Pontificia Universidad Católica de Chile Facultad de Ingeniería Desafíos de la Ingeniería
Los Ctenóforos Entrega final Marzo de 2014 Melissa Olmedo Sepúlveda
Conocer los inicios de la evolución de los metazoos ha sido un gran desafío científico? Esto, debido a que no se sabe con certeza qué criatura da origen al árbol familiar de todos los seres vivos. Sin embargo, estudios recientes han podido señalar que los Ctenóforos son los familiares más antiguos de los animales vivos, ya que pertenecen al primer linaje del que divergió el resto del árbol genealógico.
Son un filo de animales invertebrados marinos conocidos como “Nueces de Mar”.
Incluyen 7 órdenes, con más de 200 especies conocidas en la actualidad.
Éstos pueden ser desde especies pequeñas y esféricas de menos de un centímetro de diámetro, hasta formas planas en forma de cinta, que llegan a medir hasta dos metros.
Los Ctenóforos son animales exclusivamente marinos que se encuentran principalmente en aguas cálidas, zonas superficiales hasta 2.000 o 3.000 metros de profundidad. A pesar de ello, se han encontrado especies habitando océanos fríos como el ártico.
Si bien, son un filo que no se presenta como una amenaza para el ser humano, pueden ser “invasivos” si son
cambiados artificialmente de hábitat. ¿Inofensivos para el ser humano?
Un caso famoso de ello, es la especie Leidyi Mnemiopsis , la cual fue introducida accidentalmente al Mar Negro en la década de 1980 y años más tarde fue acusado de causar un colapso en las poblaciones de peces de
Su cuerpo es gelatinoso y blando. La mayoría son transparentes e incoloros, aunque se han evidenciado representantes rojos, naranjos o violetas. Algunos, poseen 8 filas que consisten en placas ciliadas llamadas Ctenes (peines), que están dispuestas sobre la superficie esférica de su cuerpo y son su principal medio de locomoción.
Aunque pueden tener densidades poblacionales bastante altas, son especies muy solitarias, por lo que sus esperanzas de vida fluctúan entre menos de un mes a tres años.
Las especies costeras deben ser lo suficientemente resistente para soportar las olas y remolinos de partículas de sedimento, mientras que algunas especies oceánicas son tan frágiles que es muy difícil de capturar intactos para su estudio. Por esto, la atención se ha centrado en tres géneros costeros: Pleurobrachia , Beroe y Mnemiopsis.
La mayor Ctenóforos
parte
de
los son y está bioluminiscentes , producción de luz se origina en las paredes de los 8 canales generados por las filas, en la superficie de su cuerpo.
Pueden trasladarse fácilmente desde aguas de mar a aguas salobres ya que poseen un gran control de su flotabilidad, basándose en la presión osmótica para adaptarse al agua de diferentes densidades.
Son carnívoros y como método de captura de su presa, poseen células especializadas, llamadas Coloblastos, productoras de un adhesivo natural que le permite capturar otros animales planctónicos.
Casi todas las especies son hermafroditas simultáneas, o sea, u n solo animal pueden producir óvulos y esperma al mismo tiempo. Debido a este tipo de reproducción, los ctenóforos no presentan ninguna participación o inversión parental que esté más allá de la producción gamética.
Se ha encontrado también, que algunas de las especies de Ctenóforas pueden regenerar partes perdidas de su cuerpo.
De las características mencionadas en la entrega anterior, se dará a conocer los principios de funcionamiento de tres de ellas.
¿Cómo se mantienen suspendidas en la inmensidad de océano? Junto con la utilización de las corrientes y vientos marinos, como método de flotación y traslación. Los Ctenóforos pueden además, trasladarse fácilmente desde aguas de mar a aguas salobres gracias al gran control de flotabilidad.
Cómo es osible esto?
¿Qué resultado genera? Es así como las Ctenóforas serán capaces de bombear agua dentro de la mesoglea para aumentar su volumen y disminuir su densidad, evitando así, el hundimiento cuando llegan a aguas menos densas. O por el contrario, si se mueven desde aguas salobres a aguas marinas, las rosetas pueden bombear agua fuera de la mesoglea para reducir el volumen y aumentar la densidad, manteniendo la flotación.
Esta forma de trasladarse, es posible gracias a una adaptación mecánica-estructural que han sufrido lo largo del tiempo en su cuerpo estos seres y se basa en el cambio de la presión osmótica para adaptarse a aguas de diferentes densidades.
¿Cómo se realiza cambio de resión?
este
En las Ctenóforas, sus fluidos corporales están normalmente tan concentrados como el agua de mar, por lo que si entran hacia aguas salobres (con más sales disueltas que el agua dulce, pero menos que el agua de mar), ósea menos densas. En la cavidad de su cuerpo, poseen rosetas ciliares , que son dos anillos de células endodérmicas fuertemente ciliadas que delimitan unos orificios que conectan la mesoglea. La cual es una capa gelatinosa acelular poblada de fibras musculares (Colénquimas) que facilitan la hinchazón de las paredes celulares al hidratarse, es decir, f uncionan como un “almacén” de agua del ser vivo.
Una de las características más particulares de los Ctenóforos es su bioluminiscencia , la cual se origina en las paredes de los 8 canales generados por las filas, en la superficie de su cuerpo.
Dónde se ori ina?
¿Cuáles son las proteínas involucradas en el roceso?
La producción de luz, es una característica que está ligada netamente al funcionamiento químico-físico de este ser vivo. Depende de la actividad de la mesoglea (tejido gelatinoso y grueso), donde están también las células musculares para las contracciones.
¿Qué tejidos involucra?
¿Cómo es su mecanismo de acción? El
Esta luz, se debe a la activación de las proteínas de calcio llamadas las cuales se fotoproteinas, encuentran al interior de células especializadas, los fotocitos, que se ubican en los canales meridionales que subyacen a las 8 filas del peine que constituye al Ctenóforo.
mecanismo de acción de las fotoproteínas es mediante la formación de un complejo con moléculas de tipo luciferinas, tales complejos luciferinafotoproteína se activan en presencia de factores como Ca 2+.Al percibir los iones de Ca2+, se activan estos complejos y originan la emisión de luz que se presencia en estos especímenes en el fondo marino.
¿Por qué habrán desarrollado este método? Como los Ctenóforos son carnívoros, han desarrollado formas de captar a sus presas , y un método de ello, es a través de células especializadas, llamadas Coloblastos, que son productoras de un adhesivo natural que le permite capturar otros animales planctónicos en el océano.
¿Qué células son responsables de esta singular característica?
Estas células especializadas, llamadas coloblastos , son las responsables de la producción de sustancias adhesivas que se encuentran principalmente en los tentáculos de éstos animales.
¿Cómo funciona este mecanismo?
Cada coloblasto consiste en una masa semiesférica de gránulos eosinofílicos adhesivos unida al eje central del tentáculo por un filamento espiral enrollado alrededor de otro filamento recto. El filamento espiral se desenrolla cuando se produce la descarga, adhiriéndose la presa gracias a las sustancias pegajosas que se liberan por contacto. Así cuando los tentáculos han acumulado algunas presas estás son pasadas a la boca, para realizar el proceso digestivo al interior del organismo.
Las características anteriormente descritas podrían tener cabida en un contexto del ser humano, por lo que a continuación se puntualizarán las ideas aplicables en la v ida
Como sabemos, es posible gracias a las Colénquimas, fibras musculares que permiten la hinchazón de su cuerpo y les permite ser susceptibles a los cambios de presión osmótica del agua, trasladándose sin depender netamente de las corrientes marinas. Esta característica puede generar beneficios aplicados a la vida del ser humano, como por ejemplo:
Utilización de cámaras acuáticas que detecten diferencias de presión, permitiéndoles estar suspendidas dentro del agua. En la natación, la creación de pantallas cronométricas acuáticas que se suspendan en las piscinas olímpicas, para que nadadores puedan ver los tiempos mientras compiten.
Las proteínas bioluminiscentes pueden ser herramientas bioquímicas con aplicaciones en una gran diversidad de campos incluyendo:
Los análisis de expresión de genes. Contribuir con otros procesos biológicos monitorizando la expansión de una enfermedad (literalmente, iluminándola).
Crías de mamífero con tejidos bioluminiscentes.
Árboles luminosos, que podrían disponerse en espacios públicos, o alinearse en autopistas, para aumentar la seguridad y reducir la factura eléctrica pública.
Plantas con luz biológica que se iluminarían cuando necesitaran agua.
Métodos para detectar la contaminación bacteriana de alimentos. Por ejemplo, productos contaminados con E. coli serían detectados al instante, debido a su luz biológica, activada en presencia de la bacteria.
Por ello, recientemente se han iniciado extensos estudios para alterar las propiedades de las proteínas fluorescentes, dejando como resultado proteínas mutantes con diferentes ondas de excitación. Convirtiéndose así, en una alternativa tentadora en diversas áreas de la ingeniería.
Los coloblastos del filamento espiral de los tentáculos expelen sustancias adhesivas para capturar a sus presas. Esta singular característica puede ser imitada por n osotros en contextos como:
Creación de adhesivos para niños (como por ejemplo barras de pegamento escolares), en base a esas sustancias biológicas, estando libre de tóxicos y siendo amigable con el medio ambiente.
Creación de adhesivos para la vegetación, como por ejemplo, en decoración de interiores, para mantener plantas en superficies sin dañarlas por ser un producto biológico.
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