Metamorfosis, qué es y organismos que experimentan este proceso

La metamorfosis en biología se refiere a los cambios o transformaciones drásticas que ocurren en los organismos entre las etapas postembrionarias de sus ciclos vitales. Dichos cambios involucran transformaciones tanto morfológicas como fisiológicas, además del desarrollo y diferenciación de las células. El concepto resulta intrínsecamente integrador y de gran relevancia para diversas ramas del estudio de la vida como la biología del desarrollo y celular, así como para la ecología, evolución, fisiología, además de la biología de la conservación.

Existen en la actualidad distintos puntos de vista y consideraciones sobre la metamorfosis, que toman en cuenta distintos aspectos como parte fundamental de este proceso de transformación, tales como el cambio de hábitat, cambios morfológicos importantes, el tiempo que toma la transformación, cambios importantes en la dieta, los tipos de mecanismos que desencadenan e intervienen en este proceso, si estos mecanismos son exclusivos de los animales o es un término válido para otros organismos no animales como las plantas.

Aunque estos puntos de vista difieren entre sí en cuanto a diversos aspectos de la metamorfosis, todos coinciden en que estos procesos de cambio se llevan a cabo en los organismos que presentan un desarrollo indirecto, lo que significa que aún después del desarrollo embrionario y nacimiento, existen fases denominadas etapas larvarias, con formas y funciones muy distintas a las del estado adulto.

¿En qué consiste la metamorfosis?

Todos los organismos vivientes tienen un ciclo vital característico y todos sufren cambios desde que son fecundados. Sin embargo, no todos los organismos sufren metamorfosis, ya que este proceso forma parte del desarrollo en las formas de vida que presentan etapas drásticamente diferentes entre sí, una vez transcurrido el desarrollo embrionario.

El nombre de este proceso de cambios, en la forma y función de algunos organismos, deriva de la palabra griega que unifica los términos ‘meta-‘ que significa “entre” o “después” y ‘morfe’ que hace referencia a las “formas”.

De esta manera, aunque el término hace referencia a los cambios de forma, es importante señalar que este proceso involucra mucho más que una simple transformación de la apariencia, ya que numerosos aspectos bioquímicos, fisiológicos, ecológicos y hasta del comportamiento, se ven alterados entre una y otra etapa de vida. Es por ello que, a pesar de que es relativamente sencillo apreciar cuando inicia un proceso de metamorfosis en los organismos, resulta complicado y complejo saber cuándo han culminado dichas transformaciones.

Metamorfosis en invertebrados

Este proceso se encuentra muy disperso entre los invertebrados, donde muchos organismos presentan formas larvarias con estructuras y adaptaciones alimenticias muy diferentes a las de los adultos. Es posible que esta característica les permita a estos organismos reducir la competencia intraespecífica, debido a que existe una importante separación de nichos entre los individuos adultos y sus crías.

Asimismo, en muchas especies de artrópodos (insectos), los organismos permanecen en estado larval hasta que las condiciones ambientales son lo suficientemente apropiadas para sobrevivir como adultos. De esta manera, aunque la metamorfosis se encuentra mayormente mediada por controles hormonales, las condiciones ambientales también influyen en gran medida sobre este proceso.

Crustáceos

La mayoría de crustáceos presenta desarrollo indirecto, por lo cual, de los huevos emergen larvas que requieren de un proceso de metamorfosis para llegar hasta el estado adulto. La larva nauplio es la más conocida y difundida entre estos organismos, y se caracteriza por presentar solo tres pares de apéndices que funcionan como apéndices nadadores.

En algunos crustáceos, el cambio entre la larva nauplio y el adulto ocurre gradualmente, mediante variadas mudas o procesos de ecdisis que dan lugar a otras formas o larvas, es el caso de los camarones, en los cuales se generan varias formas larvales conocidas como protozoea y misis. Otros crustáceos como los percebes, sufren una metamorfosis más brusca, de manera que la larva nauplio de vida libre, se transforma en una larva sésil provista de un caparazón bivalvo y es conocida como cipris, la cual finalmente da lugar al adulto.

En estos animales, tanto la metamorfosis como la ecdisis se encuentran mediadas por hormonas que se liberan mediante estímulos en el sistema nervioso central. Dichos estímulos son provocados por distintas condiciones ambientales percibidas por las larvas, como la temperatura, duración del día y humedad en el caso de algunos crustáceos terrestres como los cangrejos.

Insectos

La mayoría de los insectos conocidos sufren metamorfosis, de manera que después del desarrollo embrionario los individuos cambian de forma, generalmente en múltiples ocasiones, hasta alcanzar el estado adulto. De esta forma, los estados larvales entre las mudas en la metamorfosis se conocen como intermudas.

Este grupo de organismos es el que muestra los cambios morfológicos más drásticos y este proceso se asocia al desarrollo de las alas. Dichos cambios se encuentran regulados por hormonas liberadas en los órganos endocrinos que son el cerebro, glándulas ecdisiales o protorácicas, cuerpos cardíacos o corpora cardíaca y los cuerpos alados o corpora allata.

El proceso hormonal que media la metamorfosis y las mudas entre los estadios larvales comienza en el cerebro y los ganglios del cordón nervioso, que producen la hormona protoracicotrópica o PTTH, la cual se almacena en los cuerpos cardíacos para ser transportada en la hemolinfa hasta las glándulas protorácicas. En dicha glándula se promueve la liberación de la hormona de la muda o ecdisona, que promueve la remoción de la cutícula (ecdisis). Esta ecdisis, conocida como muda simple, persiste entre los estadios larvales, gracias a la presencia de la hormona juvenil secretada por los cuerpos alados y la ecdisona que permiten que las larvas cambien de tamaño mediante la muda de la cutícula.

Una vez que la producción de la hormona juvenil comienza a declinar, la muda de cutícula da lugar al estado de pupa que finalmente sufre metamorfosis para dar como resultado un individuo adulto. En los insectos, a diferencia de otros artrópodos como los arácnidos, los estados adultos no sufren ecdisis o muda de exoesqueleto, por lo cual las glándulas protorácicas que producen la ecdisona se degeneran una vez que las larvas o pupas sufren metamorfosis.

La metamorfosis de los insectos puede ser de tres tipos: incompleta o sencilla (hemimetábolos), completa (holometábolos) e hipermetamorfosis.

Los organismos con metamorfosis incompleta o gradual se conocen como hemimetábolos y en estos, las fases larvarias o juveniles tienen gran parecido morfológico con los adultos, a excepción de las alas y aparato reproductor que se encuentran incompletos. En los insectos con esta metamorfosis no existen los estados de pupas o crisálidas, y a los juveniles se les denomina comúnmente como ninfas (terrestres) o náyades (acuáticos). Entre los órdenes con este tipo de metamorfosis se encuentran los hemípteros (chinches), odonatos (libélulas), ortópteros (grillos y saltamontes), entre otros.

La metamorfosis completa la llevan a cabo los insectos holometábolos y hace referencia a la transformación completa en su ciclo de vida, que incluye las fases de huevo, larvas, pupa o crisálida y finalmente el estado adulto. En estos insectos pueden existir varios tipos de larvas o intermudas antes de convertirse en pupas. En los holometábolos, las alas se desarrollan internamente, por lo que también son conocidos como endopterigotos e incluye algunos órdenes como: coleópteros (escarabajos), dípteros (moscas y mosquitos), himenópteros (hormigas, abejas y avispas), lepidópteros (mariposas), entre otros.

Adicionalmente, muchos entomólogos reconocen un tercer tipo conocida como hipermetamorfosis, que se refiere a aquellos insectos con un gran número de intermudas larvarias. Este tipo de desarrollo se relaciona con insectos parásitos o parasitoides como algunas familias de himenópteros, hemípteros y neurópteros. En estos insectos, el aumento de estadios larvales o latencia de las pupas se relaciona con condiciones ambientales adversas para los adultos.

Equinodermos

En la mayoría de especies de equinodermos, la reproducción da lugar a huevos que quedan libres en el agua y presentan desarrollo indirecto, por lo cual las larvas que emergen sufren metamorfosis. La mayoría de las larvas son de vida libre y sufren una compleja reorganización que les permite pasar de ser organismos con simetría bilateral a individuos adultos con simetría radiada.

Entre las larvas de los equinodermos se reconocen la bipinnaria y braquiolaria de los asteroideos (estrellas de mar), ofioplúteo de los ofiuroideos (ofiuras o estrellas cesta), equinoplúteo de los equinoideos (erizos de mar), auricularia de los holoturoideos (pepinos de mar) y la doliolaria de los crinoideos (lirios de mar).

Metamorfosis en cordados

La metamorfosis es probablemente un carácter ancestral de todos los cordados, que prevalece hoy en día en algunos organismos urocordados y cefalocordados como los tunicados y anfioxos, respectivamente. En los urocordados, las larvas suelen ser de vida libre y se transforman en organismos sésiles como en el caso de las ascidias.

Entre los cordados craneados (vertebrados) se reconocen distintos animales que sufren este proceso como en las lampreas (clase Cefalaspidomorfos) donde existe el estado de larva ammocete, que además de ser distinta morfológicamente a los adultos, se desarrolla en agua dulce y, una vez que sufre metamorfosis, migra hacia aguas salobres y saladas.

Anfibios

La metamorfosis más representativa de los vertebrados es la que ocurre en los anfibios. Estos son los únicos animales vertebrados que pasan de un ambiente acuático a uno terrestre. Puede ocurrir en los tres grupos principales de anfibios: anuros (ranas y sapos), caudados (salamandras y tritones) y ápodos (cecilias), aunque los cambios más impresionantes son aquellos que ocurren entre los renacuajos, las ranas y sapos.

De esta manera, las masas o ristras de huevos, depositadas por los anfibios anuros, eclosionan liberando decenas de renacuajos o larvas de vida libre con una apariencia que difiere mucho de los adultos, pues además de carecer de patas, poseen una larga aleta caudal que les permite movilizarse fácilmente en el agua, branquias y una apariencia pisciforme en general. Estas larvas se desarrollan en cuerpos de agua dulce y se alimentan principalmente de detritus, aunque muchas pueden ser carnívoras e incluso caníbales.

Una vez inicia la metamorfosis, se desarrollan las extremidades posteriores y se acorta la cola, al tiempo que se degradan algunas estructuras propias de los renacuajos como los dientes y las branquias. Los órganos internos se reorganizan y se desarrollan los pulmones, por lo que la respiración pasa a ser pulmonar, además se desarrollan los párpados que protegen a los ojos de la desecación. Finalmente, las extremidades anteriores aparecen y los individuos comienzan a separarse de los cuerpos de agua, hasta que finalmente pierden por completo su cola.

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Resumen o esquema sobre metamorfosis

Bibliografía

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