Reptiles: características, clasificación y reproducción
Los reptiles son una agrupación parafilética de animales vertebrados que incluyen a las tortugas, lagartos, serpientes, tuátaras y cocodrilos. Además, incluyen varios grupos extintos de grandes dinosaurios, plesiosaurios, pterosaurios, entre otros. Su característica más destacada es la piel gruesa con escamas.
Estos seres vivos son ectotermos, ya que carecen de la capacidad de regular internamente su temperatura corporal. Por ello, su distribución está casi restringida a las regiones con climas cálidos, donde son muy abundantes.
Las tortugas son organismos con un caparazón grueso y morfología ancestral. No poseen dientes y son todas ovíparas. La mayor diversidad del grupo la encontramos en los lagartos, un grupo que ha prosperado inmensamente. La mayoría son ovíparas y algunas vivíparas.
Dos grupos de reptiles, las serpientes y los anfisbénidos han sufrido una reducción total de las extremidades. Además, las serpientes presentan un cráneo cinético (con movimiento) que les permite consumir presas enormes. Algunas pueden inyectar veneno.
Las tuataras son animales endémicos de Nueva Zelanda. Sus características recuerdan a los reptiles que habitaron la tierra hace unos 100 millones de años.
Los cocodrilos son los únicos representantes no aviares de los arcosaurios, linaje que dio origen a los ya extintos dinosaurios y a las aves actuales.
En los reptiles surge una adaptación significativa que logró independizar la reproducción del agua: el huevo amniótico. El huevo consiste en una estructura cubierta de una estructura calcárea o coriácea con membranas extraembrionarias llamadas amnios, corión, saco vitelino y alantoides. En los reptiles no se observan estados larvales de vida acuática.
Índice del artículo
- 1 Características generales
- 2 El huevo amniótico
- 3 Clasificación
- 4 Sistema digestivo
- 5 Sistema circulatorio
- 6 Sistema nervioso
- 7 Sistema respiratorio
- 8 Sistema excretor
- 9 Reproducción
- 10 ¿Los reptiles son un grupo verdadero?
- 11 Referencias
Los reptiles forman un grupo parafilético de aproximadamente 8000 especies. Estos organismos son abundantes y se encuentran en hábitats muy variados, tanto terrestres como acuáticos, generalmente de clima cálido.
Están cubiertos por estructuras características denominadas escamas. La mayoría presenta dos pares de miembros, con cinco dedos en cada uno. En las serpientes y algunos lagartos los miembros han degenerado o están muy reducidos.
La piel de los reptiles es gruesa, otorgando protección contra la desecación. Las estructuras epidérmicas de estos animales están formadas por una queratina especial, llamada beta queratina. La osificación del esqueleto es completa y el cráneo se caracteriza por tener un solo cóndilo occipital.
En cuanto a la regulación de la temperatura, todos los miembros del grupo son animales ectotérmicos; no son capaces de regular su temperatura por vías metabólicas.
En contraste, pueden regular su temperatura mediante su comportamiento. Es decir, se movilizan a regiones soleadas si necesitan incrementarla, o bien se ubican en regiones bajo sombra para disminuir la temperatura corporal.
El huevo amniótico representa una de las adaptaciones más sorprendentes del reino animal, ya que logró independizar los procesos reproductivos de los cuerpos de agua.
El huevo posee cuatro capas o membranas extra embrionarias denominadas amnios, alantoides, corión y saco vitelino.
El amnios es la capa que rodea al embrión. En su interior encontramos fluido que amortigua al organismo en desarrollo y aporta un medio acuoso para su crecimiento. En el alantoides se almacenan las sustancias de desecho.
El corión rodea todo el contenido del huevo, y está altamente vascularizado, al igual que el alantoides. Estas dos capas extra embrionarias participan en la respiración, siendo un componente vital para el intercambio de oxígeno y dióxido de carbono. En el saco vitelino se encuentran las sustancias nutritivas que el embrión usará.
La mayoría de los huevos amnióticos se encuentran rodeados por una cáscara o cobertura mineralizada y bastante flexible. Esta barrera logra un equilibrio entre la protección del embrión y el intercambio de sustancias, ya que actúa como una barrera semipermeable.
Los reptiles vivientes están representados por los siguiente órdenes: Testudines (tortugas), Squamata (lagartos y serpientes), Sphenodonta (las tuátaras de Nueva Zelanda) y Crocodilia (cocodrilos y afines).
Adicionalmente, los grupos de reptiles se distinguen por el número de aberturas de su cráneo. Primero, exploraremos la clasificación de los diferentes cráneos de los amniotas, y luego exploraremos la clasificación taxonómica de los cuatro grupo de reptiles vivientes.
En la clasificación de los reptiles – y del resto de los vertebrados tetrápodos – es usual aplicar los términos anápsidos, diápsidos y sinápsidos. Esta terminología hace referencia al patrón de aberturas (fenestra) a nivel de la región temporal en el cráneo de estos animales.
Los anápsidos son organismos cuya región temporal carece de cualquier abertura. Esta morfología se considera primitiva y se piensa que los primeros amniotas que aparecieron en el curso de la evolución poseían dicho patrón anatómico. Dentro de las especies actuales, las tortugas presentan un cráneo anápsido.
Sin embargo, el caso de las tortugas es muy particular. Según las evidencias moleculares actuales, se ha concluido que estos reptiles adquirieron la condición anápsida de manera secundaria, ya que provienen de un ancestro con aberturas temporales diápsido.
De esta condición ancestral, se derivaron dos variantes anatómicas: los diápsidos y los sinápsidos. En el cráneo de los diápsidos encontramos dos aberturas temporales. El cráneo diápsido está presente en los reptiles actuales (incluyendo a las aves y con excepción de las tortugas).
El tercer patrón de aberturas temporales es sinápsido, donde existe solamente un par de aberturas temporales. Los mamíferos poseen este tipo de cráneo.
El orden Testudines está integrado por las tortugas. Estos organismos han cambiado muy poco a lo largo de la evolución, manteniendo en gran medida la morfología característica del grupo.
La característica más destacada es la presencia de un caparazón dorsal y un plastrón ventral. Este caparazón está formado por dos capas: una externa compuesta de queratina y una interna de naturaleza ósea.
La capa interna es una unión de huesos, vertebras fusionadas y otros elementos dermales osificados. Como característica única entre los vertebrados, las tortugas son los únicos organismos que poseen los miembros y cinturas dentro de las costillas.
La mandíbula de los quelonios carece de estructuras dentales. En su lugar, existen una especie de platos de queratina que permite la manipulación y triturado del alimento.
Desde una perspectiva ecológica, las tortugas han logrado conquistar una diversidad de nichos. Existen especies totalmente acuáticas (exceptuando el momento de la deposición de los huevos) y totalmente terrestres.
En cuanto a los sentidos, las tortugas no presentan una audición particularmente buena. Para contrarrestar dicha desventaja, poseen un sistema del gusto y de la visión muy sensible. De hecho, la visión es a color y es comparable con el sistema fotorreceptor de los humanos.
Este orden está compuesto por los lagartos y las serpientes. Es muy amplio y diverso, incluyendo a casi el 95% de todas las especies vivas de reptiles no aviares.
Las serpientes exhiben una serie de características únicas y distintivas. El cuerpo ha sufrido un alargamiento importante, lo que lleva a la reorganización interna de los órganos; las extremidades se han perdido y existen adaptaciones para el consumo de otros animales de gran tamaño.
La mayoría de los lagartos poseen la capacidad de mover sus parpados. En contraste, las serpientes suelen tener una capa transparente y permanente sobre sus órganos de la visión. La visión de algunas especies está adaptada para la luz solar y tienen visión a color, mientras que otras especies nocturnas no la poseen.
El cráneo de los integrantes de esta clase se denomina cráneo cinético, ya que tiene propiedades móviles que les permite consumir y manipular presas de tamaños considerables. Aunque el cráneo de los lagartos es cinético, en las serpientes el fenómeno es mucho más marcado.
Antiguamente, el orden Squamata estaba integrado por tres subórdenes: Sauria, Serpentes y Amphisbaenia. Hoy en día, el último grupo es considerado como integrantes modificados de Sauria.
Suborden Sauria
Incluye a los largartos, un grupo extremadamente diverso de formas que habitan desde ambientes terrestres, acuáticos hasta árboles, zonas subterráneas e incluso los aires. Dentro de los representantes más populares están los gecos o gecónidos, las iguanas, los escíncidos, los monitores y los camaleones.
Para la mayoría de las especies de lagartos, la audición no representa un sentido relevante. Sin embargo, en unas pocas especies los cantos son un elemento importante en la búsqueda y elección de pareja.
Los ambientes habitados por este grupo de organismos suele ser áridos y secos. Su piel gruesa y carente de glándulas evita en gran medida la pérdida de agua. Además, la orina de los reptiles es casi sólida y presenta cantidades importantes de ácidos úrico. Estos mecanismos les permiten evadir la desecación.
Como los reptiles carecen de regulación térmica y dependen de la temperatura del medio ambiente, existen pocas especies de reptiles en zonas frías, ya que dichas condiciones limitan su crecimiento.
Los anfisbénidos o culebrillas ciegas
Los anfisbénidos son un grupo muy particular de lagartos (Orden Squamata), cuya morfología recuerda a la de una serpiente o a una lombriz de tierra. Su cuerpo es vermiforme y las extremidades se han perdido.
El nombre del grupo describe su capacidad peculiar de poder desplazarse tanto para adelante, como hacia atrás. Es decir, pueden moverse en la dirección de la cabeza y de la cola con la misma eficiencia.
Su estilo de vida es subterráneo y tienen varias adaptaciones relacionadas con la vida bajo tierra: morfología vermiforme para desplazarse; el cráneo es duro y robusto, permitiendo la excavación; los ojos están atrofiados y son prácticamente indistinguibles del cuerpo (ya que están cubiertos por una capa de piel) y no existe una abertura externa del oído.
Suborden Serpentes
Las serpientes son reptiles que carecen de miembros y, en la mayoría de los grupos, también carecen de las cinturas pectoral y pélvica. Su cuerpo está formado por numerosas vertebras que les permite desplazarse por el suelo mediante una serie de movimientos ondulatorios en forma de S.
Como mencionamos, el cráneo de las serpientes es altamente cinético, lo que implica que puede consumir presas enormes. Esta característica puede ser la responsable del éxito tan notable de las serpientes. Ciertas especies de serpientes – cerca del 20% – son capaces de inyectar veneno a sus presas.
Con respecto a los sentidos, sólo un pequeño grupo de serpientes con hábitos arborícolas poseen una visión notable. No poseen membrana timpánica ni oído externo. Para la detección de estímulos químicos, las serpientes están equipadas con el órgano de Jacobson, también conocido como órgano vomeronasal.
El orden Sphenodonta está compuesto exclusivamente por dos especies vivientes – las únicas sobrevivientes del linaje – pertenecientes al género Sphenodon, endémicas de Nueva Zelanda. Son conocidos comúnmente como tuataras.
Las tuataras han sido un modelo de estudio que ha despertado el interés de los biólogos evolutivos. Estas especies han cambiado muy poco en el curso de la evolución y presentan un cráneo diápsido primitivo.
Los cocodrilos, aligátores y caimanes son reptiles robustos y semiacuáticos. Son conocidos principalmente por ser grandes depredadores. Sus mandíbulas son poderosas y les permiten capturar eficazmente a sus presas.
El cuerpo del animal consiste en una cabeza, cuerpo y cola alargadas, y extremidades cortas pero fuertes. Estas últimas permiten la movilidad en la tierra, aunque las actividades en el medio terrestre no son muy comunes. Junto con las aves forman el clado Archosauria.
El sistema digestivo de los reptiles está compuesto por una serie de órganos y elementos que orquestan el paso del alimento y la extracción de nutrientes.
La ingesta empieza con la cavidad bucal, que en los reptiles está ampliamente modificada, particularmente en los cráneos cinéticos de serpientes, y en menor medida en los lagartos. Solo los cocodrilos poseen un paladar secundario.
Seguido de la cavidad bucal, encontramos a la faringe, luego al esófago y al estómago. Les siguen los intestinos que desembocan en una cloaca.
El tracto gastrointestinal de la mayoría de los reptiles es corto, característica típica de una dieta carnívora. Las variantes herbívoras poseen intestinos más largos que les permite digerir la materia vegetal. Algunos de ellos exhiben el comportamiento de tragar piedras para favorecer la digestión.
La circulación en los reptiles está compuesta por dos circuitos: una de ellas toma la sangre y la lleva hasta los pulmones, mientras que la segunda vía orquesta el paso de sangre por el resto del cuerpo.
Con excepción de los cocodrilos, los reptiles poseen un corazón con una partición incompleta, que permite un pequeño contacto entre la sangre oxigenada y no oxigenada.
En los cocodrilos el corazón es más complejo y recuerda al de mamíferos y aves, ya que posee dos aurículas y dos ventrículos. Esta separación completa aumenta eficiencia del proceso.
De manera general, el sistema nervioso de los reptiles posee todas las estructuras básicas que encontramos en los anfibios, pero más grandes – particularmente el cerebro y el cerebelo.
Sin embargo, comparado con aves y mamíferos, el cerebro es relativamente más pequeño. Por ejemplo, el cerebro de las tortugas es pequeño – nunca supera el 1% de la masa total del animal. Sin embargo, el cerebelo si posee un tamaño importante en este grupo de reptiles.
La mayoría de los órganos de los sentidos están bien desarrollados, aunque existen varias excepciones.
La respiración en los reptiles ocurre por medio de pulmones. La piel de estos organismos es gruesa, por lo que no juega un papel relevante en el intercambio de gases, como ocurre en los anfibios con piel fina y húmeda.
La mayoría de los integrantes poseen pulmones pares, con excepción de las serpientes y de los anfisbénidos.
En las tortugas, existe una complicación adicional del proceso respiratorio: los órganos están confinados en el caparazón del animal. Para solventar dicho inconveniente, las tortugas usan la musculatura abdominal y pectoral como un diafragma.
Las especies de tortugas que habitan cuerpos de agua logran cumplir con sus demandas de oxígeno gracias al bombeo que realizan en su cavidad bucal – la cual está muy vascularizada – o en la cloaca. Este fenómeno les permite permanecer bajo el agua por periodos de tiempo significativos.
Los cocodrilos poseen una innovación importante: el paladar secundario. Está constituido por una serie de pliegues de origen cutáneo que separa la boca de los conductos nasales. Es decir, pueden respirar mientras la boca del animal está abierta.
Todos los reptiles poseen riñones pareados, lobulados y aproximadamente del mismo tamaño. En las serpientes, los riñones se ubican en la región caudal de la cavidad celómica.
Como en el resto de los vertebrados, la unidad funcional del riñón son las nefronas. En los reptiles, cada riñón está constituido por unas miles de nefronas, lo cual es poco si las comparamos con las casi dos millones de nefronas en el riñón humano.
La reducción en el tamaño del glomérulo es considerada como una adaptación para evitar la pérdida del agua. Además, estos se encuentran muy poco vascularizados.
El producto de desecho de los reptiles es el ácido úrico; por ello, los reptiles se conocen como uricotélicos. Esto pareciera ser una adaptación para reducir la pérdida de agua.
El ácido úrico es una sustancia insoluble en agua. Así, el producto precipita y la sustancia excretada consiste en una masa semisólida y blanca.
En contraste, las especies que viven en ambientes acuáticos suelen excretar amoniaco, una sustancia con altos niveles de toxicidad. Como el producto de la excreción es tóxico, requiere ser diluido con mayor cantidad de agua que la necesaria para la excreción del ácido úrico.
Los reptiles tienen fecundación interna y los sexos se encuentran separados. Los machos poseen dos testículos y las hembras dos ovarios. Los machos ejecutan la cópula con un órgano especial llamado hemipene. Es par en casi todos los reptiles, con la excepción de las tortugas y cocodrilos.
Las tortugas tienen una fertilización interna y son ovíparas. Estas invierten energía en la creación de un nido para sus crías, y una vez que los huevos son depositados y tapados por el sustrato, los padres se desentienden de sus futuros descendientes.
Un gran número de serpientes son ovíparas y un pequeño grupo es ovovivíparo. La viviparidad ha evolucionado dentro de los reptiles casi cien veces por vías evolutivas separadas. Este fenómeno ocurre, generalmente, por un incremento en el tiempo en que los huevos son retenidos dentro del oviducto.
Los animales con esta modalidad reproductiva suelen ser asociadas a climas fríos, pudiendo ser una característica adaptativa que les permita a los reptiles mantener una temperatura óptima para su descendencia. Dentro del cuerpo de la madre, la temperatura es óptima para el desarrollo de las crías.
Una de las peculiaridades de los reptiles en término de su reproducción es la influencia de la temperatura en la determinación del sexo de los animales. Este fenómeno se ha reportado en tortugas, lagartos y cocodrilos.
En las tortugas, las bajas temperaturas están asociadas con la producción de machos. Del mismo modo, temperaturas elevadas se traducen en la producción de hembras. Como es la temperatura el factor determinante, estas especies carecen de cromosomas sexuales.
Históricamente, los animales vertebrados terrestres se clasifican en tres clases bien delimitadas: los reptiles, las aves y los mamíferos. Los reptiles son organismos de sangre fría con escamas; las aves son de sangre caliente y poseen plumas; mientras que los mamíferos son de sangre caliente, poseen peso y producen leche.
Con esta descripción sencilla, pareciera fácil agrupar a los seres orgánicos en las categorías correspondientes a clases.
Para la escuela cladista, los reptiles representan una agrupación parafilética, es decir, no forman un clado.
Bajo la perspectiva del cladismo, las agrupaciones válidas incluyen al ancestro común más reciente y a todos los descendientes de este. En el caso de los reptiles, no se consideran todos los descendientes, ya que esta agrupación excluye a las aves.
Las aves evolucionaron de un grupo de dinosaurios llamado dromeosaurios. Por ello, si se quiere considerar un grupo monofilético – ancestro común más reciente y todos sus descendientes – se debe tomar en cuenta a las aves dentro de los reptiles.
Algunos biólogos que quieren hacer referencia a estas clases de manera correcta, usan el término reptiles aviares y no aviares.
De manera muy superficial puede que los grupos de reptiles y aves nos parezcan muy diferentes entre sí. No obstante, ambos comparten una serie de caracteres derivados compartidos o sinapomorfias, como se les conoce en la terminología cladista.
Tanto las aves como los reptiles “tradicionales” poseen características anatómicas compartidas a nivel del cráneo y de los tobillos. Además, ambos presentan la beta queratina en sus estructuras. Estos caracteres unifican a ambos grupos en un clado (grupo monofilético).
Las aves y los cocodrilos son grupos hermanos. Un cocodrilo está más relacionado con un colibrí que con un lagarto o una serpiente. En otras palabras, los cocodrilos y las aves comparten un ancestro en común más reciente, y son considerados un grupo monofilético (recordemos que los grupos monofiléticos pueden estar anidados).
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