Protonefridios: qué son, características, funciones
¿Qué son los protonefridios?
Los protonefridios son un tipo simple y primitivo de nefridios presentes en animales como gusanos planos, anélidos y algunas larvas de moluscos. Son unos tubos ciegos altamente ramificados, que funcionan como un órgano de excreción.
Se caracterizan por poseer células flamígeras flageladas, que son capaces de batir y ondular sus flagelos, creando presión negativa y generando una corriente que empuja a los fluidos con sustancias de desecho, permitiendo un proceso de filtración.
Los protonefridios pueden varían dependiendo del ambiente en el que viva el organismo, y, particularmente, de la concentración salina del mismo.
Características de los protonefridios
Los protonefrios están compuestos por un tubo con ramificaciones, cuyo extremo terminal es ciego, y poseen una serie de prolongaciones móviles (undolipodios) en el extremo interno. Embriológicamente, provienen de la capa germinal más externa: el ectodermo.
Son estructuras típicas de los animales que carecen de celoma, pero pueden estar presentes en animales pseudocelomados o incluso celomados.
Los tubos están repletos de perforaciones por donde el agua puede ingresar, al igual que moléculas pequeñas. Las proteínas y otras moléculas de alto peso molecular quedan por fuera.
La terminal cerrada característica de los protonefridios oscurece la explicación de su posible funcionamiento, ya que un capilar ciego no es adecuado para la filtración. Por ello, se propone que los cilios tienen un papel importante en la filtración.
Cada animal puede poseer más de dos protonefridios y estos pueden tener un número importante de ramificaciones en sus tubos.
Solenocitos y células en flama
Cada tubo se organiza de la siguiente manera: uno de sus extremos se abre al exterior y el otro es ramificado, terminando en células flageladas. Existen distintos sistemas encargados de que estas estructuras terminales no colapsen, como fibras de actina o microtúbulos.
La parte más importante de un protonefridio son las células flagelares. Si la célula presenta un único flagelo se denomina solenocito, mientras que si presenta más de uno se le llama célula flamígera o células en flama. Desde el punto de vista evolutivo, se piensa que los solenocitos proceden de las células flamígeras.
Las células flamígeras llevan este nombre gracias a su característica de batir y oscilar sus flagelos, este movimiento peculiar recuerda a una vela flameante.
Las paredes de los protonefridios poseen una serie de cilios que dirigen el líquido hasta el nefridioporo, la abertura que desemboca en el exterior.
Las células en bulbo de los protonefridios se ubican hacia los fluidos del celoma, organizadas en las paredes de los vasos sanguíneos. Gracias a esta disposición puede ocurrir el transporte de las sustancias contenidas en los fluidos del cuerpo.
Diferencias con los metanefridios
Los protonefridios se diferencian de los metanefridios (un tipo más avanzado de nefridio) porque estos últimos no son ramificados y sus extremos desembocan en la luz del celoma.
Además, los metanefridios no poseen solenocitos; en su lugar presentan estructuras similares a un embudo ciliado llamado nefrostoma. En este tipo de nefridio, ambos extremos son abiertos.
Los protonefridios son estructuras flexibles en cuando a la filtración de fluidos que provienen de distintos compartimientos en un canal, mientras que los metanefridios solamente filtran el fluido de una cavidad.
En algunos gusanos, como los anélidos, puede ocurrir la presencia de protonefridios y también de los metanefridios.
Protonefridios en platelmintos
En todos los tuberlarios, conocidos popularmente como planarias, el sistema osmorregulador y excretor es del tipo protonefridial; está formado por un conjunto de túbulos muy ramificados. En los cestodos existen numerosos protonefridios.
Estas ramificaciones disminuyen su diámetro hasta que terminan en el extremo distal, donde se encuentran las células flamígeras. Estas se componen de un extremo con proyecciones y otro extremo tubular con un penacho de flagelos, conectada a la célula tubular.
La célula tubular se encarga de conectar el sistema de túbulos al exterior por medio de unos tubos excretores localizados en la zona dorsal del animal.
El movimiento de los cilios genera una presión negativa que garantiza el flujo de las excreciones a través del sistema.
La morfología del protonefridio está correlacionada con el hábitat del individuo, dependiendo de si es un ambiente con altas o bajas concentraciones salinas.
Existen ciertas especies de platelmintos que son capaces de vivir tanto en agua dulce como en agua salada. Se ha encontrado que en las poblaciones de agua salobre poseen un protonefridio más diferenciado, si los comparamos con sus homólogos que habitan los mares. De hecho, en algunos rotíferos marinos los protonefridios no están presentes.
Protonefridios en rotíferos
Los rotíferos son un Phylum de animales microscópicos pseudocelomados que presentan un sistema de excreción compuesto por dos túbulos protonefridiales y, en el lugar de células flamígeras, presentan bulbos flamígeros.
Los bulbos flamígeros poseen un penacho de flagelos y se proyectan en el interior de los vasos sanguíneos, permitiendo funciones excretoras y osmoreguladoras.
Los túbulos se abren en una vesícula que termina en la cloaca en el lado ventral del animal; también desemboca en los oviductos y en los intestinos.
En las especies de rotíferos que viven en aguas dulces se han encontrado protonefridios bastante largos y enrollados, mientras que las especies que habitan en el mar carecen de esta estructura.
Funciones de los protonefridios
Los protonefridios llevan a cabo funciones básicas relacionadas con el sistema de excreción de ciertos animales invertebrados, entre estas ultrafiltración y transporte.
Los solenocitos o las células flamígeras se encuentran estrechamente relacionadas con los vasos sanguíneos, por lo que se ha propuesto que la presión sanguínea ayude al proceso de ultrafiltración.
Las células en flama se encargan de generar una presión negativa gracias al movimiento de sus cilios, que provoca la filtración del fluido de la linfa. Esta presión impulsa los fluidos a través de los tubos.
Los protonefridios se encargarán de remover el exceso de agua, conectándola en los túbulos y excretándola por los nefridioporos. Por ejemplo, en las planarias los desechos metabólicos pueden ser extremados por un simple proceso de difusión.
Estudios realizados en el organismo pseudocelomado del género Asplanchna demostraron que los protonefridios están implicados en procesos de osmorregulación y excreción, ya que la velocidad de la producción de la orina disminuye proporcionalmente a medida que incrementa la salinidad del medio.