(SLIDE) Estrelles de mar

1. Asteroideos (Estrellas de Mar)
Los asteroideos, más conocidos como estrellas de mar, son seres vivos
pertenecientes al reino animal, de tipo invertebrado y de la familia de los equinodermos.
Se conocen alrededor de 2.100 diversas especies de estos animales (Figura 1). Su hábitat
es el fondo marino (en diversas profundidades) y se encuentran en todos los océanos del
globo terráqueo. Se alimentan de una gran cantidad de invertebrados marinos, como
corales, esponjas, anémonas, caracoles, bivalvos o crustáceos. Sin embargo, algunas veces
pueden ser caníbales. Su reproducción puede ser sexual o asexual.
Su cuerpo es de forma
estrellada plana, con un disco
central y brazos dispuestos
simétricamente (simetría
radial), los cuales generalmente
son cinco, pero pueden llegar a
tener cincuenta. Sus brazos son
varias veces el tamaño del
radio del disco central, sin
embargo,
en algunas especies los
brazos pueden ser exageradamente cortos, de tal manera que la forma general del animal
es pentagonal. Poseen un esqueleto interno, formado por osículos calcáreos o placas, las
cuales pueden articularse entre sí. Es habitual que los osículos tengan espinas o
tubérculos, causa del aspecto rugoso del animal (Figura 2). En la superficie aboral o
superior, cubierta completamente por la pared celómica o corporal, se observa la
madreporita, ligada al canal pétreo o canal
hidróforo, el cual converge en el canal anular
(perteneciente a la superficie actinal, explicado
posteriormente en la figura 4). La madreporita está
ubicada en una posición intrarradial, posee un color
contrastante al cuerpo y provista de poros
microscópicos. Su función es conectar el sistema de
transporte (sistema vascular para el agua o sistema
ambulacral) con el exterior. En el caso de las
estrellas de mar de más de cinco brazos y de
reproducción asexual, la madreporita se encuentra
en mayor proporción. Algunos asteroideos
presentan ano, situado al centro del disco, rodeado
por espinas o placas. Además, la superficie aboral se encuentra cubierta de pápulas
respiratorias, las cuales son transparentes y retráctiles, están ciliadas interna y
externamente y son de pared delgada, lo cual ayuda al intercambio gaseoso del animal
(respiración).
Figura 1. Diversas especies de asteroideos.
Figura 2. Superficie Aboral.

2. Por otro lado, en la superficie oral,
actinal o inferior (Figura 3), se encuentra la
boca, justo al centro del disco, rodeada por
cinco mandíbulas triangulares. Desde el
canal anular que rodea la boca, sale un
surco ambulacral (o canal radial) hacia cada
brazo, donde se proyectan dos hileras de
pies ambulacrales, los cuales sirven para el
transporte del asteroideo. Asociado con
cada pie ambulacral, hay un bulbo
muscular, llamado ampolla, ubicado en la
extremo superior de cada pie; mientras que
en el extremo inferior, se encuentra una
ventosa que le permite tomar objetos (por
lo general, su alimento) y anclarse al suelo.
Incorporado al mismo canal anular, se
encuentra el Cuerpo de Tiedemann y la
Vesícula de Poli (Figura 4).
Una de las características más
conocidas de los asteroideos, es su alta
capacidad de regeneración, sin embargo,
no es la única particularidad de estos
animales. Como se mencionó
anteriormente, las estrellas de mar se
transportan por medio de un sistema vascular acuífero, el cual funciona con energía
hidráulica. Otra característica importante, es que pueden presentar digestión intraoral y
extraoral, es decir, el individuo puede sacar su estómago del disco y así poder capturar su
alimento. Las especificaciones de estos procesos, se realizaran en la siguiente entrega.
Figura 3. Superficie oral.
Figura 4. Superficie oral detallada.

3. Asteroideos (Segunda entrega).
Como se mencionó anteriormente, los asteroideos presentan diversas funciones
muy interesantes, tales como la regeneración, la reproducción sexual y asexual, su
digestión extraoral e intraoral y su sistema vascular acuífero. Para comprender estos
procesos, es muy importante conocer las partes del organismo de los asteroideos, las
cuales fueron explicadas arriba.
En primer lugar, la regeneración es un proceso biológico que consiste en la
restauración o reemplazo de órganos o estructuras complejas, como la extremidad e
inclusive de organismos completos, como lo es el caso de algunas estrellas de mar. Si se
llegase a cortar un
asteroideo en piezas a lo
largo de su centro, cada
segmento tendrá la
facultad de desarrollar
un nuevo cuerpo
completo. Esto se debe a
que estos animales
poseen un complejo
sistema nervioso, el que
es manejado por lo que
se denomina cerebro
distribuido (no posee un
cerebro central). En
específico, las estrellas
de mar se regeneran por
morfalaxis, definido
como la “recuperación
de parte o de todo el organismo a través de la remodelación del propio organismo”. Es
decir, existe una reorganización de los tejidos existentes, donde la proliferación celular es
prácticamente nula. El tejido regenerado será de menor tamaño con respecto al original,
sin embargo con el tiempo, puede llegar a ser igual. (Figura 5)
Esta facultad regenerativa es la que permite que los asteroideos puedan reproducirse
de manera asexual; generan un nuevo ser a partir de un trozo de su cuerpo. No obstante,
también pueden reproducirse de forma sexual, ya que la mayoría de las estrellas de mar
son diocas, aunque existen algunas especies hermafroditas. En época fértil, las gónadas
(ubicadas en el interior del disco central) se desarrollan considerablemente, atiborrándose
de gametos, logrando penetrar las extremidades. Los gametos son liberados al agua a
través de aberturas llamadas gonoconductos, para pasar a la fecundación externa. El
desarrollo del cigoto produce una larva llamada bipinnaria, integrándose al plancton. En
esta larva se distinguen tres bandas: Banda ciliada locomotora, banda ciliada preoral y
Figura 5. Regeneración de un nuevo cuerpo a partir de una extremidad.

4. banda ciliada anal. La primera tiene
como función el transporte de la larva,
mientras que las últimas dos crean
corrientes que atraen alimento hacia su
boca. Además se pueden distinguir los
brazos larvarios, los axohidrocele, la
boca, el esófago, el estómago y el ano.
En algunas especies, las larvas se
comienzan a reproducir de forma
asexual, formando individuos idénticos.
Posteriormente, el desarrollo de la
bipinnaria forma una nueva larva
llamada braquiolaria, formando tres
nuevos brazos y una ventosa adhesiva, la
cual tendrá como función la fijación al
sustrato al momento de iniciar la
metamorfosis a adulto. Al comenzar este
proceso, se pierde la mayor parte del
sistema digestivo, el cual se regenerará
luego. El sistema ambulacral se
constituirá a partir del axohidrocele.
(Figura 6).
La reproducción no es lo único que
estos animales pueden hacer de dos formas, sino que también pueden presentar dos
maneras de digestión: Intraoral y exaoral. A pesar de que son individuos de movimientos
lentos, pueden ser muy voraces al momento de capturar sus presas. Algunas especies son
carroñeras y se alimentan de peces e
invertebrados (Figura 7). También se
pueden alimentar de partículas en
suspensión, pero no es muy común. En
este caso, las partículas son atraídas por
corrientes ciliares, producidas debajo de
las paxilas, hasta la boca. En el caso de los
asteroideos que se alimentan de
moluscos, éstos tienen la capacidad de
abrir conchas envolviéndolas con sus
brazos, haciendo presión con los pies
ambulacrales para poder abrir una
pequeña hendidura por donde ingresará
su estómago para comenzar la primera digestión, externa y extracelular, en la cual los
jugos digestivos (producidos por estructuras llamadas ciegos pilóricos y por la pared
estomacal) sintetizan tejidos blandos. El estómago de los asteroideos está dividido en dos,
el estómago pilórico por la superficie aboral, y el estómago cardíaco por la superficie oral.
Éste último es el cual se expulsa, gracias a la presión efectuada por los músculos del
Figura 6. Arriba, larva bipinnaria. Abajo, larva braquiolaria.
Figura 7. Asteroideo alimentándose de erizo de mar.

5. cuerpo. En esta primera digestión puede ocurrir que se complete el proceso en un 100%,
es decir, solo existirá digestión externa, ya que al interior del cuerpo ingresará una papilla
completamente digerida. En el
caso de que ingresen partes
del alimento que no se
pueden digerir, como pedazos
de concha o caparazón, el
asteroideo lo eliminará por la
boca. El resto del alimento
aún no digerido, pasará a los
ciegos pilóricos, donde se
producirá la digestión
intracelular y la absorción. Los
desechos son conducidos al
intestino y posteriormente
serán eliminados a través de
los ciegos rectales, los cuales funcionan a presión (Figura 8). Algunas especies que no
presentan ano, eliminan sus desechos por la boca.
Finalmente, el sistema vascular acuífero representa su forma de locomoción, la cual
tiene como principio funcional la presión ejercida por la energía hidráulica. Todos los
canales presentes en el sistema ambulacral están llenos de un líquido compuesto
básicamente de agua de mar, pero con una mayor concentración de potasio y proteínas.
El nivel de este líquido es mantenido por las vesículas de Poli y por la madreporita,
estructuras que facilitan el ingreso y la filtración. El movimiento es gatillado por la
contracción de los
músculos de la ampolla,
forzando al líquido a
pasar por los pies
ambulacrales, los cuales
se expanden y alargan
quedando en contacto
con el sustrato. Las
ventosas de cada pie
expulsan un líquido
adhesivo que mantiene
los pies en el sustrato
(Figura 9). Al contraerse
los músculos laterales de
los pies, el líquido retorna
a la ampolla, se encogen los pies y se acerca el cuerpo al sustrato otra vez. La contracción
de estos músculos puede controlar el movimiento de los pies, provocando el
desplazamiento del asteroideo.
Figura 8. Sistema digestivo y otras partes del asteroideo.
Figura 9. Pies ambulacrales en movimiento.

6. Asteroideos (Tercera entrega).
Luego de descubrir las asombrosas características que poseen las estrellas de mar y
de comprender su funcionamiento, se asociarán a estas particularidades, diversos
contextos de la vida humana donde pueden ser útiles al momento de resolver problemas.
El sistema vascular acuífero resalta entre todas las características de los
asteroideos, el cual, al depender del agua, nos limita a utilizarlo en océanos. Hay dos
contextos específicos en los cuales se podría utilizar este sistema.
1) Recientemente el vuelo MH370 de Malasya Airlines se extravió con 239
personas a bordo. Esta tragedia ocurrió el 8 de marzo de 2014 y aún no se sabe
que le sucedió a la aeronave, dónde se encuentra exactamente, ni qué
circunstancias llevaron a su desaparición. Se estima que los gastos de búsqueda
podrían superar los 200 millones de dólares anualmente, siendo la búsqueda
más cara de la historia de la aviación. La solución al problema existe y es la
llamada caja negra (Figura 10), el cual es un dispositivo registrador del vuelo,
que reconoce la actividad de los instrumentos de vuelo y las conversaciones en
la cabina. Para encontrar la caja negra se deben captar las señales que ésta
envía, las que son de una frecuencia específica de 37.5 Hz. El inconveniente es
que al colisionar en el océano, no deja de sumergirse hasta que alcanza el
fondo marino, el que puede alcanzar profundidades de alrededor de 11
kilómetros. Además, si se considera que la batería de las cajas negras tiene una
duración de 30 o 40 días, no es seguro que se encuentre antes de ese plazo. Si
existiese un sistema para
poder localizar la caja
negra de forma rápida y
segura, no sería
necesaria tanta espera ni
gastos de recursos para
la búsqueda. Si se
aplicase el sistema
vascular acuífero de
forma modificada en las
cajas negras de los
aviones, facilitaría mucho
su localización. El sistema
debe estar modificado de
tal forma que, en vez de
aplicar la presión a los pies ambulacrales para moverlos, el agua debería
liberarse produciendo corrientes lo suficientemente fuertes para poder
mantener la caja más cerca de la superficie, facilitando la recepción de señal.
Figura 10. Caja negra

7. 2) La contaminación que las embarcaciones marinas emanan hacia el océano es
un problema grave que se debe resolver (Figura 11). El abuso de hidrocarburos
(sobre todo por combustible) produce efectos ecológicos muy variables, los
cuales dependerán
de diversos factores
(como la
composición química
hidrocarburo, el tipo
de suelo afectado, la
época del año y su
relación con los
ciclos reproductivos
o migratorios de las
especies). También
hay que considerar
que los ecosistemas
son sistemas
complejos, si algo
falla, las consecuencias son muy difíciles de predecir, ya que hay muchas
variables interactuando entre sí. Los problemas causados por estas sustancias
pueden ser fisiológicos y/o bioquímicos, causando impacto en la viabilidad y
éxito reproductivo de las especies marinas, e incluso provocando alteraciones
genéticas. Esto causa cambios demográficos, alteraciones en el hábitat,
cambios en las relaciones entre predadores y presas, menor tasa reproductiva;
por ende, altera el ecosistema. Las perturbaciones mencionadas provocarán el
incremento en las tasas de mortalidad de los organismos (Figura 12), sobre
todo en las zonas
más cercanas a la
costa, ya que
desde ese sector
proviene la mayor
cantidad de
contaminantes.
Cabe mencionar
que las especies
comerciales se
ubican en los
sectores litorales,
es decir, la
contaminación
provocada por los
mismos pescadores, afectarán su propio trabajo, por consiguiente el impacto
que provoca la contaminación oceánica es de tipo ecológico, económico y
social. Si se pudiese aprovechar la energía hidráulica para accionar pies
Figura 11. Contaminación por hidrocarburos en el océano.
Figura 12. Ejemplo del impacto de los hidrocarburos en el océano.

8. ambulacrales modificados, los barcos y botes no dejarían huella de su paso. Lo
que se necesitaría sería un sistema que provoque la presión suficiente para
accionar el sistema que tiene como modelo básico el sistema vascular acuífero
de los asteroideos, lo cual se puede lograr a través de bombas de
accionamiento hidráulico (como las bombas de Ariete o norias, por ejemplo).
En este caso los pies ambulacrales debiesen tener forma de remos, para que
tengan mayor área de superficie y puedan mover una mayor cantidad de agua.
De esta forma, la presión del agua provocada por la bomba de accionamiento
hidráulico, activaría el sistema, causando el movimiento de los pies
ambulacrales en formas de remo y por lo tanto desplazando el bote.
Si la aplicación de estas ideas es factible de realizar, se podrían mejorar
considerablemente estos dos contextos mencionados anteriormente. Finalmente cabe
mencionar que en la naturaleza se pueden encontrar las respuestas a variados
problemas, ya que nuestro planeta es el sistema más perfecto que conocemos hasta
ahora.

9. Bibliografía
• BENAVIDES, Milena; BORRERO, Giomar; DÍAZ, Christian. Equinodermos del Caribe
Colombiano I: Crinoidea, Asteroidea y Ophiuroidea [en línea]. Instituto de
Investigaciones Marinas y Costeras, 2011 [Fecha de consulta: 23 Marzo 2014].
Disponible en
http://www.invemar.org.co/redcostera1/invemar/docs/9230Catalogo_Equinoder
mos_I.pdf
• CHIMAL-MONROY, Jesús; DONOVAN CORREA GALLEGOS; GALVÁN, Claudio. Células
troncales y medicina regenerativa (Capítulo XI) [en línea]. Universidad Nacional
Autónoma de México, 2011 [Fecha de consulta: 23 Marzo 2014] Disponible en:
http://computo.sid.unam.mx/PUIS/libro/files/libro_celulas.pdf
• HILL, Richard. (1980) Comparative Physiology of Animal An Environmental
Approach [En línea] Harper & Row, Publishers, New York, 1980 [Fecha de consulta:
23 Marzo 2014] Disponible en: http://books.google.cl/books?id=w7aoEY-
_48EC&printsec=frontcover#v=onepage&q&f=false
• MENÉNDEZ VALDERREY, J.L. "Equinodermos; lirios de mar, estrellas, erizos, …" [en
línea] Num. 100, 06/11/2006 [Fecha de consulta: 23 Marzo 2014]. Disponible en
http://www.asturnatura.com/articulos/equinodermos/inicio.php ISSN 1887-5068
• Ministerio de Agricultura, Alimentación y Medio Ambiente. "Impacto ambiental de
los hidrocarburos y recuperación de los ecosistemas" [en línea] [Fecha de consulta:
30 Marzo 2014]. Disponible en
http://www.magrama.gob.es/es/costas/temas/proteccion-del-medio-marino/la-
contaminacion-marina/impacto_ambiental.aspx
• "Los británicos que resolvieron el enigma del vuelo de Malasya Airlines" [en línea]
Inglaterra: Londres. BBC Mundo. 25 de Marzo 2014 [Fecha de consulta: 30 Marzo
2014]. Disponible en
http://www.bbc.co.uk/mundo/noticias/2014/03/140325_avion_desaparecido_mal
asia_inmarsat_am.shtml
• "Cajas negras: Luz para los accidentes" [en línea] España: Madrid. Fernando
Puente. 21 de Agosto 2008. [Fecha de consulta: 30 Marzo 2014]. Disponible en
http://web.archive.org/web/20110811094418/http://www.adn.es/tecnologia/200
80821/NWS-0595-caja-negra-fdr-cvr-grabadora.html
• "Cuánto cuesta la búsqueda del avión de Malasya Airlines" [en línea] Colombia:
Santiago de Cali. Telepacífico. 28 de Marzo 2014. [Fecha de consulta: 30 Marzo
2014]. Disponible en http://www.telepacifico.com/news/show/title/-cu-nto-
cuesta-la-b-squeda-del-avi-n-de-malaysia-airlines/src/@random508ee820264b7