Arxiu d'etiquetes: artròpodes marins

Els xifosurs: “fòssils vivents” entre els artròpodes

Els xifosurs o “cassoles de les Moluques” són, probablement, uns dels artròpodes vivents més primitius que existeixen. D’aspecte prehistòric, marins i extremadament reduïts en la fauna actual, aquests organismes emparentats amb els aràcnids han sobreviscut, sense patir gaires canvis, a nombroses extincions…fins a l’actualitat. En aquest article us expliquem amb detall les seves principals característiques, així com les seves actuals amenaces.

Què són els xifosurs?

Els xifosurs (del grec antic xíphos “espasa” i ourá “cua”), coneguts popularment com a “cassoles de les Moluques”, són uns artròpodes marins l’origen dels quals es remunta a l’Ordovicià (485,4 ±1,9 – 443,8 ±1,5 MA), al Paleozoic. Originalment, constituïen una part molt important de la fauna aquàtica; tanmateix, actualment el seu número és extremadament reduït i la seva diversitat es limita a tan sols 4 espècies classificades dins d’un únic ordre (Limulida), essent la resta grups fòssils.

Per saber més sobre els fòssils: Coneixent els fòssils i la seva edat“.

Limulus polyphemus o cassola de les Moluques de l’Atlàntic. Font: Domini Públic.

Degut a la seva estabilitat morfològica en relació a les formes fòssils del Carbonífer i del Triàsic, les espècies actuals es considerenfòssils vivents” (terme que només hauria d’emprar-se en un context divulgatiu), a més a més de les úniques que sobrevisqueren a diversos processos d’extinció.

Quin lloc ocupen en l’arbre de la vida?

De la mateixa manera que els picnogònids o aranyes de mar (a les quals ja vam dedicar una entrada), la posició dels xifosurs en l’arbre de la vida ha estat objecte de discussió. Fins fa pocs anys, els xifosurs s’agrupaven amb els euriptèrids o escorpins marins (actualment extints) degut a certes semblances morfològiques, formant els grup dels Merostomata. Tanmateix, anàlisis més detallats determinaren que els escorpins marins no estarien directament relacionats amb els xifosurs, motiu pel qual actualment el grup Merostomata es considera artificial i, conseqüentment, mancat de validesa científica.

Eurypterus, fòssil d’euriptèrid més comú i el primer gènere descrit. Autor: Obsidian Soul, CC.

La posició més acceptada actualment és que els xifosurs constitueixen per sí mateixos una classe d’artròpodes (classe Xiphosura) dins la superclasse dels quelicerats (subfilum dels queliceromorfs). Alhora, es classifiquen dins el grup dels euquelicerats juntament amb dues classes més: els aràcnids i els ja mencionats euriptèrids.

I sobretot…malgrat els seu aspecte i ser marins, NO estan emparentats amb els crustacis!

Font: Tree of Life Web Project.

Anatomia externa i interna

De la mateixa manera que la majoria de queliceromorfs actuals, els xifosurs tenen el cos dividit en dos segments o tagmes (prosoma i opistosoma), el cap indiferenciat del tòrax, i les antenes i les mandíbules absents. Tanmateix, el caràcter que millor defineix els queliceromorfs és la presència de quelícers, uns apèndixs pre-orals modificats que desenvolupen funcions relacionades sobretot amb l’alimentació. En les aranyes, per exemple, constituirien els típics “ullals”.

Els xifosurs són d’una mida que va d’uns pocs a uns 60 cm de longitud. Dorsalment, el seu cos està cobert d’una closca quitinosa no segmentada dividida en dues parts articulades més o menys equivalents al prosoma i l’opistosoma:

Visió dorsal. Imatge modificada a partir de la fotografia original de Didier Descouens, CC.

Veiem ara les característiques anatòmiques més rellevants de les formes actuals (Limulida):

Tagmes: prosoma i opistosoma

Al prosoma, la closca presenta tres crestes: una de central i dues de laterals. A la part anterior de la cresta central es situen dos ocels diminuts, mentre que a la part externa de les laterals, hi trobem els ulls compostos. La closca s’allarga lateralment cap enrere formant una mena d’ales, les puntes genals. Ventralment, aquesta s’eixampla anteriorment formant una àrea triangular, l’hipostoma, on se situen diversos òrgans sensorials, com els ocels ventrals (que degeneren en l’edat adulta) i l’òrgan frontal.

L’opistosoma presenta els segments fusionats (diferenciats als membres de l’ordre “Synziphosurina”, actualment extints); tanmateix, aquests encara es poden identificar mitjançant les espines mòbils laterals i les fossetes dorsals (6 en total, corresponents als 6 segments fusionats). L’opistosoma finalitza en una espina caudal articulada, el tèlson, el qual dóna nom al grup.

Visió dorsal. Imatge modificada a partir de la fotografia original de Didier Descouens, CC.

Apèndixs

El prosoma presenta 6 parells d’apèndixs: un parell de quelícers per capturar l’aliment i 5 parells de potes locomotores. Aquestes últimes presenten una doble funció, doncs a banda de permetre el desplaçament de l’animal, la seva base està dotada d’unes dents fortes amb què trituren l’aliment. Aquestes bases també s’uneixen al centre formant un canal (endostoma) per canalitzar l’aliment i dur-lo a la boca. Totes les potes locomotores finalitzen en una quela o pinça ben formada, excepte el primer parell en els mascles. L’últim parell presenta un òrgan en ambdós sexes, el flabel, que utilitzen per analitzar la composició de l’aigua.

Al prosoma també hi tenen els quilaris, uns apèndixs vestigials corresponents al primer parell d’apèndixs de l’opistosoma que impedeixen que l’aliment triturat s’escapi per darrera de les bases del darrer parell de potes locomotores.

Detall dels apèndixs del prosoma (vista ventral). Imatge modificada a partir de la fotografia original de Wayne marshall, CC a Flickr.

L’opistosoma també presenta 6 parells d’apèndixs molt modificats: un parell d’opercles genitals més o menys fusionats, a la cara posterior dels quals s’obren els orificis genitals, i 5 parells de brànquies laminars per respirar, protegides per la placa que formen els opercles.

Visión ventral. Imagen modificada a partir de la fotografía original de KatzBird, CC en Flickr.

Un sistema circulatori molt especial

Tot i ser artròpodes, els xifosurs presenten un sistema circulatori molt desenvolupat, amb un complex de “venes” i “artèries” que ben poc es distancien de les d’organismes més complexos. La seva sang conté dos tipus cel·lulars: els amebòcits, equivalents als leucòcits o glòbuls blancs, i els cianòcits, equivalents als eritròcits o glòbuls vermells, però amb hemocianina enlloc d’hemoglobina. Quan l’hemocianina transporta oxigen o entra en contacte amb l’aire, la sang dels xifosurs adquireix un color blau molt característic.

El líquid blau que observem a la imatge correspon a la sang de l’individu. Autor: Dan Century, CC a Flickr.

Biologia

Reproducció i desenvolupament

Durant l’època reproductora, els xifosurs s’apropen en grans grups a les platges o estuaris. En el moment de l’aparellament, els mascles es col·loquen sobre les femelles i s’hi aferren mitjançant les pinces rudimentàries del primer parell de potes. Amb el mascle a l’esquena, les femelles es desplacen fins a la sorra on hi excaven un clot on dipositen entre 200-300 ous sense fecundar. A continuació, el mascle rega els ous amb el seu esperma (fecundació externa), els quals queden enterrats com a conseqüència de les marees.

La reproducció dels xifosurs és tot un espectacle!. Autor: U.S. Fish and Wildlife Service Northeast Region, CC a Flickr.

Després de l’eclosió, els xifosurs passen per dos estadis larvaris pelàgics (viuen a la columna d’aigua) abans d’assolir la forma adulta bentònica lligada al substrat: larva trilobítica, amb els apèndixs opistosòmics poc formats i el tèlson curt, i larva prestwiquianela, amb els apèndixs i el tèlson ben formats. La seva esperança de vida pot arribar als 20 anys.

Ecologia i distribució

Els xifosurs actuals són essencialment marins, encara que entre els seus parents fòssils també n’hi havia que vivien en aigües salobroses i dolces. Són excavadors i habiten fons llimosos o sorrencs entre 3-9 metres de profunditat. Per excavar, s’ajuden dels marges de la seva closca i dels quatre primers parells de potes locomotores, alhora que amb el tèlson aixequen l’opistosoma de manera que el cinquè parell pugui analitzar i filtrar l’aigua.

En cas de nedar, ho fan de forma invertida, com en aquest vídeo de Wayne Brear:

Són depredadors d’anèl·lids, mol·luscs, així com d’altres invertebrats bentònics. Alhora, també poden alimentar-se d’algues que tallen amb les pinces de les seves potes.

Com ja s’ha comentat, la diversitat actual de xifosurs està representada per 4 espècies dins l’ordre Limulida: Limulus polyphemus (costa atlàntica d’Amèrica del Nord), Tachypleus tridentatus, Tachypleus gigas i Carcinoscorpius rotundicauda (costa indopacífica).

Distribució aproximada de les 4 espècies vivients de xifosurs. Font: Charmichael & Brush, 2012.

Quin és el seu estat de conservació?

Els humans ho hem tornat a fer. Tot i haver sobreviscut a nombroses extincions, els xifosurs es troben ara més amenaçats que mai per causes antròpiques. Entre les principal amenaces destaquen:

  • Alteració dels seus hàbitats: canvis en la temperatura de l’aigua degut a l’escalfament global, contaminació i empobriment o destrucció de les platges (essencials per la seva reproducció). És, d’entre totes les amenaces, la més problemàtica.
  • Ús com a esquer: tradicionalment, els xifosurs s’han capturat pel seu ús com a esquers en la indústria pesquera.
  • Usos biomèdics: la sang dels xifosurs s’utilitza en biomedicina en un test anomenat Limulus amebocyte lysate” (LAL), donat que els seus amebòcits reaccionen vers certes endotoxines bacterianes formant coàguls. El LAL s’empra, per tant, per detectar la presència de bactèries sobre diferents materials. Actualment, la forma d’obtenir la sang és força invasiva i, tot i tornar els individus al seu hàbitat, la seva mortalitat després de l’extracció continua essent elevada.
  • Ús en investigacions sobre la visió, el sistema endocrí i altres processos fisiològics.
  • Alimentació: en alguns països asiàtics, es consumeixen en plats tradicionals o en certs rituals.
  • Compra/venta com a animals de companyia.
Procés d’extracció de sang pel test LAL. Font: National Geographic/Getty Images.
Plat preparat a base de xifosur a Si Racha (Tailàndia). Autor: Marshall Astor, CC.

Les poques dades existents sobre el seu estat de conservació provenen de l’espècie americana Limulus polyphemus, actualment en situació vulnerable i amb una tendència decreixent de les seves poblacions des de fa 100 anys (segons la IUCN).

Recentment, s’ha descobert que els xifosurs són un component important de les xarxes tròfiques bèntiques; a més a més, els seus ous són un suplement alimentari de la dieta de diferents aus migratòries costeres dels EUA. És per aquests motius que actualment existeix un interès creixent en conservar i promoure les seves poblacions, a més a més de per la seva enorme importància biomèdica, cultural i econòmica.

.           .           .

Resoldre les relacions filogenètiques d’un grup format majoritàriament per organismes fòssils no és pas una tasca senzilla. Tot i que ara que comencem a entreveure el seu origen i parentiu, estem condemnant-los a poc a poc a la seva desaparició. Ni els fòssils vivents es salven de la sisena extinció!

Referències

  • Carmichael, R. H. & Brush, E. (2012). Three decades of horseshoe crab rearing: a review of conditions for captive growth and survival. Reviews in Aquaculture, 4(1): 32-43.
  • Chacón, M. L. M. & Rivas, P. (2009). Paleontología de invertebrados. IGME.
  • Grimaldi, D. & Engel, M. S. (2005). Evolution of the Insects. Cambridge University Press.
  • Marshall, A. J., & Williams, W. D. (1985). Zoología. Invertebrados (Vol. 1). Reverté.
  • Pujade-Villar, J. & Arlandis, J. S. (2002). Fonaments de zoologia dels artròpodes (Vol. 53). Universitat de València.
  • The IUCN Red List of Threatened Species: Horseshoe crabs.
  • Xifosuros: Animales de la realeza. Boletín Drosophila.

Imatge de portada propietat de Didier Descouens, CC.

Aranyes de les profunditats: els Picnogònids

La biodiversitat és sorprenent. Sabies que hi ha aranyes marines? Els Picnogònids o aranyes de mar” són un dels grups d’artròpodes més estranys que existeixen, tant anatòmicament com biològicament. Es troben dins del subfílum dels quelicerats (grup dins els quals també trobem les aranyes) i formen part de la fauna invertebrada marina en tots els mars i oceans del món. Encara que són tan escassos i es camuflen tan bé que resulten molt difícils de veure!

Vols saber on trobar-les i com identificar-les? Segueix llegint!

Però…què són els Picnogònids?

Els picnogònids (del grec pykno = moltes o densi góny = genoll”), també anomenats pantòpodes (tot potes”), són una classe d’artròpodes marins bentònics (bentos = organismes que viuen associats al fons marí) amb una sèrie de trets únics que els allunyen de la resta de membres del seu grup. Se situen dins del subfílum dels quelicerats, grup que també inclou els euquelicerats: aràcnids (aranyes, escorpins, paparres i àcars), xifosurs (grup relicte d’organismes coneguts vulgarment com “crancs cassola“) i els extints euriptèrids (escorpins de mar) .

Actualment, es coneixen al voltant de 8-9 famílies, amb 86 gèneres (alguns d’ells fòssils) i més de 1.000 espècies a tot el món dins d’un únic ordre vivent: Pantopoda.
antarctic
Picnogònid de l’oceà  Antàrtic d’uns 30cm de longitud (foto: Keith Martin-Smith).

Viuen en pràcticament tots els ambients marins a gairebé qualsevol profunditat i latitud, des de les zones equatorials a les regions polars tant en les zones costaneres com a les planes abissals a uns 6000m de profunditat (més habituals a la Mediterrània, el Carib, i en els oceans Àrtic i Antàrtic); encara que el seu aspecte críptic i la seva gran capacitat per camuflar-se fan que siguin molt difícils de veure a simple vista.

Sea-spider
Picnogònid de l’espècie Nymphon gracile (Foto: Christophe Courteau)
seaspider
Picnogònid del gènere Pseudopallene (Foto: Claudia Arango)

Encara que al principi se’ls havia agrupat juntament als aràcnids (lògic tenint en compte el seu aspecte, molt similar al de les aranyes), degut al resultat d’estudis més profunds sobre la seva anatomia i biologia se’ls va acabar col·locant en un grup a part. També se’ls ha considerat com un grup basal de tots els quelicerats; és a dir, com un grup ancestral.

TOL web
Filogenia dels Artròpodes pel Tree of Life Project (Font: tolweb.org)

Anatomia externa

Els Picnogònids són molt variats morfològicament parlant i abracen un rang de mides molt ampli: n’hi ha que amb prou feines arriben a fer uns pocs centímetres de longitud, els quals són força freqüents al bentos de zonas costaneres, i altres que arriben a mesurar entre 50-70cm amb les potes esteses i que tendeixen a aparèixer en les profunditats abissals.

divrsidad_morfológica
Diferents espècies de picnogònids i la seva diversitat morfològica (Cano E., 2015)

Igual que les aranyes, presenten el cos dividit en dues parts: prosoma (cap o cèfalon + tòrax) i opistosoma (abdomen). Al cap presenten una probòscide, un aparell de succió amb el qual filtren l’aliment; 4 ulls damunt d’un tubercle, una prominència que fa que aquests quedin més elevats; i tres parells d’apèndixs: els quelífors, els palps i les potes ovígeres, aquestes últimes (exclusives dels picnogònids) destinades a l’autoneteja i molt més desenvolupades en els mascles per tal de transportar els ous i les cries.

Presenten un total de 8 potes (de vegades 10 o 12 com a resultat de duplicacions dels segments corporals) les quals poden tenir el mateix gruix que el cos. El fet que no hi hagi una diferència massa marcada entre la mida del cos i les potes fa que sembli que estiguin fets només de potes, el que els dóna un aspecte cridaner (d’aquí el nom de Pantopoda: tot potes”).

Anatomía externa de los picnogónidos (Fuente de la imagen: http://sprott.physics.wisc.edu/pickover/pycno2.gif)
Anatomia externa dels picnogònids (Font de la imatge: http://sprott.physics.wisc.edu)

Anatomia interna

Internament, els picnogònids són molt curiosos: no posseeixen sistema respiratori (donat que el seu cos està cobert per una cutícula o capa externa molt fina, l’intercanvi de gasos es fa a través de la seva superfície) ni excretor, el seu sistema circulatori està molt reduït i el nerviós, format únicament per un cervell simple i dos cordons nerviosos ventrals. Les gònades o aparells reproductors es troben en el prosoma (la part anterior del cos: cap + tòrax), però es ramifiquen i s’obren a l’exterior a les potes locomotores (és a dir, en les que fan servir per desplaçar-se).

On viuen i com?

Com ja s’ha comentat, els picnogònids estan àmpliament distribuïts en tots els mars d’arreu del món; tot i que, tant si es troben a molta profunditat com en la superfície, en zones càlides o fredes, sempre es troben formant part del bentos, és a dir, de la fauna del substrat.

img_fotosMiniatura_esquemaEcosistemas
Principals components biològics dels ecosistemes marins (Imatge de Castro i Huber, 2007).

Després d’un festeig encara desconegut, es reprodueixen sexualment mitjançant l’alliberament de les cèl·lules sexuals o gàmetes al medi, on es produeix la fecundació. Un cop fecundats, els ous són recollits pel mascle, el qual s’encarregarà de la seva cura. Per recollir-los, els aglutinen i enganxen al seu cos mitjançant la secreció de substàncies enganxoses o de cimentació; d’aquesta manera, els ous s’amunteguen i queden enganxats al cos del pare formant una espècie d’esferes.

Sea-spider-male-carrying-eggs
Mascle de Nymphon gracile amb els ous enganxats a les potes ovígeres (Foto: Christophe Courteau)
73397_orig
Tanystylum duospinum (© 2005 California Academy of Sciences, CC)

Després de l’eclosió, emergeix una larva de vida lliure coneguda com a protoninfa, la qual arribarà l’edat adulta mitjançant un procés de metamorfosi (desenvolupament indirecte: ¿vols saber més sobre metamorfosi? Fes click aquí).

Un cop creixen, passen a tenir una dieta bàsicament carnívora, fent servir els seus quelícers per atrapar i esquinçar altres organismes, i la seva probòscide per succionar els seus fluids, tal i com fan les aranyes. En general, s’alimenten d’organismes bentònics o sèssils, com les anemones, les esponges o els briozous.
sea on a briozoan
Picnogònid del gènere Pseudopallene a sobre d’un briozou (Foto: Claudia Arango).

NOTA: No són fàcils de veure, però si sou curiosos i us agrada bussejar, us animo a investigar entre les algues espesses i els camps de fanerògames litorals. Amb sort en veureu algun!

Però serà més fàcil identificar-los si abans els hem vist en moviment (vídeo extret del canal de Youtube Cloud. Tube):

Curiositats del grup

Els picnogònids conformen un grup molt curiós, tant pel seu aspecte extern com per alguns dels seus trets anatòmics i biològics:

  • Algunes espècies desenvolupen una larva que s’enquista dins d’altres organismes (per exemple coralls) i als quals només abandona després d’assolir la maduresa.
  • La duplicació de potes per un augment del nombre de segments corporals (és a dir, tenir 10 o 12 en lloc de 8) és un fenomen únic entre els artròpodes.
  • Moltes espècies presenten autotomia en els seus apèndixs locomotors; és a dir, mutilacions espontànies que efectuen sobre si mateixos, podent després regenerar l’òrgan perdut amb totes les seves estructures originals (p.ex. la pèrdua de la cua en les sargantanes).
  • És dels pocs grups d’artròpodes en què hi ha cura parental. El mascle, el qual s’encarrega de la cura de les cries, s’encarrega de mantenir fora de perill, netejar i oxigenar els ous tot el temps, i fins i tot de tenir cura de les cries un cop eclosionen.

.         .         .

A dia d’avui, els picnogònids són un grup bastant desconegut a molts nivells. Són antics, poc abundants i es localitzen de vegades a tanta profunditat que el seu estudi resulta difícil; a més, tampoc se’ls han atribuït beneficis directes per a l’home més enllà de la seva importància a nivell de biodiversitat i com a part essencial de les xarxes tròfiques bèntiques, fet que, malauradament, condemna a molts organismes a l’oblit.

I tu, què opines al respecte? Consideres que és essencial preservar la biodiversitat? Si hi són, de fet, serà per algun motiu…

Referències

  • Australian Government. Department of Environment: Australian Antarctic Division. Web: http://www.antarctica.gov.au/science/cool-science/2010/sea-spiders-provide-insights-into-antarctic-evolution.
  • Bamber, R. N. & A. El Nagar (Eds.) 2014. Pycnobase: World Pycnogonida Database. Accesible (2014) en: http://www.marinespecies.org/pycnobase/
  • Biodiversidad, taxonomía y biogeografía de los Artrópodos de México. Vol. III, Edición: 2002, Capítulo: Pycnogonida (por Tomás Munilla), Publisher: Universidad Nacional Autónoma de México, Editores: J. Llorente y J. Morrone, pp.215-22.
  • Blaxter J., Douglas B. (1987). Advances in Marine Biology, Volumen 24. Academic Press.
  • Cano E., López P.J. (2015). Clase Pycnogonida, Orden Pantopoda. IDE@-SEA, nº 22 (30-06-2015): 1-13.
  • Padilla F., Cuesta A. Zoología Aplicada. Ediciones Díaz de Santos, 2003.
  • Fauna marina circalitoral del sur de la Península Ibérica: resultados de la campaña oceanográfica “Fauna I”. Editorial CSIC – CSIC Press, 1993.

Imatge de portada: espècie Colossendeis megalonyx del fons de l’oceà Antàrtic per Norbert Wu/Minden Pictures/FLPA.

Difusió-català