Con la extensión de las plantas en los ambientes terrestres, surgieron los primeros animales invertebrados terrestres; aunque actualmente, ciertos moluscos, los caracoles de tierra, y gusanos, como las lombrices de tierra y otros, viven en estos ambientes, son los artrópodos, los que mejor se han adaptado a estos ambientes sin agua; y concretamente, determinados artrópodos, como los ciempiés, los milpiés, los escorpiones, las arañas, los ácaros y en especial, los insectos.
Los primeros artrópodos que se arrastraron a tierra firme fueron probablemente criaturas segmentadas, antecesores de los ciempiés y milpiés que poseían un ventajoso sistema de locomoción; al principio se mantendrían cercanos a la costa pero con el tiempo se adentrarían en tierra firme en donde no tendrían rivales y sí gran abundancia de comida: plantas, ya bien entrado el Silúrico; estos organismos se convirtieron en los primeros gigantes terrestres, llegando incluso a los dos metros de longitud; mas adelante, con el crecimiento de los bosques, aparecieron los insectos, que desarrollaron alas para poder volar y alcanzar las hojas de los árboles; los insectos se expandieron fácilmente y desarrollaron formas gigantes como cucarachas y libélulas, abundantes en los bosques del Carbonífero.
Los vertebrados fueron algo más tardíos en llegar a tierra, Los primeros en conseguirlo fueron los anfibios, como las ranas y las salamandras actuales: Los primitivos anfibios aparecieron en el Devónico, hace unos 400 m.a. Eran parecidos a tritones actuales y con una cabeza semejante a la de los primitivos peces, ya que proceden de un grupo de peces óseos, los Crosopterigios, hoy prácticamente extinguidos, que tenían aletas lobuladas, a diferencia de los peces actuales que tienen las aletas radiadas; en aquellos peces, los huesos de estas aletas lobuladas estaban unidos al esqueleto, lo cual permitía que el animal las utilizase de apoyo.
Es probable que algunos de estos peces vivieran en lagunas que se desecaban periódicamente, como ocurre en algunos peces actuales, los peces pulmonados; entonces se veían obligados a vivir en el barro mojado o en agujeros excavados en tierra blanda y fueron adquiriendo unos primitivos pulmones, derivados de la faringe, a la vez que caminaban entre el barro mediante sus aletas lobuladas, que con el tiempo se transformaron en extremidades marchadoras “de tipo quiridio”, adquisición de todos los vertebrados terrestres; de esta forma, surgieron los primeros vertebrados terrestres, los primitivos anfibios. Los anfibios irradiaron en los continentes y hasta el Triásico de la era mesozoica, desarrollaron formas muy variadas, algunas de hasta 5 metros de largo; a estos anfibios gigantes típicos de la segunda mitad de la era paleozoica se les ha llamado laberintodontos. A partir del Jurásico, solamente han quedado los anfibios actuales, ranas, sapos, salamandras y tritones.
Como hemos visto, los anfibios fueron los primeros vertebrados en conquistar el medio terrestre y lo hicieron de forma imperfecta todavía.
Uno de los principales problemas que presentan los animales en un ambiente fuera del agua es evitar la pérdida de este preciado líquido, imprescindible para la vida; evitar la desecación; otro problema es adquirir un esqueleto que les sostenga convenientemente en un medio aéreo, sobre todo si no están a ras de suelo (en el agua, no lo necesitan tanto ya que su empuje sostenedor es mayor); un tercer problema es conseguir respirar el oxígeno disuelto en el aire; y un cuarto problema ha sido proteger a los elementos reproductores (gametos, huevos) del ambiente terrestre hostil.
Pues bien, los animales que han pasado a vivir a tierra firme han superado dichos obstáculos de varias formas. Los artrópodos han resuelto los dos primeros problemas adquiriendo un exoesqueleto o caparazón de quitina (sustancia dura) que les recubre y protege, evitando la pérdida de agua; este exoesqueleto, en las zonas móviles del animal como extremidades y piezas bucales, no es continuo, sino que está articulado para permitir la movilidad (artrópodos = pies articulados); pero este caparazón tiene un inconveniente: no permite un excesivo tamaño (por eso los artrópodos no son muy grandes) ya que impide el crecimiento continuo; por eso los artrópodos se desembarazan de el periódicamente cuando crecen y se dice que mudan. El tercer problema, el de la respiración aérea, lo han resuelto mediante un sistema de tubos ramificados por todo el cuerpo, llamados traqueas (respiración traqueal) que llevan el oxígeno directamente a todas las pares del cuerpo, ya que este no es muy grande. En cuanto a la protección de los gametos del aire (los gametos, como todas las células, necesitan agua para sobrevivir) la solución es la fecundación interna, dentro del cuerpo de la hembra, en donde los líquidos de su aparato reproductor, los protegen; de esta forma, previamente a la fecundación, se realiza una cópula, para asegurar la entrada de los espermatozoides en el aparato reproductor de la hembra y que estos no contacten en su trayecto con el aire, pues sería letal para ellos. Los huevos, ya fecundados, si son puestos en el exterior, como ocurre en la mayoría de los casos (animales ovíparos) están protegidos con una cubierta coriácea y resistente que les protege de la desecación, hasta que eclosionan.
En los vertebrados, en concreto en los anfibios, las estrategias de adaptación al medio terrestre no siempre coinciden con los artrópodos. La desecación la evitan impermeabilizando la capa de células mas externa de la piel además de cubrir ésta con estructuras derivadas de ella, que cumplen diversas funciones (protección, defensa, aislante térmico, impermeabilización) tales como escamas, placas o escudos dérmicos en los reptiles, plumas en las aves y pelos en los mamíferos. Los anfibios tienen una piel desnuda, fina y vascularizada pues necesitan respirar a su través (respiración cutánea) para complementar a los todavía poco eficaces pulmones; por eso debe de estar húmeda (esta cubierta por mucosidad) además de ricamente irrigada por capilares sanguíneos; así es que a través de esta delicada piel pierden bastante agua y necesitan vivir en sitios con cierta humedad, o cercanos a charcas, ríos, etc.
Como todos los vertebrados terrestres, los anfibios han desarrollado unos pulmones, sacos con un epitelio alveolar para el intercambio de gases entre el aire y la sangre; estos sacos están humedecidos, encerrados en el cuerpo y comunicados con el exterior mediante unos conductos de entrada y salida del aire (respiración pulmonar). En los anfibios, todavía son poco eficientes.
El problema de su sostén en el aire lo resuelven, como vertebrados que son, mediante un esqueleto interno, formado por unas piezas articuladas y endurecidas por sales de carbonato y fosfato cálcico, los huesos. Estas piezas, como órganos vivos que son, permiten un crecimiento continuado, a la vez que crece el animal y por eso los vertebrados pueden alcanzar grandes tamaños.
La protección de los gametos también la resuelven mediante la fecundación interna y la copulación; en cuanto a los huevos, a lo largo de la evolución, han ideado algunas soluciones. En el caso de los anfibios, los huevos todavía no han conseguido protegerse debidamente del aire y por eso, los anfibios ovíparos, que son la mayoría, ponen sus huevos en el agua (charcas, lagos, ríos) y allí se desarrollan y eclosionan; por lo tanto, los recién nacidos, los renacuajos de las ranas, por ejemplo, son como pequeños peces y sufren una metamorfosis para transformarse en adultos terrestres definitivos.
Hemos visto que los seres vivos, originariamente acuáticos, al colonizar nuevos medios, extraños y hostiles para ellos, como puede ser el medio terrestre, deben adaptarse a ellos, e idear estrategias para resolver los problemas que estos medios presentan; y hemos visto como, con el tiempo, principal arma de la evolución, estos problemas se van a resolver con más o menos éxito.
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