Hidroesqueleto: qué es, características y ejemplos
¿Qué es un hidroesqueleto?
Un hidroesqueleto, o esqueleto hidrostático, es una cavidad llena de fluido que rodea a las estructuras musculares y da soporte al cuerpo de ciertos animales. El esqueleto hidrostático participa en la locomoción, otorgándole al animal un amplio rango de movimientos.
Es común en los invertebrados que carecen de estructuras rígidas que permitan el soporte corporal, como por ejemplo, las lombrices de tierra, algunos pólipos, anémonas y las estrellas de mar y demás equinodermos. En su lugar, existen los esqueletos hidrostáticos.
Algunas estructuras concretas de los animales funcionan mediante este mecanismo, como el pene de los mamíferos y tortugas, y las patas de las arañas.
En contraste, existen estructuras que usan el mecanismo del esqueleto hidrostático, pero carecen de la cavidad llena de fluido, como los miembros de los cefalópodos, la lengua de los mamíferos y la trompa de los elefantes.
Dentro de las funciones más resaltantes de los esqueletos hidrostáticos se encuentra el soporte y la locomoción, ya que es un antagonista muscular y asiste en la amplificación de la fuerza en la contracción muscular.
La funcionalidad de un esqueleto hidrostático depende del mantenimiento del volumen constante y la presión que este genera.
Características del hidroesqueleto
– Es una cavidad o cavidades cerradas llenas de fluidos que emplean un mecanismo hidráulico, donde la contracción de los músculos se traduce en el movimiento del fluido de una región a otra, funcionando en el mecanismo de la transmisión del impulso (antagonista muscular).
– La característica biomecánica fundamental de los hidroesqueletos es la constancia del volumen que los forman. Este debe poseer la capacidad de compresión al aplicar presiones fisiológicas. Este principio es la base para la función del sistema.
Mecanismo de los esqueletos hidrostáticos
El sistema de soporte se arregla espacialmente de la siguiente manera: la musculatura rodea una cavidad central llena de fluido.
También puede arreglarse de manera tridimensional con una serie de fibras musculares que forman una masa sólida de músculo, o en una red muscular que pasa a través de los espacios llenos de líquido y tejido conectivo.
Sin embargo, los límites entre estos arreglos no están bien delimitados y encontramos esqueletos hidrostáticos que presenten características intermedias.
Aunque existe una amplia variabilidad en los hidroesqueletos de los invertebrados, todos funcionan siguiendo los mismos principios físicos.
Musculatura
Los tres arreglos generales de los músculos son circular, transversal o radial. La musculatura circular es una capa continua que se arregla en torno a la circunferencia del cuerpo o del órgano en cuestión.
Los músculos transversales incluyen las fibras que se ubican de manera perpendicular al eje más largo de la estructura y pueden estar orientadas de manera horizontal o vertical –en los cuerpos con una orientación fija, convencionalmente las fibras verticales son dorsoventrales y las horizontales son transversales–.
Los músculos radiales, por su parte, incluyen fibras ubicadas de manera perpendicular al eje más largo a partir del eje central hacia la periferia de la estructura.
La mayoría de las fibras musculares en los esqueletos hidrostáticos son estriadas oblicuamente y poseen la capacidad de “súper elongación”, es decir, se pueden estirar mucho.
Tipos de movimientos permitidos
Los esqueletos hidrostáticos admiten cuatro tipos de movimientos: elongación, acortamiento, doblaje y torsión. Cuando una contracción en el músculo disminuye, el área del volumen constante, ocurre la elongación de la estructura.
La elongación ocurre cuando alguno de los músculos, el vertical o el horizontal, se contrae solo manteniendo el tono hacia la orientación. De hecho, todo el funcionamiento del sistema depende de la presión del fluido interno.
Imaginemos un cilindro de volumen constante con una longitud inicial. Si disminuimos el diámetro mediante una contracción de los músculos circulares, transversales o radiales, el cilindro se estira a los lados por el incremento de presión que ocurre en el interior de la estructura.
En contraste, si aumentamos el diámetro, la estructura se acorta. El acortamiento está relacionado con la contracción de los músculos con arreglos longitudinales. Este mecanismo es indispensable para los órganos hidrostáticos, como la lengua de la mayoría de los vertebrados.
Por ejemplo, en los tentáculos de un cefalópodo (que usa un tipo de esqueleto hidrostático), requiere solo de un 25% de disminución en el diámetro para incrementar un 80% la longitud.
Ejemplos de esqueletos hidrostáticos
Los esqueletos hidrostáticos se encuentran ampliamente distribuidos en el reino animal. Aunque son comunes en los invertebrados, algunos órganos de vertebrados funcionan bajo el mismo principio.
De hecho, los esqueletos hidrostáticos no están restringidos a los animales, ciertos sistemas herbáceos usan también este mecanismo.
Los ejemplos abarcan desde la notocorda característica de las ascidias, cefalocordados, larvas y peces adultos, hasta las larvas de los insectos y crustáceos. A continuación describiremos los dos ejemplos más conocidos: los pólipos y los gusanos.
Pólipos
Las anémonas son el ejemplo clásico de los animales que poseen un esqueleto hidrostático. El cuerpo de este animal está formado por una columna hueca cerrada en la base y con un disco oral en la porción superior, rodeando la abertura de la boca.
La musculatura es básicamente la descrita en la sección anterior. El agua ingresa por la cavidad de la boca, y cuando el animal la cierra, el volumen interior permanece constante.
Así, la contracción que disminuye el diámetro del cuerpo, incrementa la altura de la anémona. Del mismo modo, cuando la anémona extiende los músculos circulares, se ensancha y su altura disminuye.
Animales con forma de gusano (vermiformes)
El mismo sistema se aplica a las lombrices de tierra. Esta serie de movimientos peristálticos (eventos de alargamiento y acortamiento) le permite al animal moverse.
Estos anélidos se caracterizan por tener el celoma dividido en segmentos para evitar que el fluido de un segmento ingrese al otro y cada uno opera de manera independiente.
Referencias
- Barnes, R. D. (1983). Zoología de los invertebrados. Interamericana.
- Brusca, R. C., & Brusca, G. J. (2005). Invertebrados. McGraw-Hill.