Animales vertebrados: características y clasificación

Los animales vertebrados son aquellos que poseen una columna vertebral o estructuras relacionadas con ella, además de un esqueleto interno y un cráneo que protege el encéfalo. Forman parte del reino animal y se encuentran en ambientes terrestres, acuáticos y, en algunos casos, aéreos.

La clasificación escolar más habitual divide a los vertebrados en cinco grandes grupos: mamíferos, aves, reptiles, anfibios y peces. Cada grupo presenta características propias relacionadas con su forma de desplazarse, respirar, reproducirse y regular la temperatura corporal.

Resumen

Los animales vertebrados poseen columna vertebral, esqueleto interno y cráneo, además de sistemas nervioso y circulatorio desarrollados. La clasificación escolar distingue mamíferos, aves, reptiles, anfibios y peces, con diferencias en respiración, reproducción y regulación térmica. Peces, anfibios y reptiles son ectotermos; aves y mamíferos, endotermos. Pueden ser ovíparos o vivíparos y respirar mediante branquias, pulmones o, en algunos anfibios, la piel. Se diferencian de los invertebrados porque estos carecen de columna vertebral.

Características principales de los animales vertebrados

Aunque existe una gran variedad de vertebrados, desde un pequeño pez hasta una ballena, todos comparten ciertos rasgos generales. Estas características permiten diferenciarlos de la mayoría de los animales invertebrados.

1. Poseen un esqueleto interno. El esqueleto puede estar formado principalmente por huesos, por cartílago o por una combinación de ambos. Sirve para sostener el cuerpo, proteger órganos y facilitar el movimiento junto con los músculos.
2. Tienen columna vertebral. La columna está formada por vértebras alineadas y protege la médula espinal. En el desarrollo embrionario, los vertebrados pertenecen al grupo de los cordados y presentan una notocorda, estructura que participa en la organización del eje corporal.
3. Disponen de un cráneo. El cráneo rodea y protege el encéfalo. También forma parte del esqueleto de la cabeza y se relaciona con los órganos de los sentidos y con la alimentación.
4. Presentan simetría bilateral. Su cuerpo puede dividirse, aproximadamente, en dos mitades semejantes: una derecha y otra izquierda. Esta organización está vinculada con el desplazamiento orientado y con la concentración de órganos sensoriales en la región anterior.
5. Su cuerpo suele organizarse en cabeza, tronco y extremidades. Esta división no aparece exactamente igual en todos los grupos. Por ejemplo, los peces tienen aletas y los ofidios, como las serpientes, carecen de extremidades externas.
6. Poseen un sistema nervioso desarrollado. El encéfalo y la médula espinal coordinan la información que reciben de los sentidos y controlan muchas respuestas del organismo.
7. Tienen un sistema circulatorio cerrado. La sangre circula por el interior de vasos sanguíneos y el corazón impulsa su movimiento. La cantidad de cavidades del corazón varía entre los distintos grupos.
8. Respiran mediante órganos especializados. Los peces suelen utilizar branquias, mientras que los vertebrados terrestres emplean pulmones. Los anfibios adultos también pueden intercambiar gases a través de la piel, siempre que esta permanezca húmeda.
9. Se reproducen principalmente de forma sexual. La fecundación puede ser externa o interna, y el desarrollo puede producirse dentro de un huevo o en el cuerpo de la madre, según la especie.
10. Regulan la temperatura de maneras diferentes. Peces, anfibios y reptiles dependen en buena medida del calor del ambiente, por lo que se denominan ectotermos. Aves y mamíferos producen suficiente calor interno para mantener una temperatura corporal relativamente estable y se consideran endotermos.

Estas características son generales y no deben interpretarse como reglas idénticas para todas las especies. La evolución ha producido adaptaciones muy diversas: hay vertebrados diminutos y gigantescos, terrestres y acuáticos, con alas, aletas, patas o sin extremidades.

Los cinco grandes grupos de vertebrados

En la clasificación utilizada habitualmente en la enseñanza, los vertebrados se agrupan en mamíferos, aves, reptiles, anfibios y peces. Se trata de una forma sencilla de ordenar la diversidad animal atendiendo a rasgos visibles y funcionales.

Mamíferos

Los mamíferos se caracterizan por tener glándulas mamarias, que producen leche para alimentar a las crías. También presentan pelo en alguna etapa de su vida, aunque en ciertas especies sea escaso o se haya modificado. Son animales endotermos y respiran mediante pulmones.

La mayoría de los mamíferos son vivíparos: el embrión se desarrolla en el interior del cuerpo materno y recibe sustancias a través de la placenta. Sin embargo, existen excepciones. Los monotremas, como el ornitorrinco y los equidnas, ponen huevos, mientras que los marsupiales, como el canguro, completan gran parte del desarrollo de sus crías en una bolsa o marsupio.

La alimentación de los mamíferos es muy variada. Algunos comen plantas, otros capturan presas y otros aprovechan alimentos de distintos tipos. Sus dientes y su aparato digestivo se han adaptado a estas dietas. También poseen sistemas sensoriales complejos y pueden vivir en casi todos los ambientes.

Aves

Las aves son vertebrados endotermos cuyo cuerpo está cubierto de plumas. Todas tienen alas, aunque no todas pueden volar. Las alas pueden servir para el vuelo, para nadar o para mantener el equilibrio durante el desplazamiento.

Su esqueleto combina resistencia y ligereza, y sus músculos pectorales permiten mover las alas en las especies voladoras. Las aves tienen un pico sin dientes, pero su forma cambia según la alimentación. Un pico corto y fuerte puede ayudar a romper semillas, mientras que uno largo puede facilitar la captura de alimento o la extracción de néctar.

La reproducción de las aves es ovípara. Las hembras ponen huevos con cáscara y, en muchas especies, ambos progenitores participan en la incubación y en el cuidado de los polluelos. Las aves respiran mediante pulmones conectados con sacos aéreos, un sistema muy eficaz para satisfacer las necesidades del vuelo.

Algunas aves realizan migraciones estacionales. Estos desplazamientos pueden relacionarse con la temperatura, la búsqueda de alimento, la reproducción o la disponibilidad de lugares adecuados para vivir. No todas las aves migran ni todas recorren las mismas distancias.

Reptiles

Los reptiles son vertebrados ectotermos que suelen tener la piel cubierta de escamas o placas córneas. Esta cubierta reduce la pérdida de agua y favorece la vida en ambientes secos. Respiran por pulmones durante toda su vida.

La fecundación suele ser interna y muchas especies ponen huevos protegidos por cubiertas resistentes. En algunos reptiles, los huevos se desarrollan dentro del cuerpo de la madre y las crías nacen vivas. Por tanto, no todos los reptiles tienen exactamente el mismo tipo de reproducción.

El grupo incluye animales con formas corporales muy distintas. Los lagartos tienen patas, las serpientes carecen de ellas y se desplazan mediante movimientos del cuerpo, y las tortugas poseen un caparazón que protege buena parte de su tronco. Cocodrilos y caimanes son reptiles semiacuáticos con mandíbulas potentes.

En la clasificación tradicional de los reptiles actuales se suelen reconocer cuatro grupos principales:

• Escamosos: incluyen lagartos, lagartijas, camaleones y serpientes.
• Quelonios o testudines: comprenden las tortugas terrestres, de agua dulce y marinas.
• Crocodilianos: reúnen a cocodrilos, caimanes y animales relacionados.
• Esfenodontos: están representados actualmente por las tuátaras.

Anfibios

Los anfibios suelen presentar un ciclo vital relacionado con el agua y con la tierra. En muchas especies, las crías nacen en el agua y atraviesan una fase larvaria antes de transformarse en adultos. Este proceso recibe el nombre de metamorfosis.

Las larvas de ranas y sapos, conocidas como renacuajos, suelen tener cola y respirar mediante branquias. Durante la metamorfosis desarrollan patas, modifican su aparato respiratorio y cambian su forma corporal. En las ranas y los sapos desaparece la cola, mientras que en las salamandras se conserva.

La piel de los anfibios es fina, húmeda y permeable. Puede participar en el intercambio de gases, pero también facilita la pérdida de agua. Por esta razón, muchas especies necesitan ambientes húmedos y son especialmente sensibles a la contaminación y a la alteración de los ecosistemas.

Los anfibios son ectotermos y suelen reproducirse mediante huevos sin una cáscara dura. Sus principales grupos son:

• Anuros: ranas y sapos, adultos generalmente sin cola.
• Urodelos o caudados: salamandras y tritones, que conservan la cola.
• Gimnofiones: animales alargados y sin patas, como las cecilias.

Peces

Los peces son vertebrados adaptados principalmente a la vida acuática. Se desplazan con ayuda de aletas y suelen tener un cuerpo hidrodinámico, es decir, una forma que reduce la resistencia del agua. La cola proporciona gran parte del impulso, aunque las demás aletas ayudan a cambiar de dirección, frenar y mantener la estabilidad.

La mayoría respira mediante branquias. Estas estructuras extraen el oxígeno disuelto en el agua cuando esta pasa por sus superficies finas y muy irrigadas. Muchos peces tienen escamas, pero su presencia, forma y disposición varían entre unas especies y otras.

Los peces son ectotermos y viven en mares, ríos, lagos, lagunas y otros ambientes acuáticos. Sus órganos sensoriales les permiten detectar vibraciones, corrientes y cambios en el entorno. Además, la línea lateral de muchos peces ayuda a percibir movimientos del agua.

En una clasificación tradicional se distinguen tres grupos:

• Agnatos: peces sin mandíbulas, como las lampreas.
• Condrictios: peces con esqueleto formado principalmente por cartílago, como los tiburones y las rayas.
• Osteíctios: peces con esqueleto óseo, como la trucha, el bacalao o el caballito de mar.

Clasificación de los vertebrados según algunos rasgos

Además de dividirlos en cinco grupos, los vertebrados pueden compararse según varios criterios. Esta forma de estudio ayuda a comprender por qué dos animales que viven en ambientes distintos pueden compartir ciertas estructuras.

Según la regulación de la temperatura

Los animales ectotermos dependen en gran medida del calor ambiental para elevar su temperatura corporal. Pueden calentarse tomando el sol o buscando superficies templadas, y reducir su actividad cuando el ambiente es frío. Peces, anfibios y reptiles son ectotermos.

Los animales endotermos generan calor mediante su actividad metabólica y mantienen una temperatura interna relativamente estable. Aves y mamíferos pertenecen a este grupo. Esta capacidad les permite mantenerse activos en ambientes fríos, aunque exige un gasto energético elevado.

Según el nacimiento de las crías

En los animales ovíparos, el embrión se desarrolla dentro de un huevo que se deposita fuera del cuerpo de la madre. Las aves y la mayoría de los reptiles son ejemplos de vertebrados ovíparos. Muchos peces y anfibios también ponen huevos.

En los animales vivíparos, el embrión se desarrolla dentro del aparato reproductor de la madre y la cría nace después de un periodo de gestación. Esta modalidad es común en los mamíferos, aunque no todos los mamíferos son vivíparos.

También existen situaciones intermedias y variaciones. Por ejemplo, algunos animales retienen los huevos dentro del cuerpo hasta que eclosionan, de modo que las crías nacen vivas, aunque se hayan desarrollado inicialmente dentro de huevos.

Según el órgano respiratorio

• Respiración branquial: las branquias extraen oxígeno del agua. Es característica de los peces y de muchas larvas de anfibios.
• Respiración pulmonar: los pulmones permiten obtener oxígeno del aire. Es propia de mamíferos, aves y reptiles, y también de los anfibios adultos.
• Respiración cutánea complementaria: algunos anfibios intercambian gases a través de la piel. Para que funcione, la piel debe conservarse húmeda.

Diferencias entre animales vertebrados e invertebrados

La diferencia más conocida está relacionada con el esqueleto. Los vertebrados tienen columna vertebral y un esqueleto interno organizado alrededor de un eje corporal. Los invertebrados no poseen columna vertebral; sin embargo, esto no significa que todos carezcan de estructuras de soporte.

Algunos invertebrados tienen un exoesqueleto, una cubierta externa rígida que protege el cuerpo y sirve de apoyo a los músculos. Es el caso de los insectos, las arañas y los crustáceos. Otros poseen conchas, como muchos moluscos, y algunos presentan cuerpos blandos sin una cubierta rígida.

• Los vertebrados suelen tener un tamaño y una organización interna mayores, aunque existen invertebrados grandes y vertebrados muy pequeños.
• Los vertebrados cuentan con un encéfalo protegido por un cráneo y una médula espinal protegida por la columna. Los invertebrados presentan sistemas nerviosos de formas muy variadas.
• Los vertebrados tienen un sistema circulatorio cerrado. Entre los invertebrados hay especies con circulación abierta y otras, como los cefalópodos, con circulación cerrada.
• Los vertebrados pueden reproducirse mediante fecundación externa o interna, ser ovíparos o vivíparos y presentar distintos ciclos de desarrollo. Los invertebrados muestran una variedad reproductiva todavía mayor.
• Ambos grupos incluyen organismos pluricelulares, heterótrofos y capaces de responder a estímulos del ambiente. También pueden desplazarse, aunque algunos animales permanecen fijos durante parte o toda su vida adulta.

Por tanto, la palabra «invertebrado» no designa un grupo único con las mismas características. Es una denominación general para los animales que no tienen columna vertebral e incluye organismos muy diferentes, como esponjas, gusanos, moluscos, artrópodos y equinodermos.

Ejemplos de animales vertebrados

La siguiente lista reúne ejemplos de cada grupo:

Mamíferos

• Nutria
• Murciélago
• Ardilla
• Jirafa
• Foca
• Erizo
• Ornitorrinco
• Ciervo

Aves

• Flamenco
• Pingüino
• Carpintero
• Halcón
• Colibrí
• Avestruz
• Martín pescador
• Albatros

Reptiles

• Iguana
• Cobra
• Tortuga marina
• Geco
• Varano
• Cocodrilo del Nilo
• Serpiente de cascabel
• Tuátara

Anfibios

• Rana de árbol
• Sapo de espuelas
• Salamandra común
• Tritón alpino
• Cecilia
• Ajolote

Peces

• Caballito de mar
• Trucha
• Morena
• Pez globo
• Raya eléctrica
• Bacalao
• Pez payaso
• Esturión

Características generales de los animales invertebrados

Los invertebrados representan la mayor parte de la diversidad animal conocida. No forman una única categoría evolutiva, sino que reúnen numerosos grupos con estructuras corporales muy diferentes.

• No tienen columna vertebral. Su cuerpo puede sostenerse mediante un exoesqueleto, una concha, estructuras internas flexibles o la presión de los líquidos corporales.
• Presentan tamaños muy variados. Aunque muchos son pequeños, también existen invertebrados de gran tamaño, como algunos calamares y medusas.
• Viven en casi todos los ambientes. Pueden encontrarse en suelos, bosques, ríos, océanos, desiertos y zonas muy frías.
• Poseen formas de locomoción diversas. Se desplazan caminando, nadando, volando, reptando o mediante contracciones del cuerpo; otros permanecen unidos a una superficie.
• Sus sistemas respiratorios son muy variados. Algunos intercambian gases por la superficie corporal, mientras que otros emplean tráqueas, branquias o estructuras semejantes a pulmones.
• Sus ciclos vitales pueden incluir metamorfosis. Este proceso es frecuente en muchos insectos y también aparece en otros grupos de invertebrados.

Reconocer estas diferencias permite identificar con mayor precisión a un animal: primero se puede observar si posee columna vertebral; después, conviene fijarse en su cubierta corporal, su forma de respirar, el modo de reproducción y el ambiente en el que vive.