¿Pueden los moluscos desarrollar hueso de forma independiente?
johnwdailey
Cuando uno piensa en un cefalópodo sin caparazón, hay muchas probabilidades de que lo primero que le venga a la mente sean los ammonites. Fueron una de las historias de éxito de la evolución, prosperando desde hace 400 a 66 millones de años. Por qué se extinguieron sigue siendo un tema de mucho debate, pero se han considerado algunas teorías:
- Los ammonites comenzaron su vida como larvas planctónicas, por lo que si morían antes de llegar a la edad adulta, la especie estaría condenada.
- Los amonites en sí mismos eran planctívoros, por lo que cuando colapsó un elemento crucial de la red alimentaria marina, simplemente se extinguieron de hambre.
- Sus caparazones estaban hechos de carbonato de calcio, que eran susceptibles a la acidificación del océano, que puede ser exactamente lo que sucedió cuando el impactador Chicxulub se estrelló contra el Golfo de México rico en azufre y carbono hace 66 millones de años.
El último puede ser el menos probable, ya que no explica por qué el nautilus es el único cefalópodo sin caparazón que queda en la Tierra, pero la acidificación del océano ES un problema al que se enfrentan muchos de los bivalvos de hoy en día, ya que sus caparazones están hechos de carbonato de calcio. A medida que los océanos se vuelven más y más ácidos, sus caparazones se comen y adelgazan.
Hay otro aspecto en la ecuación de esta pregunta. Hasta ahora, el hueso es un material orgánico exclusivo de la mayoría de un solo filo, los cordados. Pero, ¿de qué está hecho el hueso?
El hueso no es uniformemente sólido, sino que consta de una matriz flexible (alrededor del 30 %) y minerales unidos (alrededor del 70 %) que están intrincadamente entretejidos y remodelados sin fin por un grupo de células óseas especializadas. Su composición y diseño únicos permiten que los huesos sean relativamente duros y fuertes, sin dejar de ser livianos.
La matriz ósea está compuesta en un 90 a 95 % por fibras elásticas de colágeno, también conocidas como oseína, y el resto es sustancia fundamental. La elasticidad del colágeno mejora la resistencia a la fractura. La matriz se endurece por la unión de fosfato de calcio de sal mineral inorgánica en un arreglo químico conocido como hidroxiapatita de calcio. Es la mineralización ósea la que da rigidez a los huesos.
El hueso se construye y remodela activamente a lo largo de la vida mediante células óseas especiales conocidas como osteoblastos y osteoclastos. Dentro de cualquier hueso individual, el tejido se entreteje en dos patrones principales, conocidos como hueso cortical y esponjoso, y cada uno con apariencia y características diferentes.
Tenga en cuenta que el carbonato de calcio no se menciona en esta cita en bloque, por lo que la pregunta general es: en una Tierra alternativa donde una extinción masiva implica la acidificación del océano, ¿podría un molusco, ya sea un cefalópodo o un bivalvo, desarrollar un caparazón óseo independientemente de los cordados?
Respuestas (2)
Willk
¿Podría un molusco, ya sea un cefalópodo o un bivalvo, desarrollar una concha ósea independientemente de los cordados?
Aquí entiendo "hueso" de manera más general: si el único hueso es un hueso cordado, entonces, por definición, los no cordados no pueden tenerlo. Pero si el hueso significa una matriz orgánica endurecida por la mineralización de fosfato de calcio, los moluscos definitivamente podrían tener eso.
Los crustáceos lo tienen. Lo usan para sus mandíbulas y dientes.
La mineralización de fosfato de calcio se aplica ampliamente en las mandíbulas de los crustáceos
Los crustáceos, como la mayoría de los invertebrados mineralizados, adoptaron la mineralización de carbonato de calcio para reforzar el esqueleto a granel. Aquí, mostramos que una parte importante de la clase de crustáceos Malacostraca (que incluye langostas, cangrejos de río, langostinos y camarones) se desplazó hacia la formación de fosfato de calcio como el principal mineral en ubicaciones específicas de los dientes mandibulares. En estas estructuras, el fosfato de calcio no se coprecipita simplemente con el carbonato de calcio a granel, sino que crea estructuras especializadas en las que una capa de fosfato de calcio, frecuentemente en forma de fluorapatito cristalino, se monta sobre una "mandíbula" calcárea.
Los crustáceos comienzan con un exoesqueleto de artrópodo estándar y luego lo endurecen con sales de calcio para mayor durabilidad. El exoesqueleto de los artrópodos se basa en la macromolécula quitina.
Los moluscos tienen quitina y, al igual que los crustáceos, también la calcifican para darle fuerza y dureza. Al igual que los curstáceos, esto converge en el hueso.
http://tolweb.org/casasdelárbol/?treehouse_id=4225
La secreción cíclica coordinada de la matriz dental por grupos de odontoblastos define el tamaño y la forma de los dientes en desarrollo (Kerth 1973; Mackenstedt y Märkel 1987). La matriz dental se compone principalmente de fibras de quitina densamente empaquetadas y macromoléculas no quitinosas inexploradas hasta ahora (Peters 1972; Sone et al. 2007). Las células mineralizadoras del epitelio superior integran compuestos orgánicos e inorgánicos en la matriz para endurecer y, en algunos casos, mineralizar los dientes a medida que migran hacia la cavidad bucal.
Esta mineralización es también fosfatos y carbonatos de calcio. No es "hueso", pero me interesa ver que las células que lo producen se llaman "odontoblastos", el mismo nombre que las células que forman nuestros dientes. No hay ninguna razón por la que un organismo que utiliza quitina mineralizada para el pico y la lengua no pueda utilizar el mismo material para el caparazón.
Culyx
¿Pueden ellos? Técnicamente, sí. Lo que estás describiendo es evolución convergente. Cuando dos grupos diferentes de criaturas llegan a una estructura similar de ancestros que no tenían ese rasgo.
Especular sobre qué causaría que un molusco desarrolle huesos como caparazones es probablemente muy amplio. Pero hay muchos ejemplos de evolución convergente.
Tomemos por ejemplo la polilla halcón colibrí . De un vistazo, podría confundirlo fácilmente con un colibrí. Sin embargo, es una polilla de pleno derecho, tipo insecto y todo. La estructura similar de aleteo rápido y probóscide larga para obtener néctar son las partes convergentes de este camino evolutivo (coincidiendo con el colibrí parecido a un pájaro).
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Culyx
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