esqueleto pez

Fish Skeleton 101: La evolución de estas estructuras óseas

esqueleto de pescado en el museo

El esqueleto de pescado

Debido a que el término pez incluye una variedad tan diversa de animales, es difícil hablar de manera general sobre un pez promedio.

La mayoría de los peces son nadadores activos y la forma de su esqueleto refleja la forma de su cuerpo. Lo cual, en la mayoría de los casos, está diseñado para permitirles moverse fácilmente a través del agua en la que viven.

Por lo tanto, el esqueleto de un pez óseo promedio parece una flecha , donde el cráneo representa la cabeza de la flecha, la columna vertebral o la columna vertebral el eje de la flecha y la cola representa las plumas. Si agregamos algunas púas a nuestra flecha, para representar las espinas que corren a lo largo de la columna, tenemos una idea bastante buena del esqueleto básico del pez.

diseño de esqueleto de pescado

El esqueleto de un pez óseo moderno, como se muestra a continuación (e incluso la flecha de arriba) representa el punto final de un largo período de evolución.

El esqueleto del primer pez probablemente se parecía mucho al esqueleto de un Hagfish moderno, que es poco más que una amalgama de trozos de cartílago.

El cráneo de una lamprea es un único canal cartilaginoso con algunos lóbulos y espinas, mientras que la columna es una simple vaina de cartílago que rodea la notocorda. También hay una simple caja de cartílago para sostener las partes frontales de las vísceras.

Diagrama de esqueleto de pez óseo

El esqueleto de un pez bruja es aún más simple. Los tiburones y las rayas tienen un sistema esquelético más complejo, que (en su mayor parte) sigue siendo solo cartílago y no hueso. Sin embargo, el cráneo es más complejo que el de la lamprea y se llama condrocráneo  que rodea el cerebro y sostiene los órganos de los sentidos.

Unido al cráneo están los cartílagos de la mandíbula, llamados  cartílago palatocuadrado  (superior) y  cartílago de Meckel  (inferior). También hay  cartílagos branquiales que  sostienen las branquias .

Evolución del cráneo de pez

A medida que los peces evolucionaron, la cantidad de huesos involucrados en la cápsula de la cabeza aumentó y su disposición se volvió cada vez más compleja, ya que la naturaleza experimentó con diferentes soluciones a los problemas de la vida en el mar.

diagrama de calavera de pescado

Como se puede ver en la imagen de la derecha, en los peces óseos primitivos, los huesos individuales son más grandes y la cantidad de espacio abierto está restringida. Además, muchos de los huesos están en diferentes lugares o tienen diferentes formas. Mire particularmente el maxilar y el premaxilar en esta imagen y en la de abajo. En los peces primitivos con aletas radiadas, el premaxilar es pequeño, no se puede mover y tiene solo unos pocos dientes frontales; la mayoría de los dientes están en el maxilar.

En comparación, en los peces con aletas radiadas más altamente evolucionados (a veces llamados ‘derivados’), la premaxila ha asumido el trabajo de ser el hueso de la mandíbula superior y ahora es más grande, mucho más móvil y lleva la mayoría, si no todos, los dientes. El maxilar ha asumido un papel de apoyo. Debe tener en cuenta que todos estos cambios estructurales acompañan, o permiten, un cambio funcional en la forma en que funciona la mandíbula.

Las mandíbulas de los peces primitivos funcionan de forma sencilla, de forma muy similar a como lo hacen las mandíbulas de los lagartos. Mientras que las mandíbulas de los peces derivados son un sistema de palancas mucho más complejo, lo que permite que la boca se mueva hacia atrás y hacia adelante a medida que se abre y se cierra.

Sin embargo, dentro de las 28.000 especies de peces hay espacio para una gran variedad. Por ejemplo, las anguilas de la familia Anguilidae ( Anguilla rostrata, Anguilla anguilla ) no tienen maxilar ni premaxilar.

esqueleto de pez de aleta de rayo cráneo

Como se puede ver en el diagrama del esqueleto de un pez en la parte superior de la página, y más completamente en la imagen de la derecha, el cráneo de un pez óseo es un rompecabezas de extrema complejidad, con muchas partes móviles.

En esta colección de pequeños huesos entrelazados, los peces logran un equilibrio ecológico entre fuerza y ​​ligereza. El requisito de peso ligero es real porque los huesos, al ser más densos que el agua, requieren que los músculos se muevan. Cuanto más pesado es el esqueleto de un pez, más lentamente se mueve, tanto al escapar de un enemigo más grande como al atrapar presas más pequeñas.

Los primeros peces fueron en busca de armaduras pesadas, lo que los hizo moverse lentamente y los restringió a vivir solo en el fondo del mar. La siguiente imagen muestra la impresión de un artista de cómo  podría haber sido un pez cámbrico del género  Hemicyclaspis .

Cualesquiera que sean los colores de los peces en la vida real, no es realmente importante. Lo que podemos ver fácilmente aquí, y lo que se sabe del registro fósil, es que Hemicyclaspis tenía toda su cabeza protegida por un escudo pesado y óseo.

La evolución ha creado el pez moderno, que en la mayoría de los casos tiene una proporción muy baja de hueso a músculo. Es rápido y muy maniobrable y reclama todo el mar como su dominio.

pez de la era cámbrica con cápsula de cabeza ósea sólida

Evolución de la espina dorsal del pez

En su viaje evolutivo, ha pasado de ser el simple tubo cartilaginoso de los Hagfishes, a través del tubo cartilaginoso más complejo de otros peces sin mandíbula tempranos, a la osificación parcial (huesos) como en el pez rata, al tubo completamente óseo de las sardinas modernas.

Los huesos individuales de la columna vertebral se encuentran en sus centros redondos, llamados “centros”. Suele haber una vértebra por segmento corporal. Dos varillas aplanadas de hueso surgen del lado superior del centro. Están separados donde surgen, pero se encuentran un poco por encima del centro. El espacio así formado se llama “Arco Neural”. En conjunto, los arcos neurales de todas las vértebras forman un tubo que encierra y protege la médula espinal.

En la mayoría de las especies de peces, las varillas óseas combinadas se elevan como una columna neural por encima del arco neural. En algunas especies de peces, como el salmón, un segundo par de varillas se extiende hacia abajo creando un ‘arco hemal’ que sirve para proteger varios vasos sanguíneos.

A diferencia de las de los mamíferos y reptiles, las vértebras de los peces no están unidas, simplemente se mantienen en su lugar mediante una serie de tendones. En los peces, ambos lados del centro son cóncavos. El espacio entre ellos está lleno de una bola de sustancia cartilaginosa que los mantiene un poco separados, lo que les permite flexionarse un poco.

Sin embargo, hay una excepción a esta regla, el pez aguja (Lepisostidae), tiene vértebras entrelazadas muy parecidas a las de los reptiles. En otras palabras, los centros de las vértebras son convexos en la cara anterior o frontal y cóncavos en la cara posterior o posterior, lo que les permite encajar entre sí.

Las vértebras que conectan el cráneo con la columna vertebral se llaman Atlas y Eje, como en todos los vertebrados.

vértebras de pez vs vértebras de tiburón

En la imagen de arriba, podemos ver vértebras representativas de tres peces y dos tiburones: un esturión, un bacalao, un salmón, un tiburón blanco y un tiburón ángel .

El esturión , el salmón y los tiburones se ven de frente (vista transversal) y el bacalao se ve de lado (vista lateral) para mostrar que los procesos, y por lo tanto las espinas que forman, no son necesariamente verticales.

El esturión es un pez ancestral y representa el estado ancestral.

De hecho, las vértebras del esturión no están osificadas (convertidas en hueso) y todas las partes que ves son de hecho cartílago. La flecha representa la dirección de la evolución. La notocorda se divide en secciones, algunas de las cuales se convierten en los huesos del centro y el resto en las bolas cartilaginosas que evitan que los huesos se dañen entre sí.

Los cartílagos dorsal y ventral se osifican y luego se denominan procesos dorsal y ventral. En la mayoría de los peces, los procesos ventrales de las vértebras caudales (huesos de la cola) se acercan para formar un arco hemal. En algunas especies, este arco hemal también se forma debajo de las otras vértebras, como en el salmón.

En tiburones y rayas se pueden ver estados de transición, en los que solo una parte de cada vértebra está calcificada. Estas partes endurecidas u óseas, que normalmente tienen la forma de anillos o puntales, están incrustadas en una matriz de material molido que todavía es cartílago.

Las vértebras del tronco (la parte principal del cuerpo) y el cráneo sostienen varios conjuntos de huesos adicionales. Todo lo cual puede estar presente en diversos grados, en diferentes especies de peces.

Extendiéndose hacia los lados están las costillas, que protegen la cavidad visceral (el espacio donde están las tripas). Alcanzando hacia arriba hay una serie de espinas dorsales, que pueden estar, pero generalmente no lo están, en contacto real con las vértebras.

Diagrama de cintura pélvica y arco pectoral

Las aletas pélvicas y pectorales están sostenidas por cinturas pélvicas y pectorales simples, que están unidas al cráneo. La aleta o aletas dorsal y la aleta anal están sostenidas por espinas que pueden, o no, estar conectadas a las vértebras.

La cola está sostenida por las vértebras caudales (las hipurales, epurales y urostilas). El Urostyle es la porción final no segmentada calcificada de la notocorda antigua. En los tiburones que tienen aletas caudales muy asimétricas, el extremo cartilaginoso de la columna vertebral a menudo se extiende hacia el lóbulo superior más grande y lo sostiene.

diagrama de urostilo

Los huesos mencionados anteriormente se extienden solo un poco, o en el caso de la mayoría de las aletas dorsal y anal, no se extienden en absoluto, hacia las aletas mismas. En cambio, las espinas o cerdas de material cartilaginoso endurecido llamadas aletas se extienden hasta las aletas de los huesos que permanecen encerrados por la carne del cuerpo.

El movimiento de las aletas dorsal y anal, ya sea hacia los lados o simplemente para subir y bajar la aleta, es posible gracias a simples bisagras en el punto de unión de las aletas a los huesos que las sostienen.

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