Metamerismo (biología)

En biología , el metamerismo es el fenómeno de tener una serie lineal de segmentos corporales fundamentalmente similares en estructura, aunque no todas estas estructuras son completamente iguales en una misma forma de vida porque algunas de ellas desempeñan funciones especiales. ^{[ 1 ]} En los animales, los segmentos metaméricos se denominan somitas o metámeros . En las plantas, se denominan metámeros o, más concretamente, fitómeros .

En los animales, los zoólogos definen la metamería como un evento mesodérmico que resulta en la repetición serial de subdivisiones unitarias de productos del ectodermo y el mesodermo . ^{[ 1 ]} El endodermo no participa en la metamería. La segmentación no es el mismo concepto que el metamerismo: la segmentación puede limitarse solo al tejido derivado del ectodermo, por ejemplo, en las tenias Cestoda . El metamerismo es mucho más importante biológicamente ya que da como resultado metámeros —también llamados somitas— que desempeñan un papel crítico en la locomoción avanzada .

El metamerismo se puede dividir en dos categorías principales:

• La metamería homónima es una sucesión serial estricta de metámeros. Se puede agrupar en dos clasificaciones más conocidas como pseudometamerismo y metamería verdadera. Un ejemplo de pseudometamerismo se encuentra en la clase Cestoda . La tenia está compuesta por muchos segmentos repetidos, principalmente para la reproducción y el intercambio básico de nutrientes. Cada segmento actúa independientemente de los demás, por lo que no se considera metamería verdadera. Otro gusano, la lombriz de tierra del filo Annelida , puede ejemplificar la metamería verdadera. En cada segmento del gusano, se puede encontrar una repetición de órganos y tejido muscular. Lo que diferencia a los anélidos de los cestodos es que los segmentos de la lombriz de tierra trabajan juntos para el organismo completo. Se cree que la segmentación evolucionó por muchas razones, incluyendo un mayor grado de movimiento. Tomando como ejemplo la lombriz de tierra: la segmentación del tejido muscular le permite moverse con un patrón de avance lento. Los músculos circulares permiten que los segmentos se alarguen uno a uno, y los músculos longitudinales se encargan de acortar los segmentos alargados. Este patrón se repite a lo largo de todo el gusano, permitiéndole desplazarse lentamente sobre una superficie. Cada segmento puede trabajar de forma independiente, pero contribuyendo al movimiento del gusano en su conjunto. ^{[ 2 ]}
• La metamería heterónoma es la condición en la que los metámeros se agrupan para realizar funciones similares. El ejemplo extremo de esto es la cabeza de los insectos (5 metámeros), el tórax (3 metámeros) y el abdomen (11 metámeros, no todos discernibles en todos los insectos). El proceso que da como resultado la agrupación de los metámeros se llama "tagmatización", y cada agrupación se llama tagma (plural: tagmas). En organismos con tagmas altamente especializados, como los insectos, gran parte del metamerismo dentro de un tagma puede no ser fácilmente distinguible. Puede ser necesario buscarlo en estructuras que no necesariamente reflejan la función metamérica agrupada (por ejemplo, el sistema nervioso en escalera o los somitas no reflejan la estructura unitaria de un tórax).

Además, un animal puede clasificarse como "pseudometámero", lo que significa que tiene un metamerismo interno claro pero no un metamerismo externo correspondiente, como se ve, por ejemplo, en Monoplacophora .

Los humanos y otros cordados son ejemplos notables de organismos con metámeros íntimamente agrupados en tagmas. En los cordados, los metámeros de cada tagma están fusionados hasta tal punto que pocas características repetitivas son directamente visibles. Se requiere una investigación exhaustiva para discernir el metamerismo en los tagmas de estos organismos. Ejemplos de evidencia detectable de estructuras metaméricas vestigiales incluyen los arcos branquiales y los nervios craneales .

Algunos esquemas consideran el concepto de metamerismo como uno de los cuatro principios de construcción del cuerpo humano, común a muchos animales, junto con la simetría bilateral general (o zigomorfismo), el paquimerismo (o tubulación ) y la estratificación. ^{[ 3 ]} Esquemas más recientes también incluyen otros tres conceptos: segmentación (concebida como diferente del metamerismo), polaridad y endocrinosidad . ^{[ 4 ]}

Un metámero es uno de varios segmentos que comparten la construcción de un brote , o en los que un brote puede resolverse conceptualmente (al menos). ^{[ 5 ]} En el modelo metamerístico, una planta consta de una serie de 'fitones' o fitómeros , cada uno compuesto por un entrenudo y su nudo superior con la hoja adjunta. Como escribió Asa Gray (1850): ^{[ 6 ]}

La rama, o tallo simple, es manifiestamente un conjunto de partes similares, dispuestas una sobre otra en una serie continua, desarrollándose una a partir de otra en generaciones sucesivas. Cada una de estas articulaciones del tallo, que lleva su hoja en el ápice, es un elemento vegetal; o, como lo denominamos, un fitón: una planta potencial, que posee todos los órganos de la vegetación, a saber, tallo, hoja y, en su desarrollo descendente, incluso una raíz o su equivalente. Esta visión de la composición de la planta, si bien no es nueva, no ha sido debidamente valorada. La considero esencial para una correcta comprensión filosófica de la planta.

Algunas plantas, en particular las gramíneas, demuestran una construcción metamérica bastante clara, pero muchas otras carecen de módulos discretos o su presencia es más discutible. ^{[ 5 ]} La teoría del pitón ha sido criticada como una concepción académica demasiado ingeniosa que guarda poca relación con la realidad. ^{[ 7 ]} Eames (1961) concluyó que «los conceptos del brote como compuesto por una serie de unidades estructurales han sido oscurecidos por el predominio de la teoría del tallo y la hoja. Unidades anatómicas como estas no existen: el brote es la unidad básica». ^{[ 8 ]} Aun así, otros todavía consideran que el estudio comparativo a lo largo del organismo metamérico es un aspecto fundamental de la morfología vegetal . ^{[ 9 ]}

Las concepciones metaméricas generalmente segmentan el eje vegetativo en unidades repetitivas a lo largo de su longitud, pero son posibles construcciones basadas en otras divisiones. ^{[ 5 ]} La teoría del modelo de tubería concibe la planta (especialmente los árboles) como formada por tuberías unitarias ('metámeros'), cada una de las cuales sostiene una cantidad unitaria de tejido fotosintético. ^{[ 10 ]} También se sugieren metámeros verticales en algunos arbustos del desierto en los que el tallo se modifica en tiras aisladas de xilema , cada una con continuidad desde la raíz hasta el brote. ^{[ 5 ]} Esto puede permitir que la planta se desprenda de una gran parte de su sistema de brotes en respuesta a la sequía, sin dañar la parte restante.

En las plantas vasculares , el sistema aéreo difiere fundamentalmente del sistema radicular, ya que el primero presenta una estructura metamérica (unidades repetidas de órganos: tallo, hoja e inflorescencia), mientras que el segundo no. El embrión vegetal representa el primer metámero del tallo en las espermatofitas o plantas con semillas.

Se considera que las plantas (especialmente los árboles) tienen una «estructura modular», donde un módulo es un eje en el que se lleva a cabo toda la secuencia de diferenciación aérea, desde la formación del meristemo hasta el inicio de la sexualidad (por ejemplo, el desarrollo de la flor o del cono), que completa su desarrollo. ^{[ 5 ]} Estos módulos se consideran unidades de desarrollo, no necesariamente estructurales.

• Metamerismo (desambiguación) (para otros significados)
• Segmentación
• Fitómero