manuales que gobiernan la nomenclatura biológica). • Género: es una categoría taxonómica que se ubica entre la familia y la especie; así, un género es un grupo de organismos que a su vez puede dividirse en varias especies (existen algunos géneros que son monoespecíficos, es decir, contienen una sola especie). • Especie: Una especie se define a menudo como grupo de organismos capaces de entrecruzarse y de producir descendencia fértil. Es un grupo de poblaciones naturales cuyos miembros pueden cruzarse entre sí, pero no pueden hacerlo —o al menos no lo hacen habitualmente— con los miembros de poblaciones pertenecientes a otras especies