Generalidades sobre la biología

Resumen

Los erizos equinoideos pertenecen al phylum Echinodermata dentro del cual también se encuentran las estrellas de mar, pepinos, lirios y arañas de mar. Como finalidad de esta iniciativa se cuenta el aporte al conocimiento sobre los erizos equinoideos de manera general.

Se presentan algunos aspectos sobre la biología, ecología e importancia de estos organismos todos expuestos en una manera muy general y básica.

Palabras clave: equinoideos, echinodermata

2. Erizos equinoideos

El phylum Echinodermata (Gr., echino =espinas; derma = piel) se encuentra constituido por varias Clases, de las cuales las actuales son: Asteroidea, Crinoidea, Equinoidea, Holoturoidea y Ofiuroidea. Estos organismos poseen las siguientes características según Hyman (1955):

Deuterostomados.
Simetría pentarradial en adultos, el cuerpo esta dividido en cinco partes que se disponen alrededor de un eje central. Esta simetría es secundaria a partir de una simetría bilateral ancestral.
Presencia del sistema vascular acuífero.
Presencia de un esqueleto interno constituido por osículos calcáreos.

Los hábitats en los cuales se pueden encontrar estos organismos son variados: litorales rocosos, playas de fondo arenoso y/o lodoso, arrecifes coralinos, lagunas costeras así como también se pueden encontrar a grandes profundidades. Tal es el caso de la familia Echinothuriidae (Hyman, 1955).

Dentro de los equinoideos se incluyen los erizos regulares e irregulares. Estos se pueden diferenciar principalmente por su variada morfología externa. Los erizos regulares presentan una forma globosa y pueden presentar espinas muy largas, por otra parte los erizos irregulares pueden presentar una forma aplanada, acorazonada.

Originalmente este orden estaba dividido en los ordenes Regularia e Irregularia (Hyman 1955).

Los organismos que se clasifican en esta clase presentan las siguientes características:

Espinas móviles
Cinco ambulacros extendiéndose del peristomio en la capa sub-superficial al ápex de la superficie.
No posen brazos o tentáculos
La boca es retráctil

A continuación se presentará la actual sistemática de esta clase:

Morfología Externa

Los cuerpos de los erizos equinoideos están constituidos por placas, de esta manera, existe una placa genital, ocelar y varias placas ambulacrales e interambulacrales. El exoesqueleto o test se encuentra constituido por sustancias calcáreas por lo cual existen muchos registros fósiles de erizos marinos. Este test se encuentra recubierto de diferentes tipos de espinas, pedicelarios y ambulacros.

Existen diferentes tipos de espinas y proyecciones celómicas denominadas pedicelarios y pies ambulacrales o ambulacros.

Ambos en conjunto con las espinas realizan actividades de locomoción y alimentación. Dependiendo de la distancia de la boca, estas estructuras pueden variar en forma y tamaño (Hyman, 1955).

Los pedicelarios pueden presentarse de cuatro tipos: tridentazos o tridáctilos, trifoliados, ofiocéfalos y globiferados. Los tipos tridentazos son los mas largos y comunes, en este tipo la terminación consiste en tres denticulaciones alongadas.

Las espinas pedicelarias llamadas ofiocéfalos son cortas y con los extremos de los dientes redondeada. Los globiferados poseen las glándulas venenosas. (Hyman, 1955).

Las proyecciones denominadas esfaeridios se caracterizan por ser transparentes y son cuerpos sólidos ovalados o esféricos presentes en las áreas ambulacrales. Estas cumplen una función alimenticia (Hyman, 1955).

La pigmentación de los erizos irregulares se debe a los pigmentos denominados echinochromos y espinochromos. En la Diadema antillarum y otros erizos de coloración negra deben su color a la melanina, la cual proviene de las esferulas incoloras de los celomocitos.

Anatomía Interna

La cavidad visceral de los erizos equinoideos se encuentra constituido por fluido celómico ya que poseen un sistema circulatorio abierto poseen células denominadas celomicetos los cuales cumplen una función similar a los glóbulos rojos en los vertebrados. Estos erizos poseen una superficie oral (ventral) y aboral (dorsal).

En erizos irregulares el ano y la boca se encuentran en la superficie oral. La membrana peristomial permite que el aparato bucal sea retráctil.

Estos organismos presentan principalmente dos tipos de sistemas de alimentación, dentro de los erizos equinoideos existe la herbivoría y la que se denomina "deposit feeding", esto se refiere a la ingesta de infauna en los sedimentos.
Este último mecanismo es utilizado generalmente por los erizos irregulares. A parte de la alimentación, estos organismos cuentan con algunas particularidades dentro del ciclo de vida ya que algunos erizos regulares no se reproducen constantemente.
Aspectos generales sobre su biología
Los equinoideos utilizan principalmente la linterna de Aristóteles para su alimentación. Su función es separar los cinco dientes para volverlos a unir, esto requiere la ayuda de la linterna de Aristóteles en el peristomio y de los músculos para ejercer esta función retráctil. Las espinas también incluyen funciones alimenticias, es difícil relacionar las adaptaciones de las espinas con la función alimenticia que ejercen, pero se puede generalizar y asumir que las longitudes de las espinas incrementan la eficiencia de la alimentación ( Lawrence, 1987).
Las linternas de Aristóteles, aparte de su función en el mecanismo alimenticio, también cumplen una función resaltante en la taxonomía de esta clase. Las linternas de los erizos irregulares se han adaptado a la forma aplanada del cuerpo, presentándose como unos pétalos. La eficiencia del aparato alimenticio de los equinoideos se ve influenciada por factores abióticos (temperatura, salinidad, luz) y por factores bióticos (tamaño y factor de condición del individuo, presencia de fuentes alimenticias, calidad y cantidad del alimento) (Lawrence, 1987).
Los erizos irregulares pueden presentar variantes en la adquisición del alimento, ya que este grupo de erizos tiende a enterrarse dependiendo de las condiciones ambientales y algunos permanecen enterrados.
Los erizos irregulares que permanecen enterrados construyen una cueva con un canal de entrada y salida para la mejor circulación de agua y ejercen la función alimenticia con las espinas principalmente, ya que son las que ubican el alimento y mediante los ambulacros arrastran las partículas a los canales ambulacrales del animal, las partículas que son transportadas por estos canales son llevados a la boca directamente.
Las partículas que son ingeridas son principalmente infauna (diatomeas, plancton bentónico, copépodos entre otros).
Existen diferentes tipos de espinas pedicelarios cada una especializada según su ubicación en el exoesqueleto del organismo y su función. Es decir, las espinas encontradas en la parte más externa son más largas y las más cercanas a la boca son más pequeñas y facilitan la manipulación del alimento. También existen unas proyecciones retráctiles del celoma que cumplen una función de arrastre de las partículas de alimento las cuales son denominadas pies ambulacrales o ambulacros. Estas estructuras también presentan diferentes formas y longitudes dependiendo de la ubicación a lo largo del cuerpo.
Aspectos generales sobre su alimentación
Generalmente en los erizos pueden ocurrir dos tipos de reproducción, la sexual y la asexual. Los erizos regulares poseen cinco gónadas y los erizos irregulares poseen tres ya que la han perdido por el proceso evolutivo, en el cual el ano migró ocasionando la pérdida de estas dos gónadas. Existen especies de equinoideos en los cuales sólo el macho posee una papila en el test para la reproducción sexual.
En algunos erizos se presenta un fenómeno de cuidado parental denominado "Brooding", en el cual la madre carga sus hijos hasta que obtengan la suficiente talla para defenderse solos en el ambiente. Este comportamiento se ha reportado en el erizo irregular Abatus philippi (Lawrence, 1987). Los huevos al ser fecundados salen del cuerpo y se alojan en los alrededores del cuerpo de la madre, refugiándose entre las espinas.
Generalidades sobre la reproducción- ciclo de vida
Los erizos equinoideos poseen una serie de depredadores entre los cuales se hace referencia a las nutrias marinas, estrellas de mar (como Luidia clathara), peces osteícticos y cangrejos malacostracos. Las gónadas de estos animales se consideran exquisiteces en diversas partes del mundo.
Entre las presas de estos organismos se pueden nombrar las macro y microalgas e infauna (incluyendo animales como copépodos, diatomeas, dinoflagelados y cianofitas).
Eslabón dentro de la trama trófica
Schiebling et al 1999 observó una infestación del briozario Membranipora membranacea en una selva de Laminaria originando una marcada reducción de biomasa de la misma en la época de invierno, por reclutamientos de esporofitas juveniles se logró recuperar un poco. En el año 1993 ocurrió una epidemia sobre el erizo Strongylocentrotus droebachiensis , lo cual inhibió a la Laminaria a repoblar las barreras.
Los erizos no afectados se alimentaban fuertemente de la Laminaria durante el año y medio siguiente. Otra ola de epidemia en el año 1995 eliminó los erizos en ambas partes de las barreras. Y obligó a la selva de laminaria desplazarse más hacia la costa.
Su ubicación en la trama trófica es muy importante ya que es un controlador de masas algales y estos organismos tienen muchos depredadores como fueron indicados anteriormente. En un estudio realizado por Alves et al en el año 2003 se evidenció que la presencia de D. antillarum como herbívoro principal es necesaria para el control de las biomasas algales de la zona estudiada.
Las lochas de mar (M. quinquiesperforata) son consideradas indicadores de estrés ambiental (Smith, 1987). En este estudio se clasificaron las coloraciones del serum con la presencia de estrés ambiental. Concluyendo que los individuos de coloración más clara indican que no existe estrés ambiental y los individuos con el serum de coloración ámbar indican el factor del estrés ambiental.
Importancia ecológica
Según un estudio realizado en el año 1980 por Lane y Lawrence se cree que en las poblaciones de los erizos irregulares Mellita quinquiesperforata los individuos mas viejos migran a aguas mas profundas mientras que los individuos mas jóvenes permanecen cercanos a la costa. Las larvas de esta especie de locha de mar presentan canibalismo y parece que se asientan en playas lejanas a la localidad de los adultos mediante la influencia de las corrientes.
También se hace referencia a los ciclos reproductivos de estos animales siendo ésta bianualmente así que las clases anuales son muy poco comunes. Se hace referencia a que la temperatura ideal para el desarrollo de las larvas es de 26ºC durante 7 a 9 días (Caldwell, 1973 en Lane y Lawrence 1980).
Las lochas de mar son organismos gregarios por lo tanto permanecen juntos presentando una formación de parches en los fondos.
Estructura poblacional
Importancia económica (resumido)

Los erizos equinoideos son ampliamente cultivados a nivel mundial ( Japón, Chile, España entre otros). Las gónadas de los erizos equinoideos cuentan como una exquisitez en diversas partes del mundo. Es por esto, que se han venido realizando estudios sobre cultivos de estos erizos para evitar la sobreexplotación de este recurso.

Tal es el caso del estudio realizado por Carenlög et al (2003) en el cual se realizó una comparación de sabores, textura, y coloración de las gónadas obtenidas de individuos extraídos del medio con erizos cultivados, los cuales fueron sometidos a dos dietas diferentes. Dando como resultado que los erizos naturales extraídos del medio son más gustosos en cuanto a frescura y dulzura.

La sensación granulométrica de las gónadas fue mayor en organismos extraídos del ambiente como también la firmeza de las gónadas fue más agradable.

Bibliografía

Alves,F.; Chícharo, L.; Serrao, E; Abreu, A. 2003. Grazing by Diadema antillarum (Phillipi) upon algal communities on rocky substrates. Scientia Marina 67(3): 307-311

Carlehög, M.; Dale, T.; Siikavuopio, S.; Eilertsen, G. (2003) Gonads from green Sea urchins, a delicacy! Poster presentado en el 5th Pangborn Sensory Science Symposium 20-24 July Boston, USA.

Hyman, L.H. (1955). The Invertebrates. Vol.4. Echinodermata. McGraw-Hill,

New York.

Lane, J. & Lawrence, J. (1980) Seasonal variation in body growth, density and distribution of a population of sand dollars, Mellita quinquiesperforata (Leske). Bulletin of Marine Science 30(4): 871-882.

Lawrence, J. (1987) A functional biology of echinoderms. The Johns Hopkins University Press. Maryland, Gran Bretaña. 340ppg.

Schiebling, R.; Hennigar, A.; Balch, T. (1999) Destructive grazing, epiphytism, and disease: the dynamics of sea urchin – kelp interactions in Nova Scotia. Canadian Journal of Fish Aquatic Science. 56(12): 2300-2314

Smith.A & Smith L.S. 1987. The sand dollar as a possible indicator of environmental stress. Journal of Aquariculture & Aquatic Sciences. 5 (1).

Datos del Autor:

Br. Sylvia Grune

Nota del Autor: Esta monografía es extraída del Seminario presentado en la Universidad de Oriente Núcleo Nueva Esparta, Escuela de Ciencias Aplicadas del Mar en el año 2005 por el Autor. Este texto es netamente divulgativo y no es sugerida su cita en otros trabajos.