Reproducción en Equinodermos

Desarrollo Embrionario en Equinodermos

elaborado por: Génesis DeGracia

• Características Generales

Los equinodermos forman un grupo bien definido y muy diversificado de metazoos. Se han considerado de gran interés debido a su extenso registro fósil, su importancia ecológica en el medio marino, su morfología como adultos y sus embriones manipulables experimentalmente. Actualmente, se reconocen 6950 especies de equinodermos las cuales se incluyen en cinco clases bien definidas: Crinoidea (lirios y plumas de mar, 650 especies), Asteroidea (estrellas de mar, 2100 especies), Ophiuroidea (estrellas quebradizas y estrellas canasta, 2000 especies), Echinoidea (erizos de mar, dólares de arena, y galletas de mar, 800 especies) y Holothuroidea (pepinos de mar, 1400 especies).

• Clase Crinoidea

La clase Crinoidea es la más antigua y en algunos aspectos la más primitiva del phylum Echinodermata

Los lirios de mar (crinoideos pedunculados), los cuales presentan un pedúnculo que conservan durante toda su vida, se caracterizan por vivir adheridos al sustrato y generalmente habitan a profundidades mayores de 200 m.

Las plumas de mar (crinoideos no pedunculados) que incl

uyen la mayoría de los crinoideos vivientes, retienen el pedúnculo hasta el estado post larval y después lo pierden, adoptando la vida libre como juveniles y adultos. 

Reproducción en los crinoideos

La gran mayoría son dioicos (tienen los sexos separados) sin existir caracteres secundarios identificativos. El aparato reproductor está formado por un raquis genital que rodea al tubo digestivo y del que salen cinco cordones que se ramifican hasta las pínnulas donde se diferencian las células que dan lugar a los gametos.

En la época de madurez las pínnulas aparecen hinchadas. En las hembras cuando los óvulos están maduros rompen las pínnulas y salen fuera mientras que en el caso de los machos, los espermetazoides salen por un pequeño poro.

La fecundación es externa, a menudo, los óvulos quedan más o menos pegados al cuerpo de la hembra y las primeras fases del desarrollo del embrión se realizan pegado a la madre. El zigoto da lugar a la larva tonelete plantónico, que posteriormente para completar el desarrollo se fija al sustrato.

 

• Clase Asteroidea

Las estrellas de mar forman uno de los grupos de animales marinos más conocidos del fondo marino. Por lo general tienen un disco central y cinco brazos, aunque algunas especies pueden tener muchos brazos más. Tienen pies ambulacrales operados por un sistema hidráulico y una boca en el centro de la superficie oral o inferior. 

Las estrellas de mar tienen la capacidad de reproducirse sexual y asexualmente.

Reproducción Sexual

La mayoría de las especies de estrellas de mar son dioicas, es decir que existen machos y hembras. Por lo general no es posible distinguirlos externamente, ya que no se puede ver las gónadas, pero su sexo es aparente durante el desove. Algunas especies son hermafroditas simultáneas (producen óvulos y espermatozoides al mismo tiempo). En algunos de ellos, la misma gónada, llamada ovotestis, produce tanto huevos como esperma.  

Cada brazo tiene dos gónadas que liberan gametos a través de aberturas, llamadas gonoductos, ubicadas en el disco central entre los brazos. En la mayoría de las especies la fecundación es externa. En la mayoría de las especies, se emiten los huevos y el esperma en el agua (desove libre) y los embriones y larvas que resultan de la fecundación externa forman parte del plancton. En otras especies, los huevos se desarrollan pegados a la parte inferior de rocas.

En ciertas especies, las hembras incuban sus huevos, cubriéndolos con su cuerpo,  o sosteniéndo los Leptasterias tenera o incluso las propias gónadas. Las estrellas de mar que incuban sus huevos cubriéndolos con su cuerpo, suelen elevar su disco central, asumiendo una postura encorvada. También existe una especie que incuba una parte de sus crías y emite los huevos restantes que no caben en la bolsa. En estas especies incubadoras, los huevos son relativamente grandes y provistos de yema. Las crías en desarrollo se denominan «lecitotróficas», ya que obtienen su nutrición de la yema del huevo, a diferencia de las larvas que se alimentan de manera planctotrófica. 

en estructuras especiales. Estas estructuras incluyen cámaras en la superficie aboral, el estómago pilórico

La reproducción tiene lugar en diferentes momentos del año según la especie. Para aumentar las posibilidades de que sus óvulos sean fecundados, estrellas de mar pueden sincronizar el desove, reunidos en grupos, o formando parejas. Este último comportamiento se denomina pseudo-cópula y el macho se sube encima de la hembra, colocando sus brazos entre los suyos, y emite esperma al agua. Esto estimula la emisión de los huevos.

Reproducción Asexual

Las larvas de varias especies de estrellas de mar también tienen la capacidad de reproducirse asexualmente. Pueden hacerlo mediante la autotomía de algunas partes de sus cuerpos o por gemación. Cuando existe una abundancia de alimentos, las larvas favorecen la reproducción asexual en lugar de desarrollarse directamente. Aunque esto le cuesta tiempo y energía, permitirá que una sola larva se reproduzca en varios adultos si las condiciones son buenas.

En las larvas de estos equinodermos, la formación asexual de una segunda larva resulta de la diferenciación y liberación de alguna parte del cuerpo de la primera larva. El propágulo se desarrolla formando una larva que es idéntica morfológicamente a la primera. La nueva larva puede asentarse o continuar desarrollando ciclos de reproducción asexual.

 

Desarrollo larvario

Sus embriones desarrollan inicialmente una simetría bilateral, lo que parece reflejar su probable ascendencia común con los cordados. Sin embargo, el desarrollo posterior toma un camino muy diferente, cuando la larva se asienta fuera del zooplancton y desarrolla la característica simetría radial. A medida que el organismo crece, un lado de su cuerpo crece más que el otro, y eventualmente absorbe el lado más pequeño. Después de eso, el cuerpo se forma en cinco partes alrededor de un eje central hasta que la estrella de mar tenga su simetría radial.

Las larvas de estrellas de mar son organismos ciliados, que nadan libremente. Los huevos fecundados se convierten en organismos bipinarios y más tarde (en la mayoría de los casos) en larvas brachiolarias, son bilateralmente simétricas y tienen un lado izquierdo y derecho distinto. Con el tiempo, se instalan en el fondo del mar, experimentan una metamorfosis completa, y se convierten en adultos.

•  Clase Ofiuroidea

Tienen el cuerpo pequeño y aplanado formado por un disco redondeado por cinco brazos articulados muy finos y largos que surgen del disco central y pueden estar ramificados. Cada uno de los brazos consiste en una columna de osículos (llamadas vértebras), articulados entre sí, unidos por músculos y cubiertos por placas.

Reproducción Sexual

En cuanto a la reproducción sexual la mayoría de los ofiuros son dioicos, las gónadas se encuentran en el disco y los gametos se liberan al medio a través de las hendiduras genitales. La fecundación es externa y se presentan diferentes estadios larvales. El desarrollo de las larvas puede durar desde pocos días hasta un mes antes de la transformación final en juveniles que es cuando se asientan en el fondo.

Desarrollo Larvario

Algunas especies presentan larvas vitelaria, las cuales son en forma de barril, con anillos de cilios para el movimiento y tardan menos de una semana en todo el proceso de metamorfosis. Otras especies presentan la larva ophiopluteus, que es una larva más elaborada, planctotrófica, con un
esqueleto de soporte y con bandas ciliadas para atrapar el alimento y para la locomoción. Algunos ofiuros son hermafroditas, tanto secuenciales (que se transforman de un sexo a otro) como simultáneos. Todos los ofiuros hermafroditas y sólo unas pocas especies dioicas presentan cuidado parental en donde los embriones permanecen en las bursas parentales hasta que se transforman en juveniles.

Reproducción Asexual 

Algunos ofiuros presentan reproducción asexual por fisión, donde el individuo se divide a través del disco. Cada mitad regenera las partes perdidas y vuelve a dividirse cuando alcanza un tamaño adecuado.

• Clase Holothuroidea

Los pepinos de mar se caracterizan porque su cuerpo presenta forma cilíndrica y alargada, con la boca en un extremo, rodeada por 10 a 30 tentáculos retractiles, y el ano en el otro. Los tentáculos presentan diferentes formas que son características de cada uno de los órdenes de la clase, las holoturias se reproducen por vía sexual y asexual. Las larvas son de vida planctónica, se denominan auricularias.

Reproducción Sexual

La mayoría de los pepinos de mar son dioicos, solo se han registrado 12 especies hermafroditas, de las cuales seis pertenecen a la familia Synaptidae. El modo reproductivo en la mayoría de los casos implica liberación de gametos al agua, fertilización externa y larva planctónica.

La reproducción es denso-dependiente, presenta bajos índices de reclutamiento y madurez tardía, características que en conjunto pueden ocasionar alta vulnerabilidad de las poblaciones frente a cambios ambientales y/o presiones antropogénicas

Presentan una sola gónada unida a la pared dorsal del cuerpo y formada por uno o dos mechones de numerosos túbulos, ramificados o no. El desove se realiza de diferentes formas; los pepinos se balancean hacia adelante en posición de cobra y en otros casos utilizan el movimiento de sus tentáculos para expulsar y mezclar los gametos. Estos eventos de desove pueden ser de unos segundos o pueden durar varias horas. 

Anatomía de un Pepino de Mar común

Reproducción Sexual 

Se conocen casos de reproducción asexual en Holothuria captiva, el animal se rompe transversalmente en dos, y cada parte es capaz de regenerar otro individuo. Si a una Holothuria se le producen muchas heridas, y queda el animal cortado en pequeños trozos, solamente el fragmento que lleva la cloaca es capaz de regenerar el individuo enteramente.

• Clase Echinoidea

Como los demás equinodermos, los erizos tienen un esqueleto compuesto de placas de calcita embebidas dentro de su piel. En casi todos los grupos de erizos las placas están fuertemente fusionadas formando un esqueleto sólido llamado testa, que puede tener diferentes morfologías, definiendo la separación de los erizos “regulares” (testa esférica y simetría radial pentámera) y los “irregulares” (testa más aplanada y simetría bilateral secundaria).

Reproducción

En la mayoría de los erizos la fecundación es externa, no tienen cuidado parental y presentan la larva conocida como Equinopluteus, cuya forma es característica de la familia a la cual pertenece. En algunos erizos, especialmente en especies antárticas, el estado larval se reduce o se suprime completamente y el desarrollo de los embriones ocurre sobre o dentro del cuerpo de la hembra hasta que el juvenil se forma completamente. Algunas veces se presenta dimorfismo sexual, en el cual se observan diferencias en la forma de los gonoporos y de las papilas genitales entre machos y hembras.

Así como en Asteroidea, Ophiuroidea y Echinoidea se ha descrito la reproducción asexual de las larvas, que en este caso a sido registrada para la especie de dólar de arena Dendraster excentricus, donde se ha encontrado que la depredación induce la clonación larval, lo cual sugiere que la reproducción asexual puede ser una estrategia para reducir el tamaño rápidamente como un mecanismo de defensa.

 

Referencias Bibliográficas

Benavides , M. (2011). Equinodermos del Caribe colombiano I: Crinoidea, Asteroidea y Ophiuroidea . Santa Marta, Colombia. , Instituto de investigaciones Marinas y Costeras “Jose Benito Vives de Andréis" (Invemar),.

Ortiz Gómez, E. (2011). BIOLOGÍA REPRODUCTIVA DEL PEPINO DE MAR Holothuria (ed., Vol., pp.). Colombia, INVEMAR.

(2017, 05). https://es.wikipedia.org/wiki/Holothuroidea. Holothuroidea. Obtenido 05, 2017, de https://es.wikipedia.org/wiki/Holothuroidea

Benavides , M. (2011). Equinodermos del Caribe colombiano I: Echinoidea y Holothuroidea. Santa Marta, Colombia. , Instituto de investigaciones Marinas y Costeras “Jose Benito Vives de Andréis" (Invemar),.