Diversidad Biológica 1

1. FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS - UNJu
Licenciatura en Ciencias Biológicas
DIVERSIDAD BIOLÓGICA I
Clase N° 11
Dominios – Reinos
Origen de los Metazoa
Equipo de Cátedra
Dra. María Inés Zamar - Prof. Titular, Ded. Exc.*
Dra. Eugenia Fernanda Contreras - Prof. Adjunta, Ded. Excl.*
Dr. Mario Alfredo Linares - Jefe de Trabajos Prácticos, Ded. Exc.*
Biól. Verónica Cecilia Hamity - Jefe de Trabajos Prácticos, Ded. SExc.*
Dra. Graciela Gomez Auxiliar de Primera
Lic. María Laura Fernàndez Salinas – Auxiliar de Primera
*Instituto de Biología de la Altura – UNJu (Por extensión de funciones)

2.  Eje temático 3: Dominio Eukarya. Los Metazoos.
Unidad 7. El Reino Animalia
Reino Animalia. Hipótesis sobre el origen de los
metazoos. Características generales. Biodiversidad.
Breve historia de los sistemas de clasificación del Reino
Animalia. Presentación filogenética de la clasificación: …
Unidad 8. Phylum Porifera
El nivel de organización celular integrado. Phylum Porifera.
Diagnosis y posición filogenética. Características
morfológicas, biológicas, ecológicas y evolutivas.
Clasificación: Calcarea, Demospongiae, Hexactinellida,
Homoscleromorpha. Ejemplos representativos. Importancia
ecológica y biofarmaceútica.

3. ORIGEN DE LOS
METAZOOS
http://tolweb.org/tree/
http://tolweb.org/Eukaryotes/3
http://tolweb.org/animals
http://www.ucmp.berkeley.edu/phyla/phyl
a.html

4. • La adquisición de multicelularidad implica la aparición de cohesión celular y
medios de comunicación, así como mecanismos moleculares que permiten el
control de la morfogénesis y el diseño del plan corporal.
• La secuenciación de los genomas de las especies unicelulares más cercanas a
los animales ha revelado que estas ya contenían muchos de los genes
necesarios para la multicelularidad. Estos habrían sido reutilizados para nuevas
funciones multicelulares en el ancestro común de todos los animales.
EL ORIGEN DE LA
MULTICELULARIDAD
• La transición de formas de vida
unicelulares a multicelulares ha ocurrido
en más de una ocasión a lo largo de la
evolución. Las plantas, algunas algas, los
hongos y los animales han adquirido
estilos de vida multicelulares de forma
independiente y convergente.
• La aparición de los animales representó un paso evolutivo clave en la historia
de la vida. El desarrollo embrionario y todas las funciones que requiere la
vida multicelular se hallan conservados en todos los animales.

5. Fauna de
Ediacara
Es la evidencia fósil más
antigua que tenemos de
organismos pluricelulares.
Vivían en la plataforma
continental de regiones
marinas pobres en
nutrientes.

6.  Aparición repentina (desde un punto de
vista geológico) y rápida diversificación de
organismos pluricelulares complejos
hace 542/530 millones de años.
 Aparecen los miembros más primitivos de
muchos metazoos.
Explosión cámbrica o radiación
evolutiva del Cámbrico

7. Análisis filogenético a escala
filogenómica.
Filogenias basadas en ARNr
Choanoflagellatea
Mesomycetozoea

8. Choanozoa
Opisthokonta
-Casi todas las células tienen crestas
mitocondriales planas.
-Células flageladas: generalmente tienen
un único flagelo emergente que se inserta
en el extremo posterior de la célula.
-Monofilia: datos moleculares

9. FILASTEREA
 Pequeño grupo de amebas con
filopodios largos, radiados
soportados por microfilamentos.
 Estos filopodios no están
organizados en un collar, como
en Choanoflagellata
 Son aerobios
 Constituyen uno de los grupos
de protistas más relacionados
con los animales.
Características:
3 a 7 μm de diámetro con filopodios no ramificados,
denominados "pedúnculos de alimentación", capaces
de penetrar el tegumento de las larvas de trematodos.
C. owczarzaki es simbionte en la hemolinfa del caracol
Biomphalaria (Mollusca: Planorbidae), el que a su vez
es hospedador de Schistosoma mansoni la que
ocasiona esquistosomiasis intestinal en los seres
humanos.
Capsaspora owczarzaki
Es uno de los pocos organismos unicelulares que
filogenéticamente está cerca de los animales.
Tiene varios genes implicados en la
multicelularidad.
Los científicos han obtenido su genoma y
descubrieron que tiene más genes comunes con
animales de lo que se pensaba.
The Capsaspora genome reveals a
complex
unicellular prehistory of animals
Hiroshi Suga et al., 2013
NATURE COMMUNICATIONS | 4:2325 | DOI:
10.1038/ncomms3325 |www.nature.com/naturecommunications

10. REINOS PROTISTA ANIMALIA
Célula Eucariota
Unicelular, algunos coloniales y varios
con etapas pluricelulares en sus ciclos
vitales
Eucariota
Pluricelulares
Cloroplastos En algunos ausentes
Pared celular Ausente. En algunos, como Diatomeas
tienen tecas
ausente
Recombinación
genética
Fecundación (singamia y meiosis),
conjugación o ninguna
Fecundación y meiosis
Nutrición Fotosintética, heterótrofa o una
combinación de ambas
Heterótrofa por ingestión
Movilidad Cilios y flagelos, ameboide, fibrillas
contráctiles
Cilios y flagelos, fibras
contráctiles
Sistema nervioso Ausente. Existen respuestas básicas
como taxias
Presente, desde simple
(como plexos) hasta
complejos.
EUKARYA

11. VENTAJAS DE LA
PLURICELULARIDAD
El paso de organismos unicelulares a pluricelulares
constituye una de las mayores transiciones en la
evolución de los organismos complejos.
“Mejor bien acompañado que sólo”
DIVISIÓN DE TRABAJO ENTRE LOS
DISTINTOS TIPOS DE CÉLULAS QUE
FORMAN EL ORGANISMO
DIFERENCIACIÓN CELULAR

12. En la transición evolutiva de organismos unicelulares a
organismos pluricelulares diferenciados, debieron existir
organismos «intermedios» constituidos por
agrupaciones de células idénticas entre sí.
¿Cómo sucedió esto?
Una explicación sería a través de una mutación que impidiera a las células
hijas separarse tras la división celular.
Pero, no está tan claro cuáles podrían haber sido sus ventajas selectivas
sobre los organismos unicelulares. Es más, parecen existir claras
desventajas, como el aumento de la competencia por el alimento o
disminución de la movilidad.
ENTONCES… en ausencia de especialización ¿qué factores
podrían haber conducido la evolución hacia la pluricelularidad?
La cooperación celular, entendida como la agrupación de células no
diferenciadas, eficientes y de lento crecimiento, podría haber sido un
paso clave en la evolución temprana hacia la pluricelularidad, abriendo
así caminos hacia la evolución de la diferenciación celular.

13.  Extensión de la superficies de intercambio
 Optimización de los recursos
 Propiedades nuevas:
- Conservación y ahorro de la energía.
-Superación de las limitantes físicas de las propiedades de la
contención de la membrana celular.
- Tendencia a la especialización celular.
 Organismos de mayor tamaño.
VENTAJAS DE LA
PLURICELULARIDAD

14. -Adquisición de estos nuevos genes de metazoos con nuevas
funciones y los genes preexistentes, representan
innovaciones clave que dieron lugar a la aparición de los
metazoos.
El camino para entender el origen de
la pluricelularidad…
-Estudiar la evolución de los componentes de las proteínas
implicadas en la comunicación intercelular.
-Conocer las secuencias del genoma de diversos parientes
unicelulares. Permite reconstruir el origen evolutivo de los
animales multicelulares, de sus ancestros unicelulares.

16. El ANÁLISIS DE ESTE GENOMA MUESTRA:
 La complejidad molecular de los ancestros unicelulares
de los metazoos.
 Los unicelulares tenían un repertorio más rico de
proteínas implicadas en la “adhesión celular, la
señalización y regulación transcripcional”.
GENES HOX (1983)
Codifican proteínas que actúan como factor de
transcripción de otros genes que indican a las
células de distintos segmentos del embrión en
desarrollo que clases de estructuras “tienen que
hacer”.
Ejemplos: antenas en cabeza, patas en tórax.

17. Mosca de la fruta normal Mosca de la fruta con una
mutación en el gen
Antena Pata en lugar de
antena

18.  La historia evolutiva del complejo Hox
es bastante extensa y conecta a un gran
número de especies.
 Ejercen una función crucial en el desarrollo de los animales, ya
que están implicados en la organización de los diferentes
segmentos del cuerpo.
 Determinar los mecanismos
implicados en la evolución del
complejo Hox, es un componente
central para la comprensión de la
evolución animal.
GENES HOX (o GENES HOMEÓTICOS)

19.  Actúan en el control maestro del
desarrollo del eje anteroposterior de
varios organismos pluricelulares.
 Se encargan de la regulación de la
morfogénesis y diferenciación
celular durante el desarrollo
embrionario temprano.
 En cada célula, el complejo Hox actúa
como un sello o marca de registro
permanente de la posición
anteroposterior que ocupa la célula en
el embrión.
 De esta forma, las células de cada región
o segmento están equipadas con un
valor posicional a lo largo del eje
anteroposterior del cuerpo.
GENES HOX

21. Aunque los genes Hox definen el eje anteroposterior de los animales
bilaterales, se sabe que hay genes con secuencia similar en
poríferos.
GENES HOX (o GENES HOMEÓTICOS)
https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.97.9.4430
Por lo tanto, los genes Hox debieron estar
presentes en la evolución antes del
surgimiento de los animales bilaterales. Aquí
es donde nos surge la gran pregunta: ¿cómo
fue su evolución?
Primero, al menos un gen Hox tendría que haber
existido en el metazoo ancestral para poder explicar
la presencia de genes Hox en los Placozoa
actuales.
Poríferos: presentan genes NK.
Paquete génico debía estar presente en el antepasado de los metazoos antes de
la divergencia de Porifera, mientras que los genes Hox (presentes en los
cnidarios y los placozoos, pero ausentes en las esponjas y los ctenóforos)
habrían surgido posteriormente en la evolución de los metazoos inferiores.

22. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.07.26.5
01511v1.full
Según esta interpretación, el
pequeño número de genes Hox y NK
presentes en Placozoa representaría
un estado inicial en la complicación
del sistema homeobox ocurrida tras
la divergencia de las esponjas. No
obstante, algunos recientes análisis
en base tanto a genomas
mitocondriales completos como a
aproximaciones filogenómicas
sugieren (no sin controversia) que
los Placozoa podrían estar en la
base de los metazoos, y haber
surgido antes de la divergencia
entre Porifera y los restantes
animales.
Si esto fuera así, la ausencia de
genes Hox en las esponjas y los
ctenóforos tendría que explicarse
como una pérdida secundaria, ya
que al menos un gen Hox debería
estar presente en el metazoo
ancestral para poder explicar la
presencia de genes Hox en los
placozoos actuales.

23. Porque seguramente la gran diversificación evolutiva que
ocurrió en el Cámbrico fue debida a la creación de este
sistema genético generador de diversidad morfológica.
¿Por qué es importante conocer los genes hox?
Para construir un organismo tridimensional se necesita un tipo de
información genética nueva que no está presente en un organismo unicelular.
-No se trata solamente de hacer funcionar la célula, replicar el ADN,
expresarlo convenientemente, manufacturar las proteínas, etc.; se deben
crear tipos diferentes de células especializadas y órganos que se han de
ensamblar en la posición adecuada en relación a los demás órganos.
-Debe existir un tipo de información posicional codificado en el ADN, de
forma que las diversas partes del organismo se ensamblen de forma
adecuada unas respecto de otras.

24. Hipótesis sobre el origen de los
METAZOA
De una forma ciliada y multinuclear
(sincitio).
De más de un grupo de organismos
unicelulares (polifilético).
De flagelados coloniales.

25. Hipótesis sincitial ciliada
Objeciones básicas
- No explica la presencia de
espermatozoides flagelados en
los metazoos.
- Deduce que la simetría radial de
los cnidarios ha derivado de los
platelmintos. Por lo tanto la
simetría bilateral es más
primitiva que la radiada.
Sincitio: es una célula con varios
núcleos resultante de la fusión de
varias células

26. Mitosis cerrada
Envoltura nuclear
no se rompe
Mitosis abierta
Formación del huso mitótico implica la
desorganización de la envoltura
nuclear
PROTOFLAGELADO
HIPÓTESIS DEL ORIGEN POLIFILÉTICO

27. BLASTEA
Flagelado
colonial hueco
Eje anteroposterior
Especialización no ocurrió
por medio de orgánulos sino
por diferenciación celular
-Organismo pluricelular
-Simetría radiada
-Sin boca
Hipótesis colonial flagelada

28. Hipótesis colonial flagelada
Cnidarios
Platelmintos
MÁS ACEPTADA
-Existen espermatozoides flagelados.
-Células monociliadas, son comunes en
metazoos inferiores.
-Coanoflagelados: algunos solitarios,
otros coloniales; presentan coanocitos.
-Reptación
-Superficies dorsal y ventral
-Boca ventral
-Inicio de cefalización
-Simetría bilateral

29. Las células de los Eumetazoa son
especializadas, interdependientes, con
funciones coordinadas y se desarrollan en
forma de capas durante la embriogenia.
La embriogénesis es uno de los rasgos
que distingue a los Metazoa de los Protistas.

30.  También llamada: evo-devo, del inglés evolutionary developmental
biology) es un campo de la biología que compara el proceso de
desarrollo de diferentes organismos con el fin de determinar sus
relaciones filogenéticas.
 Busca identificar los mecanismos del desarrollo que dan origen a
cambios evolutivos en los fenotipos de los individuos.
 Trata de entender cómo evoluciona la forma orgánica (estructuras
novedosas y nuevos patrones morfológicos).
 El enfoque es multidisciplinar, confluyen varias disciplinas: biología del
desarrollo (incluyendo la genética del desarrollo), genética evolutiva,
sistemática, morfología, anatomía comparada, paleontología y
ecología.
BIOLOGÍA EVOLUTIVA DEL DESARROLLO

31. CARACTERISTICAS DEL DESARROLLO DE LOS METAZOA
Tipos de desarrollo embrionario
Ovovivíparos: incuban internamente
los embriones pero tienen vitelo
dentro del mismo huevo para nutrir los
estados inmaduros. Muchos
invertebrados.
Vivíparos: incuban los embriones
internamente y se nutren de ellos.
Placentarios.
1.- FORMACIÓN DE GAMETOS: los espermatozoides y óvulos se
forman y maduran.
2.- FECUNDACIÓN: fusión del óvulo y el espermatozoide. Se forma el
cigoto.
Ovíparos: depositan los huevos.

32. Tipos de Huevo
Según la cantidad y ubicación del vitelo
Estrellas de mar
Nemertinos
Ratones
Peces
Cefalópodos
Algunos anfibios
Reptiles
Aves
Monotremas
Insectos

33. 3.- SEGMENTACIÓN: el huevo o cigoto se divide en blastómeros.
Tipos de clivaje
Según la cantidad y ubicación del vitelo y programación
genética del animal.
-Poco vitelo
-Huevos: isolecíticos
y mesolecíticos.
-Blastómeros
separados por
membranas
-Con mucho vitelo
-Huevos telolecíticos
-Planos de clivaje no
pasan por el vitelo, los
blastómeros no se
separan por
membrana
Huevos centrolecíticos: de holoblástico a meroblástico

34. De acuerdo con el tamaño comparativo de los
grupos de blastómeros
Divisiones celulares
iguales
Divisiones celulares
desiguales

35. CLIVAJE RADIAL CLIVAJE ESPIRAL
Cigoto
2 células
4 células
8 células
8 células
Vista polar
Divisiones
longitudinales y
transversales
Divisiones
longitudinales y
transversales
Simetría radial
en vista polar
Desplazamiento de los
blastómeros
(husos mitóticos en
ángulos agudos más
que paralelos al eje del
embrión).
Planos de clivaje son
perfectamente
longitudinales pero no
perfectamente
transversales.
Desplazamientos
dexotrópicos y levotrópicos

36. DESTINO CELULAR
Describe el desarrollo y establece las homologías entre los
caracteres de los animales
¿Qué sucede en los Poríferos?
Como carecen de tejidos auténticos,
las diferentes funciones del animal son
llevadas a cabo por diversos
tipos celulares más o menos
independientes e intercambiables.

37. DESTINO CELULAR
Otros animales: el destino celular está menos fijado y las células
pueden producir solo las de su propia clase.
Al principio del
desarrollo

39. ESQUIZOCELIA
Protostomados
ENTEROCELIA
Deuterostomados

40. DERIVADOS EMBRIONARIOS
CIGOTO

41. SIMETRÍA
ESFÉRICA
RADIAL
Eje oral
aboral

42. BIRRADIAL BILATERAL

43. RESUMEN DE LOS SISTEMAS DE CLASIFICACIÓN
DEL REINO ANIMALIA

44. Todos los animales
existentes
(Metazoa) se unen
como un grupo
monofilético,
compartiendo un
ancestro común
que evolucionó a
partir de
organismos
unicelulares en el
Precámbrico.