Evolución de los Peces

ORIGEN Y EVOLUCIÓN DE LOS PECES

Cerca de 400 millones de años, apareció un grupo de peces llamado de aleta lobular, muy probable en agua dulce. Con dos características muy importantes; aletas fuertes y carnosas con las cuales se arrastraban en el fondo de aguas dulces de pocas profundidades.

En un grupo de peces de aletas globular, el pulmón se transformo en una vejiga pana nadar, con la cual el pez podía controlar su flotación y permanecer  inmóvil suspendido en el agua. Muchos de estos migraron de regreso al mar, donde evolucionaron hasta convertirse en los actuales peses óseos.

Otro grupo de peces de aleta globular colonizo tanques y arroyos pocos profundos, que se reducían durante las sequias y cuyas aguas carecían de oxigeno.

Alimentarse en la tierra y desplazarse de un estanque a otro favoreció la evolución de peces que permanecieron fuera del agua durante periodos muy largos y que podían moverse con mayor eficacia sobre la tierra.

Gracias a adaptaciones en los pulmones y las patas, los anfibios evolucionaron a partir de peces con aletas globulares.

Ostracodermos

Los primeros vertebrados que aparecen en el registro fósil son los peces, los ostracodermos. Algunos de estos fósiles aparecen en las rocas pertenecientes al periodo Ordovicio, sin embargo tuvieron mayor esplendor durante el periodo Silúrico, estos peces tenían una estructura física muy específica, eran peces aplanados, pequeños (oscilaban entre 15 a 30 cm), probablemente se alimentaban succionando restos de materia orgánica del fondo del corrientes de donde habitaban. Su respiración se efectuaba mediante dos branquias internas, y cada una de estas branquias se encontraba apoyada por un arco óseo.

El agua atravesaba por su boca y salía por una serie de hendiduras branquiales que se encontraban conectadas al exterior, además estos peces no poseían aleta por lo que su nado era mediante movimientos ondulatorios. Su cuerpo se encontraba encapsulado en una armadura ósea que se formaba por placas, esto era tal vez como una especie de protección contra especies de mayor tamaño que se pudieran encontrar en su mismo habitad, también uno de los usos de esta armadura podría haber sido para evitar que hubiera un exceso de flujo de agua hacia el ambiente hipotónico.

Las branquias, sin embargo, debían haber estado expuestas al agua, de modo que se establecería un flujo continuo hacia el interior. La solución que hubo para esto fue en la utilización de la presión creada mediante la contracción del corazón, con el fin de bombear agua fuera del cuerpo.

Probablemente los ostracodermos heredaron túbulos excretorios, en forma de nefridios, de los antecesores invertebrados. El desarrollo de un glomérulo cerca de la apertura de cada uno permitiría de fluido  desde la sangre hacia el túbulo y de allí al exterior. Desde luego materiales valiosos como sales también se perderían mediante este mecanismo; entonces en los túbulos se efectuaba una reabsorción de esos materiales. La presencia de una red de capilares para drenar los glomérulos proporcionaba el incremento del suministro sanguíneo necesario para incrementar la reabsorción tubular. Así fue como surgieron por primera vez los riñones.

Sin embargo estos riñones no desarrollaban un papel tan fundamental dentro de la desintoxicación interna de estos peces ya que mediante las branquias podía expulsar la mayoría de estos compuestos químicos como el amoniaco esto aun continua haciéndolo algunos peces como los que habitan en aguas dulces, también estableció un patrón que habría de ser adaptado para desempeñar las funciones de excreción y de mantenimiento del equilibrio hídrico en todos los grupos en todos los grupos que surgieron posteriormente.

La clase Agnatha comprende solo las lampreas (imagen 2) y los peces mixinoideos, estos organismos aun presentes en la actualidad representan la clase más primitiva de los vertebrados, son peces que carecen de mandíbulas y además sus aletas no se encuentran apareadas.

Esta especie en la actualidad es considerada un peligro para la humanidad ya que se alimenta adhiriéndose con su boca succionadora al cuerpo de los peces succionándoles los fluidos tisulares y esto afecta directamente a la industria pesquera. Para solucionar esto recientemente se a desarrollado una sustancia química capaz de matar selectivamente las lampreas jóvenes si causar ningún daño a cualquier otro organismo que comparta el mismo habitad con estas lampreas.

Placodermos

Al inicio del periodo Devónico apareció un segundo grupo de peces que contaban con una armadura ósea. Los placodermos e,stos peces ya se diferenciaban de sus antecesores principalmente en dos aspectos, la primera era que ya poseían mandíbula a diferencia de sus antecesores que eran peces amandibulados y la segunda era que sus aletas ya se encontraban apareadas, todo esto ayudo mucho a los placodermos ya que eras más efectivos al momento de conseguir su alimento además de que sus aletas contribuían a la locomoción mediante la estabilización del pez en el agua.

Como resultado hubo cambios abandono del alimentarse con partículas orgánicas del fondo del océano, y favoreció el desarrollo de un cuerpo cilíndrico en vez de uno plano. Los registros fósiles revelan una radiación adaptativa extensa de estos peces durante el periodo devónico.

La mayoría de esta especie se extinguió más tarde, sin embargo algunos produjeron líneas de descendencia que condujeron a las dos principales clases de peces modernos, los cartilaginosos y los óseos, es decir, los Chondrichthyes y los Osteichthyes.

El periodo devónico estuvo marcado por periodos en que muchos lagos y corrientes se sacaron o se volvieron más pequeños y calientes. Este cambio ambiental debió haber ejercido una rigurosa presión de selección sobre los peces de agua dulce del Devónico. La solución a esto fue: por una parte, podrían retornar al océano y por la otra desarrollar pulmones para respirar aire lo cual le permitiría respira en tiempos de escasez de agua.

Peces cartilaginosos (clase chondrichthyes)

Los placodermos que decidieron regresar al océano seguido por los primeros peces cartilaginosos. Los primeros eran tiburones similares a los de la actualidad, el nombre de estos peces obedece a que el esqueleto está compuesto de cartílago y no de hueso. Igual que los placodermos, los tiburones poseen una mandíbula. Los “huesos” de la mandíbula se desarrollaron a partir de los primeros dos pares de arcos branquiales.

Cuando los primeros peces cartilaginosos regresaron al océano, cambiaron un ambiente hipotónico (agua dulce) por un ambiente hipertónico. En lugar de afrontar el problema de deshacerse del exceso de agua tuvieron que desarrollar la manera de conservar el agua del cuerpo contra los efectos deshidratantes del mar. Como se sabe, esto se logró convirtiéndose los deshechos nitrogenados en urea y dejando que la concentración subiera en la sangre hasta que esta fuera isotónica con respecto al agua marina.

Peces óseos (clase osteichthyes)

Peces óseos son vertebrados gnatóstomos que incluye a todos los peces dotados de esqueleto interno óseo.

Internamente se distinguen algunas diferencias con los peces cartilaginosos: mientras que éstos poseen una válvula espiral en el intestino, los osteictios presentan ciegos pilóricos y carecen de glándula rectal. En el Sistema respiratorio aparecen branquias dentro de una cámara branquial, y recubiertas por un opérculo que muestra al exterior una sola abertura branquial a cada lado. Ocasionalmente puede marcarse un preopérculo. Además, las branquias no están separadas por septos.

En algunos grupos, la vejiga natatoria se ha transformado en un pulmón original, que le sirve además para flotar a determinado nivel, o desplazarse verticalmente. Ambas estructuras, pulmón y vejiga natatoria, son mutuamente excluyentes, es decir, cuando existe uno no existe el otro, y viceversa.

Presentan mayoritariamente boca terminal, capaz de realizar movimientos muy precisos gracias a que poseen huesos dérmicos articulados. Los dientes salen de algunos de estos huesos dérmicos y carecen de remplazo cuando se caen o rompen. Además, su aleta caudal es homocerca. Aparte de su esqueleto interno calcificado u osificado (la excepción es el esturión, que lo tiene cartilaginoso como los condrictios), también poseen huesos en la dermis de su tegumento en forma de escamas, lo que se conoce como dermatoesqueleto.

Estas escamas tienen un importante valor taxonómico, ya que el tipo y número (especialmente en la línea lateral y transversalmente) son usados como rasgos identificativos de los distintos grupos.

En relación a las aletas de los osteíctios, encontramos mayoritariamente un par de aletas pelvianas y un par de aletas torácicas o pectorales y una o varias dorsales o una o varias anales en el plano sagital, pero no de forma simétrica. También presentan aleta caudal.

Peces oseos (clase osteichthyes)

Utilizaron la segunda opción del problema de deshidrataciones periódicas. Estos peces desarrollaron en la faringe un par de apéndices, en forma de bolsas, que utilizaron en forma de pulmones primitivos. Estos pulmones se inflaban con aire inhalado a través de la boca. El cuerpo de los peces óseos estaba cubierto por escamas, siendo los huesos del cráneo los únicos vestigios de la armadura ósea de sus antecesores.

Estos peces divergieron rápidamente aun en el periodo Devónico en tres grupos diferentes; los paleoniscoides, los peces pulmonados y los crosopterigios.

Los paleoniscoides

Se distinguían por la presencia de aletas de rayas (en estas aletas no había músculos ni huesos) y por el hecho de que la ventilación de los pulmones continuaba a través de la boca. Muchos de ellos migraron al mar durante las eras del Paleozoico superior y la Mesozoica. En un ambiente acuático estable ya no se requerían pulmones, por lo cual estos se transformaron en una vejiga natatoria mediante la cual el pez pudo modifica su flotación en el agua. Todos los peces comerciales actuales como el salmón, atún, escombrio, trucha,  etc., son descendientes de este grupo.

Peces pulmonados

Desarrollaron una innovación significativa no presente en sus antecesores. Las entanas nasales estaban abiertas hacia la cavidad de la boca, a diferencia de los primeros Osteichthyes cuyas ventanas nasales estaban abiertas hacia afuera y eran utilizadas únicamente para oler. Ello hizo posible inhalar el aire con la boca cerrada. En alguna época este grupo fue abundante. Hoy en día los peces pulmonados se hallan únicamente en localidades restringidas de África, Australia y Suramérica, en donde los pulmones todavía les permitía sobrevivir periodos de sequia. (Imagen 8).

La distribución muy dispersa de estos peces indica que en alguna época alcanzó amplia distribución.

Además evolucionaron también en otras dos adaptaciones significativas. Una fue el desarrollo de dos aurículas y de un tabique parcial en el ventrículo del corazón.

Esto permitió al menos una separación parcial de la sangre oxigenada que regresa de los pulmones y de la sangre desoxigenada que retorna al resto del cuerpo, lo cual produjo un mejoramiento notable de la eficiencia del sistema circulatorio, y la segunda adaptación fue el desarrollo del sistema enzimática necesario para la conversión del amoniaco en urea, sustancias menos toxica que la primera.

Este sistema enzimático está particularmente bien desarrollado en las especies de áfrica y Suramérica. Mientras permanecen en el agua, estos peces excretan deshechos nitrogenados en forma de amoniaco, al igual que lo hacen todos los peces de aletas rayadas. En tiempos de sequia, sin embargo, estos peces se entierran en el fango y comienzan a producir urea.

Los crosopterigios

Estos peces también poseen ventanas nasales internas, a través de las cuales puede inhalarse el aire hacia los pulmones. Además, las aletas pectorales y pélvicas eran lobuladas; es decir, carnosas y sostenidas por huesos. El examen de la imagen 9 indica que el patrón de distribución de los huesos es el mismo que se halla en todos los vertebrados cuadrúpedos.

Cada uno de los huesos del brazo y de la pierna en el hombre es homologo de un hueso de las aletas pectorales y pélvicas, respectivamente, de un crosopterigio.

Los resto fósiles indican que los peces pulmonados arcaicos, al igual que algunos de sus descendientes modernos, cavaban en el fango e hibernaban durante periodos de sequia. Los crosopterigios provistos de aletas lobuladas podían resolver este problema de manera más eficaz.

Sus aletas lobuladas les permitían chapotear de una charca en trance de desaparecer, hacia otra en búsqueda de mejores condiciones. La combinación de pulmones y aletas lobuladas proporciono así el dispositivo estructural necesario para poder estar en un nuevo habitad no sobrepoblado todavía, un grupo de descendientes de los crosopterigios realizo precisamente este tránsito, aunque de manera fueron descendientes de los anfibios