Imagen de las huellas fósiles (denominadas icnitas) dejadas por dinosaurios en los alrededores de Enciso y Cornago, localidades riojanas pertenecientes a la comunidad autónoma de La Rioja.
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COMPORTAMIENTO de los dinosaurios, tipos de dinosaurios
Un examen de los cráneos de un carnívoro, Allosaurus, un herbívoro, Diplodocus, y un omnívoro, Massospondylus, muestra diferencias anatómicas relacionadas directamente con el tipo de alimentación de cada dinosaurio. Los largos y aserrados dientes del Allosaurus, eran adecuados para capturar, reducir y matar a otros animales. Los finos y reducidos dientes, del Diplodocus estaban, en especial, adaptados para arrancar las hojas de las plantas. Los dientes del Massospondylus eran relativamente pequeños, bastos y multifuncionales, adecuados para comer plantas o animales.
El comportamiento de los dinosaurios estaba regido por su metabolismo y por su sistema nervioso central. El metabolismo, es decir, la transformación de los alimentos en energía, afectaba a sus niveles de actividad. No está totalmente claro si eran puramente homeotermos (endotérmicos o de sangre caliente), como los modernos mamíferos, o poiquilotermos (ectotérmicos o de sangre fría), como los reptiles de la actualidad. Los primeros regulan la temperatura corporal mediante el metabolismo y no dependen de la temperatura del medio ambiente. Como resultado, presentan mayores niveles de actividad y mayores requisitos de energía que los ectotérmicos. Éstos tienen un metabolismo más lento y regulan la temperatura corporal aprovechando las variaciones de la temperatura exterior y poniéndose al sol para mantenerse calientes, o a la sombra para refrescarse. Si fuera posible determinar si los dinosaurios eran de sangre caliente o de sangre fría, los paleontólogos podrían descubrir si se comportaban como los mamíferos actuales o como los reptiles.
Los cambios graduales en la anatomía de los dinosaurios sugieren que los ritmos metabólicos y los niveles de actividad se incrementaron a medida que evolucionaban; algunos científicos opinan que esto es una señal de que los dinosaurios fueron cada vez más endotérmicos. En general, el tamaño del cuerpo del dinosaurio fue disminuyendo a lo largo de la última mitad de la era de los dinosaurios, su necesidad de actividad y las reacciones metabólicas para mantenerse calientes fueron incrementándose. Los animales más pequeños disponen de más superficie corporal en proporción con su volumen, lo que les hace perder más calor al irradiarse éste a través de la piel. Las hileras de dientes de los dinosaurios aumentaron de tamaño, permitiéndoles masticar mejor los alimentos; los conductos respiratorios se separaron de la cavidad bucal y así consiguieron masticar y respirar al mismo tiempo. Es posible que estos cambios ayudaran a los dinosaurios a digerir los alimentos y transformarlos en energía de manera más rápida y eficaz, facilitando así el metabolismo.
El sistema nervioso central de los dinosaurios afectaba a la flexibilidad de su comportamiento, es decir, a la capacidad de adaptarse a las situaciones cambiantes. Los científicos afirman que la relación entre el tamaño del cerebro y el peso del cuerpo se incrementó a medida que el animal evolucionaba y, como consecuencia, la flexibilidad de su comportamiento también aumentó. A través del examen de los restos fósiles, los paleontólogos han identificado algunas de las características físicas de los dinosaurios. Algunas marcas de piel muestran que ésta presentaba una superficie seca, dura y escamosa. Los ojos tenían aproximadamente el doble del diámetro de los de los mamíferos actuales.
En 1998 los científicos iniciaron el estudio de un fósil encontrado cerca de Nápoles, Italia, que mostraba claramente la estructura y la ubicación de algunos órganos internos de dinosaurio. El fósil correspondía a un animal que vivió hace 113 millones de años y que pertenecía a una nueva especie denominada Scipionyx samniticus. Aunque encontrado a principios de la década de 1980, se le empezó a dar importancia en 1998, cuando los paleontólogos lo examinaron por primera vez y descubrieron partes grandes de intestino, colon, hígado y músculos.
La mayoría de los dinosaurios ponían huevos. En China y la India se han encontrado extensos yacimientos de cascarones enteros y fragmentados, lo que sugiere que las grandes colonias de anidación eran comunes. En Montana, Estados Unidos, se han encontrado restos que contienen tanto huevos como crías recién salidas del cascarón. Las capas de nidos superpuestas sugieren que los dinosaurios volvían, año tras año, a los mismos lugares de anidamiento. En Lourinha (al norte de Lisboa, Portugal), un grupo de paleontólogos descubrió en junio de 1997 un nido de carnívoros bípedos del jurásico superior que conserva más de 100 huevos de estos animales, algunos de ellos con los esqueletos de sus embriones. En proporción con el peso de la madre, los dinosaurios ponían huevos más pequeños pero en mayor número que las aves. De hecho, los huevos más grandes que se conocen son 7.400 cm3 más pequeños que los huevos de ave más grandes que se conocen, que tienen 12.700 cm3 de tamaño.
El gran número de huesos de dinosaurios pequeños encontrados en las colonias de anidación indica que el índice de mortalidad entre las crías era muy alto. Los anillos de crecimiento que se conservan en los huesos sugieren que los dinosaurios primitivos crecían más lentamente que sus descendientes. Tras evaluar estos anillos de crecimiento junto con el tamaño del cuerpo y las tendencias de longevidad de los reptiles modernos, algunos paleontólogos sugieren que los dinosaurios gigantes vivían una media de más de 100 años.
DINOSAURIOS SAURISQUIOS |
Los dinosaurios saurisquios se caracterizaban por tener una pelvis rudimentaria, similar a la de los antiguos reptiles, con el pubis apuntando hacia delante. Tenían el cuello largo y flexible, y garras de gran tamaño en los primeros dedos de las manos y los pies. Los dedos cuarto y quinto de la mano se habían reducido o estaban ausentes (como en las aves, que sólo conservan los tres primeros dedos). Los saurisquios se clasifican en tres subórdenes principales: los terópodos, los prosaurópodos y los saurópodos. Estos dos últimos grupos a veces se incluyen en un grupo llamado sauropodomorfos.
Terópodos |
Con aproximadamente 5 m de altura y 14 de longitud y unas mandíbulas poderosas armadas de dientes afilados y aserrados, el tiranosaurio era uno de los dinosaurios más temibles.
Casi todos los terópodos eran bípedos y carnívoros. Algunos, como el Tyrannosaurus de la última parte del periodo cretácico, alcanzaban longitudes de hasta 12 m y llegaban a pesar 5 toneladas. Los de mayor tamaño presentaban dientes grandes y puntiagudos adaptados para descuartizar a las presas. Las huellas de los fósiles revelan que estos terópodos de gran tamaño caminaban más erguidos que los dinosaurios herbívoros grandes y se movían con mayor agilidad y rapidez. Otros terópodos, como el Compsognathus y el Deinonychus eran más pequeños. Su cráneo estrecho, y a menudo puntiagudo, sugiere que se alimentaban de animales pequeños como lagartos y crías de dinosaurio. Perseguían a sus presas y, atacándolas en manada, las descuartizaban con garras y dientes. Sin embargo, algunos tipos de terópodos de pequeño tamaño, como el Struthiomimus y sus parientes, no tenían dientes y podrían haber sido omnívoros. También las aves actuales carecen de dientes, pero no ocurría así con las primitivas, como el Archaeopteryx y el
Hesperornis.
Este esqueleto fosilizado incompleto es de un Compsognathus, uno de los más pequeños dinosaurios depredadores. Medían menos de 1 metro. El Compsognathus corría sobre sus patas traseras con gran velocidad y perseguía a insectos, anfibios y pequeños lagartos.
Otros terópodos, llamados raptores, disponían de potentes garras, parecidas a las de las águilas, en manos y pies. Empleaban su flexible cola como balancines para incrementar su agilidad al girar. Muchos paleontólogos opinan que las aves pueden proceder de pequeños y primitivos terópodos que a su vez fueron los antepasados de los raptores. Las pruebas de esta teoría se han visto respaldadas por el descubrimiento de un nido de Oviraptor en el desierto de Gobi. El nido contiene huesos fósiles de un Oviraptor sentado en una nidada de unos 15 huevos, en una actitud muy similar a la de las aves modernas.
En junio de 1997 se descubrió la cría de ave más primitiva del mundo en los Pirineos, concretamente en la sierra del Montsec, en Lleida (España). Se trata del fósil de una criatura que vivió hace 120 millones de años, durante el cretácico. Esta nueva especie ha proporcionado información a los científicos españoles para confirmar la teoría de que los pájaros modernos son descendientes con plumas y de cola corta de los dinosaurios terópodos. Así mismo, en mayo de 1997 un grupo de paleontólogos argentinos informaba sobre el hallazgo de los restos fósiles del dinosaurio más parecido a un ave que se haya descubierto hasta la fecha. Fue descubierto en la región de la Patagonia argentina y se le ha dado el nombre de Unenlagia cornahuensis, que significa ‘medio pájaro del noroeste de la Patagonia’ en el idioma de los mapuches.
Prosaurópodos |
A diferencia de los terópodos primitivos, eran herbívoros, tenían el cráneo relativamente pequeño y los dientes en forma de hoja en vez de puntiagudos. Su cuello era largo y esbelto y, al ser bípedos, podían fácilmente examinar los arbustos y plantas que se encontraban fuera del alcance de otros herbívoros. La garra larga con forma de garfio del dedo pulgar probablemente la empleaban para atraer hacia sí las ramas al alimentarse. Tenían los pies grandes y disponían de potentes garras. Los prosaurópodos más primitivos encontrados en el registro fósil habían alcanzado ya longitudes de 3 metros. A finales del periodo triásico, el bien conocido Plateosaurus había alcanzado unos 9 m y pesaba 1,8 toneladas. Durante la última etapa del triásico y la primera del jurásico, los prosaurópodos se convirtieron en los dinosaurios herbívoros de mayor tamaño.
Saurópodos |
Los saurópodos, entre los que se incluyen animales tan grandes como el Apatosaurus (anteriormente conocido como Brontosaurus) y el Diplodocus, descienden de los prosaurópodos. Hacia mediados del periodo jurásico ambos habían superado en peso y tamaño a los demás dinosaurios. Algunos saurópodos probablemente llegaron a medir más de 25 m y a pesar unas 90 toneladas. Eran cuadrúpedos, es decir, caminaban sobre cuatro patas, y tenían cuello y cola largos. Las patas normalmente presentaban garras en los dedos interiores, aunque en otros aspectos eran semejantes a las de los elefantes. Su columna vertebral estaba formada por huesos huecos, llenos de bolsas de aire, similares a los de las vértebras de las aves, y el cráneo era pequeño en proporción al tamaño del animal. Trituraban la comida utilizando las piedras almacenadas en la molleja, una parte de su tracto digestivo. De hecho, los saurópodos pueden ser comparados con los elefantes gigantes; los largos cuellos de los saurópodos hacían las funciones de la trompa del elefante y las piedras de la molleja actuaban como los fuertes dientes del elefante. Algunos saurópodos, como el Apatosaurus, de la última etapa del jurásico, utilizaban sus largas y finas colas como látigo para defenderse, mientras que otros las usaban como si de garrotes se tratase.
DINOSAURIOS ORNITISQUIOS |
El Heterodontosaurus, que tenía 1 metro de alto, se piensa que fue el más rápido de todos los dinosaurios. Su velocidad era, lo más probable, un mecanismo de defensa contra los depredadores. Aunque tenía varios tipos diferentes de dientes, era un herbívoro.
Los dinosaurios ornitisquios se distinguían por su “cadera de ave”, con el pubis apuntando hacia atrás; por la presencia de un hueso, el “predentario”, en el extremo de la mandíbula inferior; y por presentar dientes con la corona en forma de hoja. Todos eran herbívoros; el hueso predentario parece haber servido para recolectar la vegetación, como lo hacen los camellos y caballos. También conectaba las dos mitades de la mandíbula inferior, permitiendo la transmisión y amortiguación de la fuerza durante la masticación del animal. En los dinosaurios con pico de pato y ceratópsidos, las mandíbulas sostenían docenas de dientes dispuestos de forma apretada para formar un único conjunto biselado como superficie de masticación. Como en todos los demás vertebrados, excepto en los mamíferos, los dientes eran reemplazados a lo largo de la vida del animal; las raíces antiguas se reabsorbían y se desarrollaban coronas nuevas.
En sus inicios eran bípedos y ágiles, de aproximadamente 1 m de longitud, pero luego fueron apareciendo gran variedad de formas. Estos animales dieron lugar a cinco clases de descendientes: los estegosaurios, los anquilosaurios, los ornitópodos, los paquicefalosaurios y los ceratópsidos.
El estegosaurio de China, o Tuojiangosaurus, fue un enorme herbívoro, con uno de los cerebros más pequeños de todos los dinosaurios. Aunque sus grandes placas, dispuestas en hileras a lo largo de su dorso, parecen una defensa contra los depredadores; su función era, más bien, ayudar a disipar el calor y enfriar al animal.
Algunos ornitisquios pasaron rápidamente a ser cuadrúpedos (caminaban sobre las cuatro patas) y para protegerse utilizaban más la coraza de su cuerpo y otras defensas físicas antes que la velocidad. Los dinosaurios acorazados, como el enorme Stegosaurus de la última etapa del periodo jurásico, disponían de una doble fila de placas óseas triangulares a lo largo del dorso y la cola. Estas estrechas placas estaban irrigadas por abundantes vasos sanguíneos, lo que les permitía irradiar el exceso de calor corporal o calentarse al sol. Tenían una apariencia similar a la del puercoespín gigante y probablemente se defendían haciendo girar la cola vertebrada contra sus agresores.
Anquilosaurios |
Los Ankylosaurus eran dinosaurios cuadrúpedos con una cola en forma de garrote.
Durante el periodo cretácico, los estegosaurios se vieron reemplazados por dinosaurios acorazados como el Ankylosaurus. Estos animales tenían un tamaño similar al de los estegosaurios y también poseían placas óseas en diferentes partes del cuerpo. Algunos incluso poseían refuerzos óseos por encima de los ojos así como cola en forma de garrote. El cuello estaba protegido por pesados anillos y placas óseas, ya que esas áreas necesitaban resguardarse de los ataques de los dinosaurios carnívoros.
Ornitópodos |
La prolongación que presenta la parte de arriba del cráneo de los machos de Parasaurolophus, debe haber actuado como elemento de resonancia, intensificando las llamadas de estos dinosaurios herbívoros, con el fin de atraer a la pareja, o para avisar a otros ejemplares de peligros inminentes. El cráneo fotografiado aquí muestra el lado derecho.
Los ornitópodos se incrementaron en variedad a partir de la mitad del jurásico y durante el cretácico, y llegaron a ser los dinosaurios herbívoros más abundantes. Su tamaño oscilaba entre los 2 m de longitud y los 15 kg de peso de los pequeños corredores como el Hypsilophodon, y los enormes paquidermos de 10 m de largo y hasta 4 t de peso, como el Edmontosaurus. Estos animales tenían la mandíbula flexible y dientes molares que superaban a los de las vacas modernas en su disponibilidad para masticar plantas fibrosas. Las hileras de dientes se hicieron más grandes, el lomo más fuerte y las extremidades anteriores se alargaron hasta que los brazos se convirtieron en una especie de bastones de apoyo, aunque los ornitópodos nunca dejaron de ser bípedos. Entre los fósiles pertenecientes a finales del periodo cretácico se encuentran grandes cantidades de huesos de ornitópodos anegados por riadas, lo que indica que este tipo de dinosaurios solía emigrar en manadas. En el sureste de Wyoming se han descubierto unos cuantos esqueletos de Edmontosaurus perfectamente conservados y recubiertos con restos de piel.
Paquicefalosaurios |
Los paquicefalosaurios eran pequeños ornitisquios bípedos de cráneo grueso. En muchos de estos dinosaurios, por ejemplo, en el Pachycephalosaurus —un espécimen enorme de más de 4 m de longitud— el cráneo estaba coronado por una cúpula de hueso sólido. Algunos paleontólogos han sugerido que los machos seguramente desgastaban las gruesas cúpulas al darse topetazos durante las peleas de apareamiento. Se han encontrado algunos cráneos erosionados de paquicefalosaurios en depósitos de cuencas pertenecientes a finales del periodo cretácico.
Ceratópsidos |
El primer Triceratops que aparece en el registro fósil tiene unos 72 millones de años. Era un herbívoro que cortaba las plantas con su afilado pico, mientras que con sus dientes inferiores cortaba con facilidad las hojas tiernas. El Triceratops y otros dinosaurios cornudos viajaban y pastaban, lo más probable, en manada. Como la mayoría de los dinosaurios y de otros organismos prehistóricos, se extinguió hacia el final del cretácico, hace unos 65 millones de años.
Los ceratópsidos cuadrúpedos, o dinosaurios con cuernos, normalmente tenían cuernos sobre la nariz y los ojos, además de una especie de volante óseo que se extendía desde el cráneo hasta el cuello. Estos volantes óseos se desarrollaron en el Triceratops de finales del cretácico, un dinosaurio que podía llegar a medir hasta 8 m y a pesar más de 12 toneladas. El mencionado volante tenía dos propósitos: proteger el vulnerable cuello y contener una red de vasos sanguíneos bajo su superficie para irradiar el exceso de calor. Los grandes yacimientos de huesos fósiles sugieren que los ceratópsidos vivían en manadas.
EXTINCIÓN |
Existe cierta polémica acerca de la extinción de los dinosaurios. Según una de las teorías propuestas, los dinosaurios se extinguieron lentamente como consecuencia de los cambios medioambientales ocasionados por la retirada de los mares poco profundos a finales de la era de los dinosaurios. Sus defensores postulan que los dinosaurios fueron reduciéndose en variedad y número durante un periodo que duró varios millones de años.
Los recientes descubrimientos que indican el impacto de un gran asteroide o cometa en el límite entre el periodo cretácico y la era terciaria, hace unos 65 millones de años, han favorecido la hipótesis de que tal impacto podía haber desencadenado cambios climáticos que provocaron la extinción de los dinosaurios. Se supone que la mayor parte del territorio que comprende América del Norte y del Sur quedó absolutamente devastado por el fuego del impacto. Los efectos medioambientales que sufrió el planeta durante un largo periodo de tiempo fueron, en última instancia, más letales que el propio fuego. El polvo no dejó pasar la luz del sol durante varios meses. El sulfuro quemado procedente del lugar del impacto, el vapor de agua y el cloro de los océanos, y el nitrógeno del aire se mezclaron y produjeron una intensa lluvia ácida que cayó sobre todo el planeta. Los científicos postulan que la oscuridad y la lluvia ácida detuvieron el crecimiento de las plantas y, como resultado de ella, tanto los dinosaurios herbívoros, que dependían de las plantas para alimentarse, como los carnívoros, que se alimentaban de los herbívoros, quedaron exterminados. Por otro lado, es probable que sobrevivieran otros animales como ranas, lagartos, tortugas y mamíferos insectívoros de tamaño pequeño, que dependían de los organismos que se alimentaban de plantas en descomposición. Entre las pruebas que confirman esta teoría está el descubrimiento de un cráter de impacto de unos 200 km de diámetro en la península de Yucatán en México. En noviembre de 1998 se descubrió un pequeño fragmento de meteorito en el Pacífico que se ha relacionado con el cráter de Chicxulub (en la península de Yucatán) y con la extinción de los dinosaurios. El análisis geoquímico y petrográfico de este fragmento revela que no fue un cometa, sino un asteroide de más de 10 km de diámetro el que provocó, hace 65 millones de años, la desaparición de los dinosaurios. Este asteroide pudo provenir del cinturón de asteroides que giran entre las órbitas de Marte y Júpiter.
Orígenes de los dinosaurios
Los reptiles que comúnmente se conocen como dinosaurios, dominaron la Tierra desde el final del triásico, hace unos 210 millones de años, hasta el final del cretácico, hace unos 65 millones de años. Sólo existen cuatro órdenes de reptiles descendientes de los dinosaurios: el orden Escamosos, que incluye a los lagartos y a las serpientes; el orden Quelonios, que incluye a las tortugas marinas y terrestres; el orden Crocodilios, que incluye a los cocodrilos, aligatores, caimanes y gaviales; y la tuátara, un fósil viviente que es el único miembro existente del orden Rincocéfalos.
Los antepasados de los dinosaurios fueron un grupo de arcosaurios primitivos llamados tecodontos que aparecieron a principios del periodo triásico. Algunos arcosaurios se convirtieron en verdaderos cocodrilos y otros en pterosaurios, reptiles voladores con alas compuestas de membranas finas de piel apoyadas sobre un solo dedo en forma de palo. También otros arcosaurios adoptaron la postura bípeda (sostenidos sobre dos patas) y ciertas especies de estos reptiles evolucionaron finalmente en dinosaurios.
Pterosaurio
El pterosaurio fue el primero de los animales, aparte de los insectos, que desarrolló la capacidad de volar. Algunos indicios sugieren que parte de los pterosaurios fueron animales de sangre caliente. Vivieron durante los periodos triásico y jurásico, y se extinguieron al final del cretácico, junto con la mayoría de los otros dinosaurios.
Los restos fósiles más antiguos, pertenecientes a ambos órdenes de dinosaurios —los saurisquios y los ornitisquios— se han datado en 230 millones de años. Esto sugiere que los primeros dinosaurios deben haber aparecido hace unos 240 millones de años; tenían aproximadamente medio metro de longitud y se alimentaban de pequeños animales así como de plantas tiernas. El Eoraptor fue uno de los primeros saurisquios, con 1 m de longitud y cráneo primitivo. El Herrerasaurus, de 3 m y unos 250 kg, era un saurisquio (según algunas clasificaciones) relativamente grande que se alimentaba de carne y presentaba una pelvis primitiva.
A partir de la segunda mitad del periodo triásico, los saurisquios fueron aumentando lentamente en tamaño y número. Los ornitisquios empezaron a diversificarse a principios del periodo jurásico. Hacia mediados de este periodo, la mayoría de las variedades de dinosaurios ya había aparecido, incluidas aquellas que superaban en tamaño a los elefantes actuales. Se habían convertido ya en la especie animal de mayor tamaño y más abundante de la Tierra, y la era de los dinosaurios había comenzado.
Los asombrosos Dinosaurios
Estructura de la cadera de los dinosaurios
Los dinosaurios pueden clasificarse en dos órdenes principales, que se distinguen principalmente por la estructura ósea de la cadera. Los dinosaurios ornitisquios tienen “cadera de ave”, con el hueso púbico proyectado hacia atrás, en paralelo con los huesos de la cadera, como sucede en las aves. Los dinosaurios saurisquios tienen “cadera de reptil”, con el hueso púbico proyectado hacia delante y hacia abajo, como los reptiles actuales.
Dinosaurio, grupo de reptiles que apareció hace unos 230 millones de años (durante el triásico) y se extinguió hace unos 65 millones de años (a finales del cretácico). Se conocen por sus restos fósiles unas 350 especies diferentes. La mayoría de los dinosaurios se clasifican en dos tipos: los del orden Ornitisquios (con cadera de ave), por ejemplo el Iguanodon y el Triceratops, y los del orden Saurisquios (con cadera de reptil), por ejemplo el Apatosaurus y el Tyrannosaurus.
Los primeros dinosaurios, como el Staurikosaurus y el Herrerasaurus de Sudamérica, eran demasiado primitivos y su clasificación no está muy clara; algunos autores los incluyen en los órdenes anteriores y otros los engloban en un grupo aparte. Eran animales pequeños, de estructura liviana, bípedos (sostenidos sobre dos patas), carnívoros u omnívoros. Es probable que fueran más rápidos y ágiles que los que surgieron con posterioridad. Durante los periodos siguientes, jurásico y cretácico, los dinosaurios evolucionaron hacia una gran variedad de tipos adaptativos, muchos de los cuales alcanzaron un tamaño colosal.
Los primeros restos de dinosaurios se descubrieron en Inglaterra en 1820. En 1840 ya eran conocidos algunos de estos grupos y el gran anatomista comparativo Richard Owen les dio el nombre de Dinosauria (en griego ‘lagartos terribles’). De esta manera los reconocía como un grupo de reptiles de gran tamaño, de hábitos terrestres y de postura erguida. Sin embargo, hasta 1880, con la exploración del oeste de los Estados Unidos y la recuperación de esqueletos fósiles completos, no se reconoció que los dinosaurios habían sido casi todos bípedos. Esta postura, tan inusual para un reptil, provocó numerosas opiniones acerca de su locomoción, comportamiento y fisiología.
Huellas fosilizadas
Aunque los restos fosilizados de dinosaurios son bastante comunes, las huellas de sus patas, llamadas rastros fósiles, aparecen sólo de forma ocasional. Las huellas dejadas por los dinosaurios sobre barro fino o sobre arcilla, se endurecían por el calor del sol y, en ciertas ocasiones, llegaban a fosilizarse. El examen cuidadoso de estas huellas fósiles, puede revelar información útil sobre la manera en que estos dinosaurios andaban, corrían y cazaban.
En 1880, H. G. Seeley manifestó que los dinosaurios podían dividirse en dos grupos basándose en la disposición de sus huesos pélvicos. Los ornitisquios presentaban huesos púbicos parecidos a los de las aves. Los saurisquios más convencionales los tenían semejantes a los de los reptiles existentes. Sin embargo, las aves no evolucionaran a partir de los ornitisquios, sino de los saurisquios, en concreto a partir de dinosaurios carnívoros de pequeño tamaño emparentados con el Deinonychus y el Compsognathus.
Los dinosaurios se distinguían por su postura erecta en la que los miembros estaban situados, más o menos, bajo el cuerpo, a la manera de las aves y los mamíferos, en vez de extendidos hacia los lados como en los cocodrilos, lagartos y tortugas. Comparten esta característica con los pterosaurios, sus parientes más cercanos, y con sus descendientes las aves. Sus huellas muestran que los dinosaurios bípedos caminaban como éstas, poniendo un pie delante del otro y con las puntas ligeramente hacia el interior. Las manos eran prensiles, con los dedos pulgares algo opuestos a los demás. En general, sus cerebros tenían un tamaño mayor que la media para los reptiles, sobre todo en los dinosaurios carnívoros y los hadrosaurios con pico de pato.
La asombrosa Cucaracha
Cucaracha americana
Este animal, incluido en el mismo grupo de insectos que el saltamontes y la chicharra, es una de las especies más resistentes de cucaracha. Al contrario que otras especies, la cucaracha americana puede volar y es atraída por la luz.
Cucaracha, nombre común de cualquiera de unas 3.700 especies conocidas de insectos, en las que se incluyen algunas plagas domésticas. Son un grupo muy antiguo cuya apariencia ha cambiado muy poco en 320 millones de años. El registro fósil indica que fue un insecto predominante durante el carbonífero.
Unas 25 especies han logrado una distribución global, resultado de su propensión a vivir junto al ser humano. Estas plagas comunes comprenden las cucarachas americana, alemana, oriental, de bandas de color castaño y de Madeira. La cucaracha oriental o común, de color pardo negruzco, es una especie de hábitos nocturnos que vive en edificios y se alimenta de una gran variedad de sustancias. Se reproduce durante todo el año siempre que las condiciones sean favorables.
CARACTERÍSTICAS |
Las cucarachas son insectos aplanados, de forma ovalada, cuya longitud cuando son adultos varía desde 1 mm hasta más de 9 cm. Tienen la cabeza pequeña y triangular de la que parten unas antenas muy largas. Poseen piezas bucales masticadoras muy desarrolladas. Pueden tener o no alas, pero incluso las especies aladas no siempre vuelan. Son animales que corren con rapidez y tienen patas largas y espinosas. Son sensibles a la luz, aunque muchas especies prefieren la oscuridad y durante el día permanecen ocultas. Sus antenas y cerdas sensoriales les permiten detectar cantidades diminutas de alimento y humedad. Las estructuras sensoriales que se proyectan hacia atrás desde el abdomen son capaces de detectar movimientos casi imperceptibles del aire; gracias a ellas, las cucarachas pueden emprender la huida ante riesgos potenciales en menos de 0,05 segundos. Una cutícula aceitosa las protege de la deshidratación.
Sus muchas especies ocupan hábitats variados pero individualmente pueden vivir en hábitats restringidos, como pueden ser hojas caídas, plantas de la familia de las Bromeliáceas, la zona de salpicadura de las cataratas y las cuevas ocupadas por murciélagos. Las cucarachas son insectos no especializados, primitivos en el sentido de que los individuos jóvenes se parecen a los adultos.
CICLO VITAL |
Los patrones del cortejo varían de una especie a otra. Cuando la cucaracha americana está lista para aparearse, la hembra produce un aroma químico, o feromona, que atrae a los machos. Cuando perciben la feromona, éstos agitan las alas y retroceden, chocando con los objetos que haya en su camino; finalmente acaban por chocar con una hembra y se produce el apareamiento. Otras especies presentan rituales más complejos, como ruidos siseantes, balanceo y agitación del abdomen o mordisqueos. Los machos de una especie africana forman jerarquías de dominación y las hembras se aparean sobre todo con el macho dominante.
Las especies también varían en lo que se refiere al transporte de la vaina de huevos u ooteca. La cucaracha americana deposita rápidamente la ooteca, la oculta y la deja sola para que se incube. La cucaracha alemana mantiene la ooteca extendida desde su ovipositor y sólo la deposita cuando los huevos están a punto de eclosionar. Una ooteca contiene de 16 a 32 huevos, dependiendo de la especie. Las cucarachas que incuban sus ootecas parecen mostrar cierto instinto maternal; las ninfas permanecen junto a su madre durante varios días.
ECOLOGÍA |
Las cucarachas, por el simple peso de su número, constituyen una parte importante del ecosistema. Pueden comer gran variedad de sustancias, incluso otras cucarachas, gracias a la variedad de bacterias y protozoos que proliferan en su aparato digestivo, y desempeñan un papel importante en la descomposición rápida de los residuos forestales y de la materia fecal de los animales.
Sólo un 1% de las especies de cucarachas son consideradas plagas domésticas molestas. Las cucarachas tienen mala fama no sólo porque se alimentan de basura sino también porque se reproducen con rapidez, ensucian, tienen un olor desagradable y son difíciles de erradicar. Las cucarachas han sido sometidas a la acción de multitud de insecticidas, pero se han adaptado a muchos de ellos. El intento de emplear feromonas como cebo sexual o para esterilizar a los machos no ha resultado práctico a gran escala hasta el momento. Espolvorear con productos abrasivos, como tierra de diatomeas para desgastar sus cutículas puede dar resultado a nivel doméstico como alternativa no venenosa. También resulta eficaz el ácido bórico en polvo, que es a la vez abrasivo y venenoso para las cucarachas. Una vez que la cutícula resulta dañada mueren por deshidratación. La mejor manera de prevenir las plagas de cucarachas es mantener la casa limpia e impedirles el acceso al agua, que necesitan para sobrevivir.
Clasificación científica: las cucarachas pertenecen al orden Dictiópteros (Dictyoptera) dentro de la clase Insectos (Insecta). El nombre científico de la cucaracha americana es Periplaneta americana; el de la alemana, Blatella germanica; el de la oriental o cucaracha negra doméstica, Blatta orientalis; el de la de bandas marrones, Supella longipalpa; y el de la de Madeira, Leucophaea maderae.
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El asombroso cerebro humano
Encéfalo humano
El encéfalo humano tiene tres componentes estructurales principales: los grandes hemisferios cerebrales (parte integrante del cerebro) con forma de bóveda (arriba), el cerebelo, más pequeño y con cierta forma esférica (más abajo a la derecha), y el tronco cerebral (centro). En el tronco cerebral, destaca el puente de Varolio (el ensanchamiento central) y la médula oblongada o bulbo raquídeo (justo debajo del anterior). Los hemisferios cerebrales son responsables de la inteligencia y del razonamiento. El cerebelo ayuda a mantener el equilibrio y la postura. El bulbo raquídeo está implicado en el mantenimiento de las funciones involuntarias, tales como la respiración. El tálamo, situado entre el tronco cerebral y los hemisferios cerebrales, actúa como centro de retransmisión de los impulsos eléctricos que viajan hacia y desde la corteza cerebral.
Encéfalo, parte del sistema nervioso central de los vertebrados contenida dentro del cráneo. Es el centro de control del movimiento, del sueño, del hambre, de la sed y de casi todas las actividades vitales necesarias para la supervivencia. Todas las emociones humanas, como el amor, el odio, el miedo, la ira, la alegría y la tristeza, están controladas por el encéfalo. También se encarga de recibir e interpretar las innumerables señales que le llegan desde el organismo y el exterior.
ANATOMÍA DEL ENCÉFALO |
El encéfalo en la especie humana pesa aproximadamente 1,3 kg y es una masa de tejido gris-rosáceo que se estima está compuesta por unos 100.000 millones de células nerviosas o neuronas, conectadas unas con otras y responsables del control de todas las funciones mentales. Además de las neuronas, el encéfalo contiene células de la glía o neuroglia (células de soporte), vasos sanguíneos y órganos secretores (véase Neurofisiología).
El encéfalo está protegido por el cráneo y además cubierto por tres membranas denominadas meninges. La más externa, la duramadre, es dura, fibrosa y brillante y está adherida a los huesos del cráneo, por lo que no aparece espacio epidural, como ocurre en la médula; emite prolongaciones que mantienen en su lugar a las distintas partes del encéfalo y contiene los senos venosos, donde se recoge la sangre venosa del cerebro. La intermedia, la aracnoides, cubre el encéfalo laxamente y no se introduce en las circunvoluciones cerebrales. En la membrana interior, la piamadre, hay gran cantidad de pequeños vasos sanguíneos y linfáticos y está unida íntimamente a la superficie encefálica.
El encéfalo está bañado por el líquido cefalorraquídeo que circula de manera continua por el espacio subaracnoideo (entre la aracnoides y la piamadre) y que ocupa además las cuatro cavidades encefálicas, los ventrículos. Los ventrículos laterales son dos espacios bien definidos que se encuentran en cada uno de los dos hemisferios cerebrales y que conectan con un tercer ventrículo situado entre ambos hemisferios a través de pequeños orificios ovales, los agujeros interventriculares (de Monro). El tercer ventrículo desemboca en el cuarto ventrículo, que se localiza entre el tronco encefálico y el cerebelo, a través de un canal fino llamado acueducto de Silvio. Desde el cuarto ventrículo, el líquido cefalorraquídeo pasa al espacio subaracnoideo por tres orificios del techo del cuarto ventrículo. A partir de aquí circula por el espacio subaracnoideo que rodea la superficie del encéfalo y la médula espinal y por el conducto central de esta. El líquido cefalorraquídeo sirve para proteger la parte interna del cerebro de cambios bruscos de presión y para transportar sustancias químicas. Este líquido se forma en los ventrículos laterales, en unas redes de capilares que constituyen los plexos coroideos.
En el encéfalo se diferencian cuatro partes distintas pero conectadas: el cerebro o telencéfalo, constituido por dos grandes hemisferios casi simétricos; el diencéfalo cuyas estructuras principales son el tálamo y el hipotálamo localizados en la línea media sobre el tronco cerebral y debajo del cerebelo; el cerebelo, formado por dos hemisferios más pequeños que se localizan en la parte posterior del cerebro; y el tronco o tallo cerebral, una estructura central que gradualmente se convierte en la médula espinal y que abandona el cráneo a través de una abertura llamada agujero magno. El término tronco cerebral se refiere, en general, a todas las estructuras que hay entre el cerebro y la médula espinal, esto es, el mesencéfalo o cerebro medio, el puente de Varolio o protuberancia y el bulbo raquídeo o médula oblongada (medulla oblongata).
El encéfalo y la médula espinal forman el sistema nervioso central que se comunica con el resto del organismo a través del sistema nervioso periférico. Este último consta de doce pares de nervios craneales que se extienden desde el cerebro y el tronco cerebral; un grupo de nervios que parten de la médula espinal y que se ramifican por todo el organismo; y el sistema nervioso autónomo, el cual regula las funciones vitales inconscientes, como la actividad de las glándulas, del músculo cardiaco y del músculo liso (músculo involuntario de la piel, vasos sanguíneos y otros órganos internos).
Cerebro |
El cerebro o telencéfalo se origina durante el desarrollo a partir del prosencéfalo o cerebro anterior. El cerebro está formado principalmente por los hemisferios cerebrales (corteza cerebral y ganglios basales). Los hemisferios cerebrales ocupan la mayor parte del cerebro humano y suponen cerca del 85% del peso del encéfalo. Su gran superficie y su complejo desarrollo justifican el nivel superior de inteligencia de los seres humanos si se compara con el de otros animales. Una fisura longitudinal los divide en hemisferio derecho y hemisferio izquierdo, que son simétricos, como una imagen vista en un espejo. El cuerpo calloso es un conglomerado de fibras nerviosas blancas que conectan estos dos hemisferios y transfieren información de uno a otro.
La corteza cerebral presenta una capa superficial denominada sustancia gris, de unos 2 o 3 mm de espesor, formada por capas de células amielínicas (sin vaina de mielina que las recubra) que envuelven una sustancia interior de fibras mielínicas (con vaina blanca) denominada sustancia blanca. Las fibras mielínicas unen la corteza cerebral con otras partes del cerebro: la parte anterior del cerebro con la posterior, las diferentes zonas de la misma cara de la corteza cerebral y un lado del cerebro con el otro.
Los hemisferios cerebrales están divididos por una serie de cisuras en cinco lóbulos. Cuatro de los lóbulos se denominan como los huesos del cráneo que los cubren: frontal, parietal, temporal y occipital. El quinto lóbulo, la ínsula, no es visible desde el exterior y está localizado en el fondo de la cisura de Silvio. Los lóbulos frontal y parietal están situados delante y detrás, respectivamente, de la cisura de Rolando; la cisura parieto-occipital separa el lóbulo parietal del occipital; y el lóbulo temporal se encuentra por debajo de la cisura de Silvio.
Diencéfalo |
El diencéfalo se localiza entre el tronco encefálico y el cerebro y comprende el tálamo y el hipotálamo.
Tálamo |
Esta parte del diencéfalo consiste en dos masas esféricas de tejido gris, situadas dentro de la zona media del cerebro, entre los dos hemisferios cerebrales. El tálamo es la principal estación de relevo de las señales sensoriales que se dirigen a la corteza cerebral. Todas las entradas sensoriales al cerebro, excepto las olfativas, se asocian con núcleos individuales (grupos de células nerviosas) del tálamo.
Hipotálamo |
El hipotálamo está situado debajo del tálamo en la línea media en la base del cerebro. Está formado por distintas áreas y núcleos. El hipotálamo regula o está relacionado de forma directa con el control de muchas de las actividades vitales del organismo y dirige otras necesarias para sobrevivir: comer, beber, regulación de la temperatura, dormir, comportamiento afectivo y actividad sexual. También controla funciones viscerales a través del sistema nervioso autónomo, interactúa junto con la hipófisis y actúa en coordinación con la formación reticular.
Cerebelo |
El cerebelo (metencéfalo) se encuentra en la parte posterior del cráneo, por debajo de los hemisferios cerebrales. Al igual que la corteza cerebral, está compuesto de sustancia gris con células amielínicas en la parte exterior y de sustancia blanca con células mielínicas en el interior. Consta de dos hemisferios (hemisferios cerebelosos), con numerosas circunvoluciones, conectados por fibras blancas que constituyen el vermis. Tres bandas de fibras denominadas pedúnculos cerebelosos conectan el cerebelo con el tronco cerebral. El cerebelo se une con el mesencéfalo por los pedúnculos superiores, con el puente de Varolio o protuberancia anular por los pedúnculos medios y con el bulbo raquídeo por los pedúnculos inferiores.
El cerebelo resulta esencial para coordinar los movimientos del cuerpo. Es un centro reflejo que actúa en la coordinación y el mantenimiento del equilibrio. El tono del músculo voluntario, como el relacionado con la postura y con el equilibrio, también es controlado por esta parte del encéfalo. Así, toda actividad motora, desde jugar al fútbol hasta tocar el violín, depende del cerebelo.
Tronco cerebral |
El tronco cerebral está dividido en varios componentes, que se describen a continuación.
Cerebro medio o mesencéfalo |
El tronco cerebral, del que se muestra aquí un corte transversal coloreado, es la parte más inferior del cerebro. Sirve de camino para las señales que viajan entre el cerebro y la médula espinal y es también la sede de funciones vitales y básicas como la respiración, la presión sanguínea o el ritmo cardiaco, y de actos reflejos como el movimiento ocular y el vómito. El tronco cerebral tiene tres partes principales: el bulbo raquídeo o médula oblongada, el puente de Varolio o protuberancia anular y el cerebro medio o mesencéfalo. Un canal recorre en el plano longitudinal estas estructuras transportando fluido cerebroespinal. También distribuida por toda su longitud, hay una red de células, conocidas como formación reticular, que gobierna los estados de alerta.
El mesencéfalo se compone de tres partes. La primera consiste en los pedúnculos cerebrales, sistemas de fibras que conducen los impulsos hacia y desde la corteza cerebral. La segunda la forman los tubérculos cuadrigéminos, cuatro cuerpos a los que llega información visual (dos engrosamientos superiores) y auditiva (dos engrosamientos inferiores). La tercera parte es el canal central, denominado acueducto de Silvio, alrededor del cual se localiza la materia gris. La sustancia negra también aparece en el mesencéfalo, aunque no es exclusiva de él. Contiene células que secretan dopamina y se cree que está implicada en la experiencia del dolor y quizá, en estados de dependencia. Los núcleos de los pares de nervios craneales tercero y cuarto (III y IV) también se sitúan en el mesencéfalo.
Protuberancia anular o puente de Varolio |
Situado entre la médula espinal y el mesencéfalo, esta protuberancia está localizada por delante del cerebelo. Consiste en fibras nerviosas blancas transversales y longitudinales entrelazadas, que forman una red compleja unida al cerebelo por los pedúnculos cerebelosos medios. Este sistema intrincado de fibras conecta el bulbo raquídeo con los hemisferios cerebrales. En la protuberancia se localizan los núcleos para el quinto, sexto, séptimo y octavo (V, VI, VII y VIII) pares de nervios craneales.
Bulbo raquídeo (Medulla oblongata) |
Situado entre la médula espinal y la protuberancia, el bulbo raquídeo (mielencéfalo) constituye en realidad una extensión, en forma de pirámide, de la médula espinal. El origen de la formación reticular, importante red de células nerviosas, es parte primordial de esta estructura. El núcleo del noveno, décimo, undécimo y duodécimo (IX, X, XI y XII) pares de nervios craneales se encuentra también en el bulbo raquídeo. Los impulsos entre la médula espinal y el cerebro se conducen a través del bulbo raquídeo por vías principales de fibras nerviosas tanto ascendentes como descendentes. También se localizan los centros de control de las funciones cardiacas, vasoconstrictoras y respiratorias, así como otras actividades reflejas, incluido el vómito. Las lesiones de estas estructuras ocasionan la muerte inmediata.
LA FORMACIÓN RETICULAR |
El tronco encefálico contiene también la formación reticular: un grupo de áreas de sustancia gris entremezcladas con cordones de sustancia blanca que discurren a lo largo del bulbo raquídeo, la protuberancia y el mesencéfalo y que también alcanzan la médula espinal y el diencéfalo. La formación reticular desempeña funciones motoras y sensoriales; entre otras, controla la respiración, la función cardiovascular, la digestión y mantiene los patrones del sueño y la conciencia y el despertar.
SISTEMA LÍMBICO |
Formado por partes del tálamo, hipotálamo, hipocampo, amígdala, cuerpo calloso, septum y mesencéfalo, constituye una unidad funcional del encéfalo. Estas estructuras están integradas en un mismo sistema que da como resultado el control de las múltiples facetas del comportamiento, incluyendo las emociones, en situaciones de crisis, la memoria y los recuerdos.
Nervios craneales
Mientras que la mayoría de los nervios mayores emergen de la espina dorsal, los 12 pares de nervios craneales se proyectan directamente desde el encéfalo. Todos estos pares de nervios transmiten información motora o sensorial (o ambas); sin embargo, el décimo par, el nervio vago, se relaciona con funciones viscerales como el ritmo cardiaco, la vasoconstricción y la contracción de los músculos lisos que se encuentran en las paredes de la tráquea, del estómago y del intestino.
Hay doce pares de nervios craneales, simétricos entre sí, que salen de la base del encéfalo. Se distribuyen a lo largo de las diferentes estructuras de la cabeza y cuello y se numeran, de adelante hacia atrás, en el mismo orden en el que se originan. Todos contienen fibras sensitivas y motoras, excepto los pares I, II y VIII, que son solo sensitivos. Las fibras motoras controlan movimientos musculares y las sensitivas recogen información del exterior o del interior del organismo.
VASCULARIZACIÓN |
El oxígeno y la glucosa llegan a las células nerviosas por dos pares de arterias craneales. Justo debajo del cuello, cada una de las dos arterias carótidas comunes se divide en una rama externa, la carótida externa que lleva sangre a la parte externa craneal, y una rama interna, la carótida interna, que lleva sangre al polo anterior del encéfalo. Las dos arterias vertebrales, que se unen junto con las dos carótidas internas en la base del encéfalo formando una estructura llamada polígono de Willis, irrigan la parte posterior. Este es un dispositivo que sirve como compensación si se obstruyen algunas de las arterias. El 25% del gasto cardiaco llega a los tejidos cerebrales a partir de una enorme red de arterias cerebrales y cerebelosas.
FUNCIONES DE LA CORTEZA CEREBRAL |
Aunque los hemisferios cerebrales tienen una estructura simétrica, con los dos lóbulos que emergen desde el tronco cerebral y con zonas sensoriales y motoras en ambos, ciertas funciones intelectuales son desempeñadas por un único hemisferio. El hemisferio dominante de una persona se suele ocupar del lenguaje y de las operaciones lógicas, mientras que el otro hemisferio controla las emociones y las capacidades artísticas y espaciales. En casi todas las personas diestras y en muchas personas zurdas, el hemisferio dominante es el izquierdo.
Fisiólogos y neurólogos han cartografiado áreas de la corteza cerebral para localizar y definir las regiones responsables de los movimientos motores, procesos sensoriales, la memoria y otras funciones cognitivas.
La corteza se subdivide en distintas áreas funcionales que, en realidad, están interconectadas entre sí. Por ejemplo, el área somatomotora, localizada justo delante de la cisura central, es responsable de todos los movimientos voluntarios de los músculos del cuerpo. Las células nerviosas que controlan el movimiento de los dedos del pie están en la parte superior de la cisura, mientras que los movimientos faciales se controlan desde la parte inferior del girus angularis.
Muchas funciones motoras y sensoriales han sido asociadas a zonas específicas de la corteza cerebral, algunas de las cuales se indican aquí. En general, estas áreas aparecen en ambos hemisferios cerebrales y están al servicio del lado opuesto del cuerpo. Las áreas de asociación no están bien definidas y se localizan sobre todo en la parte frontal de la corteza. Están involucradas en funciones del pensamiento y emocionales y relacionan los estímulos recibidos desde los diferentes sentidos. Las áreas del lenguaje son una excepción: tanto el área de Wernicke, que está relacionada con la comprensión del lenguaje hablado, como el área de Broca, que gobierna la producción del habla, han sido localizadas de forma precisa en la corteza.
Justo detrás de la cisura central está el área somatosensorial que recibe impulsos desde la superficie cutánea, así como de las estructuras que se encuentran debajo de la piel. Sensaciones como el tacto y el gusto también se procesan aquí. Una vez más las células nerviosas que reciben la sensibilidad de los dedos del pie están en la parte alta de esta región, mientras las provenientes de la cara están en la base. La zona de la corteza relacionada con la audición, el área auditiva, se encuentra en la parte superior del lóbulo temporal; el área relacionada con la vista, la corteza visual, se localiza en la parte posterior o lóbulo occipital, y el área olfativa se localiza en la parte anterior, en la parte interna del lóbulo temporal. Una sola zona controla el lenguaje, el área de Broca, situada justo debajo del área motora; es la responsable de los movimientos musculares de la región faríngea y de la boca implicados en el habla. El entendimiento del lenguaje, hablado y escrito, es delegado a regiones situadas entre el área auditiva y el área visual.
Una parte importante de la corteza cerebral, el área frontal, interviene en el conocimiento, la inteligencia y la memoria. Por ejemplo, después de un estímulo sensorial como la visualización de un nuevo objeto, este es archivado y almacenado por la memoria durante un corto periodo, o a veces de forma más permanente en determinadas células nerviosas del cerebro. Cuando el objeto se ve de nuevo, la memoria se activa y el objeto es reconocido. El que un anciano pueda recordar hechos de la infancia es un ejemplo de la extraordinaria capacidad de almacenamiento del cerebro. Los neurólogos estudian hoy el mecanismo celular por el cual las células nerviosas almacenan la memoria. Una teoría para explicarlo se basa en los cambios que ocurren en el ácido ribonucleico (ARN) de las células de la corteza, que codifican señales en forma de material proteico. Otra teoría es que los neuropéptidos (sustancias proteicas que actúan como mensajeros, de igual forma que las hormonas) del cerebro se activan cuando un suceso se almacena en forma de memoria. Una tercera teoría supone que neurotransmisores (sustancias químicas que actúan en la transmisión de impulsos nerviosos entre dos o más neuronas) se modifican cuando se almacenan impulsos.
Los dos hemisferios cerebrales suelen funcionar en conjunto, pero cada hemisferio está muy especializado. Una característica notable es que el entorno que rodea a una persona se representa de forma especular en la corteza. Una sensación en el lado derecho del cuerpo, por ejemplo, se percibe en el área somatosensorial izquierda. De forma similar, el movimiento del brazo derecho determina la activación de neuronas de la corteza motora izquierda. En casi todos los individuos el hemisferio izquierdo es dominante; esto explica que la mayoría de la gente sea diestra (véase Ambidextro). Si parte del lóbulo temporal izquierdo se lesiona, la comprensión del habla se deteriora. Si la parte derecha del lóbulo temporal se daña, los objetos no pueden reconocerse. En general, la lesión de un lado del cerebro causa la pérdida de todas las funciones sensitivas y motoras del lado opuesto del cuerpo.
QUÍMICA Y FISIOLOGÍA |
Los procesos metabólicos encefálicos dependen de un suministro continuo de glucosa y oxígeno a cargo de la sangre arterial. Las células nerviosas requieren grandes cantidades de estas sustancias para su continua actividad fisiológica, día y noche. Muchas sustancias que circulan en la sangre no llegan al encéfalo porque pequeños elementos actúan como filtro molecular e iónico; se cree que las uniones entre las células de los capilares cerebrales son las responsables de este descenso de permeabilidad. Este sistema de filtración recibe el nombre de barrera hematoencefálica. Muchos componentes biológicos de alto peso molecular, como las hormonas de la corteza adrenal o los aminoácidos, no pasan a través de esta barrera; las pequeñas moléculas tampoco atraviesan la barrera debido a su polaridad (carga iónica). De esta manera, la composición química del encéfalo se mantiene en equilibrio y bien protegida de los cambios químicos relacionados con la alimentación.
Las células nerviosas o de glía de las distintas partes del encéfalo se clasifican no solo por su forma (piramidal o en estrella), sino también por su estructura química. Cada una de las neuronas contiene un neurotransmisor diferente que interviene en la interrelación de unas células con otras. Por ejemplo, la serotonina se encuentra en muchas células nerviosas del tronco cerebral; en conjunto, estas neuronas constituyen la vía serotoninérgica. La noradrenalina se encuentra en otras células nerviosas y el conjunto de ellas constituye la vía noradrenérgica. De forma similar, las células nerviosas que contienen acetilcolina constituyen la vía colinérgica. Investigaciones recientes constatan que la temperatura corporal, la dieta y quizá el sueño dependan de forma significativa del equilibrio entre estas vías.
Ciertas enfermedades psiquiátricas pueden estar causadas por alteraciones en la producción y en la actividad celular de los neurotransmisores del sistema límbico. La acción fundamental de un tranquilizante o de otra droga que actúe sobre el cerebro es restaurar el equilibrio entre los distintos neurotransmisores o la alteración de un determinado sistema neurotransmisor. Los aminoácidos y otras sustancias hormonales encontradas en las células nerviosas, por ejemplo neuropéptidos, desempeñan también un papel importante en la regulación de la actividad de las células nerviosas y en la transmisión de sus impulsos.
Miles de neurólogos se dedican al estudio de estos sistemas químicos. Comprender el funcionamiento del cerebro, desde su fisiología básica a su papel en el aprendizaje y en las emociones, proporciona unos conocimientos cada vez mayores de la química cerebral en condiciones tanto normales como anormales.
ENFERMEDADES |
El dibujo de un electroencefalograma (EEG) de un individuo normal, a la izquierda, muestra una pequeña amplitud de los trazos dados por cada uno de los electrodos colocados en la cabeza. En el dibujo de un EEG de un individuo que sufre convulsiones epilépticas, a la derecha, los trazos presentan gran amplitud y un diseño errático que dura varios minutos.
Lesiones físicas o desequilibrios químicos complejos pueden producir diferentes tipos de alteraciones y lesiones encefálicas graves.
Lesiones encefálicas |
Después de un golpe en la cabeza, una persona puede quedar aturdida o conmocionada o permanecer inconsciente por un momento. Esta lesión recibe el nombre de contusión y no suele provocar un daño permanente. Si el golpe es más fuerte y se produce una hemorragia o un edema, puede dar lugar a un fuerte dolor de cabeza, vértigos, parálisis, convulsiones o una ceguera temporal, según el área afectada. En el encéfalo, una infección bacteriana (véase Encefalitis) o en las membranas externas (véase Meningitis), tumefacción (véase Edema), o un crecimiento anormal del tejido cerebral sano (véase Tumor) pueden ocasionar un incremento de la presión intracraneal originando un problema muy serio. Aunque hay excepciones, un tumor localizado cerca de la superficie puede normalmente extirparse mediante cirugía, mientras que uno situado a más profundidad, solo es posible tratarlo por radiación o crioterapia.
Una lesión que afecte al hipotálamo puede ocasionar síntomas muy diversos: pérdida de apetito (anorexia) con gran pérdida de peso; incremento del apetito que conduce a la obesidad; sed muy intensa con pérdida excesiva de líquido por la orina (véase Diabetes insípida); fallo en el control de la temperatura corporal que produce tanto una bajada de la temperatura (véase Hipotermia) como una subida de la misma (véase Fiebre) y un estado de mayor sensibilidad, así como explosiones incontroladas de ira. Si el mecanismo hipotálamo-hipófisis sufre una lesión (véase Sistema endocrino), otras funciones vitales del organismo pueden resultar alteradas; entre los efectos posibles se incluyen alteraciones de la función sexual normal y de las actividades metabólicas y cardiovasculares.
Lesiones del tronco cerebral |
Una lesión en el cerebro medio o mesencéfalo, la protuberancia anular o el bulbo raquídeo tiene peor pronóstico. La extensión y el lugar del daño suelen determinar las posibilidades de una recuperación.
Apoplejía |
Una apoplejía se produce cuando un tronco arterial principal del encéfalo se obstruye. Esta obstrucción puede estar causada por un coágulo de sangre (trombo), la constricción de un vaso sanguíneo o una ruptura del vaso acompañada de hemorragia. Una expansión de la pared del vaso sanguíneo, llamada aneurisma, puede ceder y reventar durante un incidente, por ejemplo, de presión sanguínea alta. Cuando se interrumpe el suministro de sangre a una pequeña parte del encéfalo (isquemia), las células de esa zona mueren (necrosis o infarto) y la función del área se pierde. La parálisis de un lado del cuerpo (hemiplejia), acompañada de una pérdida sensorial, ocurre en la parte opuesta al hemisferio cerebral afectado por la apoplejía. Un cirujano puede, a veces, extraer un coágulo de sangre de una arteria ocluida o hacer un bypass con un vaso sanguíneo artificial. Un anticoagulante consigue, a veces, disolver el coágulo y un vasodilatador facilitará su paso por el vaso sanguíneo. La fisioterapia ayuda con frecuencia a pacientes apopléjicos a recobrar muchas de las funciones perdidas.
9.4 | Otras enfermedades importantes |
Existen otras enfermedades que pueden aparecer como consecuencia de una lesión local, de alguna sustancia química u otros productos tóxicos como el alcohol o el plomo, de una infección bacteriana o de un defecto anatómico congénito. La enfermedad de Parkinson aparece en los adultos, es una enfermedad degenerativa y se caracteriza por lesiones en áreas cerebrales que coordinan los movimientos. En estas zonas disminuye el número de células nerviosas y, por tanto, la cantidad de neurotransmisores (dopamina) que producen. Debido a ello aparecen temblores, rigidez muscular y escasez de movimientos. La parálisis cerebral suele tener un origen congénito y es el resultado de la falta de desarrollo o la degeneración de las vías motoras; los miembros se vuelven rígidos y los movimientos son espasmódicos y poco coordinados.
La epilepsia puede originarse por un daño directo en el cerebro durante el nacimiento o por un fallo metabólico del mismo. Cuando se produce una convulsión o una crisis tipo gran mal, la persona pierde la consciencia mientras sufre rigidez y espasmos musculares. Otras veces se sufren crisis menos graves, como la llamada pequeño mal u otras crisis parciales. Estos ataques pueden registrarse en un electroencefalograma o EEG, mediante la colocación de electrodos sobre la piel; estos registran un patrón eléctrico específico que refleja la actividad eléctrica de las células nerviosas cerebrales.
EVOLUCIÓN |
La mayor parte de las formas de vida primitiva carecen de cerebro, pero la ameba más simple tiene un sistema sensorial primitivo que le permite evitar estímulos dañinos. El desarrollo del encéfalo en los primates, grupo más evolucionado, en el que se incluyen los seres humanos, ha sufrido un gran proceso de evolución. Sin embargo, todos los vertebrados (animales con columna vertebral), incluidos peces, reptiles y aves, tienen un encéfalo formado por las mismas tres subdivisiones básicas encontradas en el encéfalo humano: cerebro anterior o prosencéfalo, medio o mesencéfalo y posterior o romboencéfalo.
En los vertebrados más primitivos el encéfalo es alargado y estrecho, con un tracto olfatorio muy desarrollado. En los pájaros, los lóbulos olfatorios son más pequeños, pero los lóbulos ópticos son muy grandes y están muy desarrollados. A medida que se asciende en la escala evolutiva, los hemisferios cerebrales aumentan su tamaño, se cubren los tractos olfatorios y se repliegan en recovecos y fisuras. Ciertas estructuras encefálicas de los animales más primitivos como el cerebelo (que interviene en el equilibrio) y el bulbo raquídeo (que controla la respiración y la presión sanguínea) tienen funciones casi idénticas a las que desempeñan en el ser humano.
El tamaño del cerebro no determina el grado de inteligencia; un deficiente psíquico puede tener un cerebro de mayor tamaño que el de un genio. Se cree que el grado de inteligencia está determinado por el número y tipo de neuronas en funcionamiento y el modo en que están conectadas unas con otras.
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