Superan en número a todos los demás animales juntos. Ningún otro grupo de seres vivos muestra tal variedad de formas, gamas de comportamiento y elaboradas pautas de conducta.
Los artrópodos son animales invertebrados que poseen un esqueleto externo y apéndices articulados. Los principales grupos son los arácnidos (ocho patas), los crustáceos (la mayoría, diez patas), los insectos (seis patas) y los miriápodos (muchas patas).
La clave de su éxito radica en que han desarrollado progresivamente un conjunto de características en el transcurso del proceso evolutivo que les ha permitido adaptarse y colonizar con éxito todos los ambientes, tierra, aire y agua.
Las características generales de los artrópodos son las siguientes:
- El esqueleto externo, duro y articulado, está constituido por una sustancia, llamada quitina, que no crece con el animal. Por esta razón, los artrópodos se desprenden periódicamente de él, para crecer a toda prisa, mientras fabrican otro nuevo, más grande. Este proceso, que puede repetirse varias veces a lo largo de la vida del animal, se llama muda.
El exoesqueleto se hace más delgado y flexible en las articulaciones de los apéndices y entre los segmentos, lo que les permite una gran libertad de movimientos.
- Los apéndices articulados (dos por segmento en los más primitivos) se han adaptado para desempeñar diversas funciones: patas para la locomoción, antenas para percibir sensaciones del ambiente, piezas bucales para captar el alimento, inoculadores de veneno y pinzas para el ataque y la defensa, etc.
- Los artrópodos terrestres suelen respirar por unos tubos llamados tráqueas, o por pulmones; los acuáticos respiran por branquias.
- Se reproducen sexualmente. Suelen tener fecundación interna y los sexos separados. Generalmente, del huevo surge una larva que experimenta un conjunto de transformaciones, denominado metamorfosis, hasta convertirse en adulto.
Identificación de artrópodos
Observa los siguientes animales invertebrados:
Teniendo en cuenta las características generales de los artrópodos, ¿sabrías contestar a las siguientes preguntas?:
- ¿Cuáles de estos invertebrados no son artrópodos?
- ¿A qué grupos pertenecen los invertebrados que has identificado como artrópodos?
Última muda. La larva de la libélula (1) es una voraz depredadora que vive en el agua durante varios años. Experimenta mudas sucesivas durante su crecimiento y en la última fase de su metamorfosis trepa por una planta, abandona el medio acuático (2) y experimenta una última muda: el adulto abre el exoesqueleto de la larva como si fuera una cremalleray emerge (3) antes de emprender el vuelo (4).
1 Arácnidos: arañas, escorpiones y ácaros
Este grupo se caracteriza por presentar el cuerpo dividido en dos regiones, cefalotórax y abdomen, y presentar seis pares de apéndices articulados:
- Quelíceros. Son el primer par de apéndices en forma de uña que sirven para inyectar un veneno capaz de disolver los tejidos de sus presas, para después absorberlos.
- Pedipalpos. Son el segundo par de apéndices. Pueden tener funciones sensitivas o ser utilizados para sujetar a las presas.
- Patas. Son cuatro pares y están destinadas a la locomoción.
Carecen de antenas y de mandíbulas y respiran por tráqueas o mediante pulmones en libro, llamados así porque están formados por un conjunto de láminas semejantes a las hojas de un libro.
Arañas: arquitectos de la seda
Suelen tener ocho ojos simples. Son hábiles cazadoras, que atrapan a sus presas con los hilos pegajosos de sus telarañas o emboscadas en sus madrigueras. Las arañas poseen en su abdomen las glándulas de la seda, que segregan un líquido a través de las hileras y, al contacto con el aire, solidifica y forma un hilo de seda con el que tejen sus telarañas.
Estructura interna de la araña. Detalle ampliado de los quelíceros, que inyectan el veneno (1), y de las hileras (2), por donde salen los hilos de seda.
Escorpión. La picadura de algunos es solo dolorosa; la de otros es mortal.
Ácaros del polvo. Son organismos microscópicos.
Escorpiones: la inyección letal
Viven en lugares cálidos y áridos, y durante el día permanecen escondidos, ya que suelen tener hábitos nocturnos. Los pedipalpos están transformados en pinzas, semejantes a las del cangrejo, que utilizan para sujetar a sus presas a las que matan con el veneno inyectado con el aguijón que poseen en el último segmento de su abdomen.
Ácaros: pequeños y peligrosos
Tienen fusionados el cefalotórax y el abdomen. Este grupo incluye a los ácaros «del polvo»; las garrapatas, que succionan la sangre de sus hospedadores, y el arador de la sarna, que excava galerías bajo la piel de los mamíferos.
- Describe las principales características desarrolladas por los artrópodos que les han permitido adaptarse y colonizar con éxito todos los ambientes.
- ¿Qué funciones desempeñan los quelíceros y los pedipalpos en las arañas y en los escorpiones?
2 Crustáceos: una dura coraza
Su cuerpo está recubierto por un duro caparazón, impregnado con sales de calcio, que está dividido en dos regiones: el cefalotórax (los segmentos de la cabeza y el tórax se fusionan) y el abdomen.
Anatomía interna del cangrejo de río.
Casi todos los crustáceos son marinos, aunque hay especies de agua dulce, como el cangrejo de río, y terrestres, como la cochinilla; muchos son microscópicos y forman la parte fundamental del zooplancton que alimenta a otros animales acuáticos.
Algunos tienen formas extrañas, como los percebes, que viven sésiles, sujetos a las rocas. Pero el grupo mayoritario son los decápodos, como el bogavante, el langostino o la cigala, que tienen cinco pares de patas, algunas de ellas con forma de pinza para capturar a sus presas. Poseen dos pares de antenas cuya función es táctil y olfatoria.
Grupos de crustáceos. Decápodos: cangrejo de río (1), cigala (2), gamba (3) y bogavante (4). Copépodo (forma parte del plancton microscópico) (5). Isópodo: cochinilla (6). Cirrípedo: percebe (7). Muchos crustáceos aportan grandes beneficios económicos, ya que son muy apreciados culinariamente.
- Describe las características generales de los crustáceos y su importancia como fuente de recursos alimenticios.
3 Insectos: la clave del éxito
Es el grupo más numeroso (suponen el 85 % del total de especies animales que existen sobre la Tierra). Una de las claves de su éxito radica en que su exoesqueleto no les permite alcanzar grandes tamaños, por lo que no precisan grandes cantidades de alimento.
Por tanto, han podido adaptarse y aprovechar fuentes de comida y lugares donde cobijarse en ambientes muy distintos: desde las selvas tropicales hasta las áreas polares, los desiertos o las cavernas. Fueron pioneros en la colonización del medio terrestre hace más de 300 millones de años.
Todos los insectos tienen el cuerpo dividido en tres segmentos: cabeza, tórax y abdomen.
- Cabeza. Posee un par de antenas sensoriales (tacto y gusto), un par de ojos compuestos (con numerosas lentes) y la boca formada por piezas bucales adaptadas a cada tipo de alimentación. El aparato bucal de muchos insectos ha evolucionado conjuntamente con las flores a las que poliniza.
- Tórax. Está formado por tres segmentos, cada uno de los cuales tiene dos patas articuladas para la locomoción (por lo que reciben el nombre de hexápodos). Los dos últimos segmentos poseen, en la mayoría de los insectos, un par de alas cada uno, lo que les ha permitido colonizar el medio aéreo.
- Abdomen. Tiene un máximo de 11 segmentos y en su interior se encuentran la mayor parte de las vísceras. Cerca de la mitad del volumen del cuerpo está ocupado por las tráqueas, un sistema de tubos ramificados que conducen el aire desde los orificios externos o espiráculos, hasta las células.
Estructura de un saltamontes. Vista externa (A) y detalle ampliado de las tráqueas (1). Anatomía interna (B).
Aparatos bucales de los insectos: boca picadora-chupadora del mosquito (A), lamedora-chupadora de la mosca (B), chupadora de la mariposa (espiritrompa) (C) y masticadora del saltamontes, con detalle de las piezas bucales (D).
- ¿A qué se atribuye el éxito biológico de los insectos?
- Describe los tipos de aparatos bucales de los insectos.
Sistemas de comunicación y comportamientos complejos
Los insectos han desarrollado sistemas de comunicación altamente eficaces, mediante la emisión de sustancias químicas olorosas, llamadas feromonas, que utilizan para el cortejo y el apareamiento, la orientación, el ataque o la defensa.
Los insectos sociales, como las hormigas, los termes, la mayoría de las abejas y algunas avispas, han desarrollado comportamientos complejos. Viven en colonias y forman sociedades jerarquizadas donde existe una división del trabajo y cada individuo depende estrechamente de los demás: unos se encargan del aprovisionamiento de alimentos, otros del cuidado de las crías, de la defensa, etc.
Reproducción y desarrollo embrionario
Los insectos se reproducen sexualmente: la mayoría son ovíparos y experimentan metamorfosis. De sus huevos salen larvas que pasan por diferentes fases de crecimiento y desarrollo. Estas pueden variar desde una sencilla serie de mudas hasta una transformación completa de sus partes corporales.
- Desarrollo sin metamorfosis. Del huevo de un insecto como el pececillo de plata sale una cría semejante a un adulto, que experimenta una serie de mudas en las que va cambiando de tamaño, pero no de forma, hasta que se convierte en un adulto capaz de reproducirse. Estos insectos no tienen alas.
- Metamorfosis incompleta. Del huevo de un insecto como el saltamontes sale una cría similar al adulto, aunque en miniatura y sin alas, que se denomina ninfa. La ninfa crece y se alimenta por sí misma. Tras varias mudas se forman las alas, hasta que, finalmente, puede volar y reproducirse como adulto.
- Metamorfosis completa. Del huevo de un insecto como la mariposa sale una larva que no se parece en nada al insecto adulto; más bien se parece a un gusano (oruga). La larva crece y se alimenta por sí misma.
Cuando la larva alcanza un tamaño determinado, deja de comer y comienza a segregar una sustancia con la que teje un capullo de seda en el que se encierra e inmoviliza, mientas que, interiormente, sufre un asombroso cambio de forma. Esa fase de inmovilidad y transformación se denomina pupa.
Finalizada la fase de pupa, el capullo se abre y emerge el insecto adulto: tiene cabeza, tórax y abdomen, seis patas, dos antenas... Una vez que sus alas se secan, se aleja volando y, si encuentra pareja, todo puede volver a comenzar.
En las calurosas noches de verano el chirrido de centenares de grillos en el campo te proporciona información bastante fiable de la temperatura que hay en el ambiente.
La ley Dolbear aplica la siguiente fórmula, que permite el cálculo aproximado de la temperatura ambiental (T, en ºC) en función del número de chirridos contados en 8 segundos (n): T = n + 4
- Aplica esta fórmula y averigua la temperatura ambiental si en 32 segundos se han contabilizado 64 chirridos.
Metamorfosis incompleta del saltamontes.
Metamorfosis completa de la mariposa Monarca.
Algunos grupos de insectos
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Coleópteros: mariquita (A) y escarabajo rinoceronte (B). Tienen el primer par de alas endurecido (élitros) y aparato bucal masticador. |
Odonatos: libélulas (A) y caballitos del diablo (B). Poseen dos pares de grandes alas membranosas y aparato bucal masticador. |
Ortópteros: grillos (A) y mantis religiosa (B). Primer par de alas endurecido y el segundo membranoso; aparato bucal masticador. |
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Lepidópteros: mariposas (A) y polillas (B). Tienen dos pares de alas membranosas recubiertas con escamas, y aparato bucal chupador, enrollado cuando está en reposo (espiritrompa). |
Dípteros: moscas (A) y mosquitos (B). Solo tienen un par de alas; el segundo par se ha transformado en balancines para el equilibrio. Están provistos de aparatos bucales lamedores-chupadores y picadores. |
Himenópteros: avispas (A) y hormigas (B). Poseen dos pares de alas membranosas (en las hormigas solo las tienen los individuos sexuados) y el aparato bucal está adaptado para masticar, lamer y chupar. |
Observa los artrópodos del suelo
- Recoge una muestra de tierra del bosque o de un jardín que contenga humus y hojarasca (1) y ponla sobre una malla o un tamiz (2) dispuesto en el interior de un embudo (3), como el de la figura.
- Coloca el embudo sobre la boca de un frasco de conserva (4), en cuyo fondo debes poner una toalla de papel húmeda (5). Enciende una lámpara (6) sobre el embudo y déjala encendida durante la noche.
- Al día siguiente, retira el embudo del frasco y tapa este último rápidamente para que no se salgan los organismos. Observa los invertebrados del suelo con una lupa a través del cristal del frasco y dibuja los artrópodos que encuentres.
- Cuando hayas completado esta investigación, devuelve los organismos al lugar donde los recogiste.
- Describe las características de la metamorfosis incompleta.
- ¿Qué tipos de aparatos bucales presentan los odonatos, ortópteros, lepidópteros y dípteros?
Desarrolla el espíritu crítico
Compara los beneficios y los perjuicios que originan los insectos.
La pulga, cada vez que nos pica, es capaz de chupar un volumen de sangre hasta 20 veces superior a la capacidad de su estómago y de transmitir enfermedades como la peste. Pero no todos los insectos son perjudiciales. De hecho, si desaparecieran, tendríamos serias dificultades para sobrevivir pues, entre otros beneficios, insectos como las abejas polinizan las flores de muchos cultivos, gracias a lo cual dan frutos.
Beneficios
- Polinizan muchas plantas con flor.
- Son fuente de alimento para numerosas aves y otros animales.
- Consumen restos de plantas, animales muertos y excrementos; así contribuyen a limpiar los bosques.
- Producen hilos de seda, con los que se tejen valiosas telas, cera para fabricar velas, miel, lacas y colorantes.
- Muchos insectos eliminan a otros que son parásitos, alimentándose de ellos.
Perjuicios
- Comen y destruyen plantas ornamentales, bosques y parte de las cosechas de cereales, frutas, verduras y legumbres.
- Sus picaduras en personas alérgicas pueden provocar dificultades respiratorias e incluso la muerte.
- Pueden transmitir enfermedades graves a las personas, al ganado y a las plantas.
- Dañan los alimentos almacenados, la ropa y otros bienes, así como los objetos y las construcciones de madera.
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Producción de miel. Las abejas liban las flores (1), luego se dirigen a su colmena (2) para fabricar la miel y almacenarla en los panales (3).
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- Busca información y argumenta en pro y en contra sobre la importancia biológica de los insectos y los beneficios y perjuicios que causan.
- Reflexiona sobre las consecuencias que tiene para los ecosistemas y para la economía el uso indiscriminado de insecticidas en la agricultura. Elabora un informe con tus conclusiones y presenta tu comunicación al resto de la clase.
4 Miriápodos: ciempiés y milpiés
Miriápodos. Ciempiés (A) y milpiés (B).
Son animales terrestres que viven en el suelo, bajo las piedras y la hojarasca. Tienen el cuerpo alargado, en el que se distinguen dos regiones:
- La cabeza, donde se localizan las antenas, los órganos sensoriales y las pieza bucales similares a las del aparato masticador de los insectos.
- El tronco, el cual presenta una serie de segmentos articulados (entre quince y doscientos) en los que se insertan uno o dos pares de patas.
Los dos grupos más conocidos de miriápodos son los ciempiés y los milpiés:
- Ciempiés. Su cuerpo es alargado y aplanado, poseen un par de antenas largas en la cabeza y un par de patas en cada segmento. El primer par de apéndices se ha transformado en uñas inoculadoras de veneno. Son carnívoros.
- Milpiés. Su cuerpo es alargado y cilíndrico, y poseen un par de antenas cortas en la cabeza. El primer segmento carece de patas, los cuatro siguientes llevan un par de patas cada uno y todos los demás tienen dos pares de patas. Son herbívoros y, si se sienten en peligro, se enrollan en espiral.