Anatomía del Elefante - Septiembre 2023

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Introducción a la Anatomía, Fisiología y Etología del elefante

¡Vamos!

Bienvenidos

¡Hoy comenzamos un nuevo curso! Vamos a ver la anatomía de los elefantes en general, y las pequeñas diferencias que existen entre las tres especies de elefantes. Para eso los invito a interactuar con esta presentación, descubriendo datos en cada botón interactivo. En el segmento inferior van a encontrar las flechas para pasar a la siguiente página. Algunas páginas tendrán también elementos interactivos que abrirán ventanas o los llevarán a links.

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Dato de color

"No se puede cuidar lo que no se ama, y no se puede amar lo que no se conoce"

- Leonardo Da Vinci

Eukaryota

Dominio

Animalia

Reino

Chordata/vertebrata

Filo/Subfilo

Filogenia del elefante

Tetrapoda

Superclase

A partir de la filogenia, vamos a ir descubriendo distintas características de estos enormes animales.

Mammalia

Clase

Placentalia

Infraclase

Proboscidea

(Tocando en los signos + podrás navegar la información)

Orden

Elephantidae

Familia

Células eucariotas

Los elefantes pertenecen al Dominio Eukaryota porque están constituídos por células eucariotas. Estas células son aquellas que tienen su información genética dentro de un núcleo celular organizado y su interior compartimenmtalizado por membranas. Por el contrario, los organismos procariotas están formados por células sin núcelo ni membranas internas, como por ejemplo las bacterias.

Núcleo celular

Membranas internas

Los animales

Son aerobios

Los animales se caracterizan por tener una enorme diversidad ecológica, morfológica y conductual. Se distinguen de los otros reinos eucariotas por carecer de clorofila (no hacen fotosíntesis) y pared celular (presente en células de plantas y hongos), así como por su reproducción casi enteramente sexual y su capacidad de movimiento autónomo y voluntario. Al reino animal pertenecen alrededor de dos millones de especies distintas en todo el mundo, agrupados en varios taxones o filos, y en dos grandes categorías: vertebrados e invertebrados.

Tienen movilidad propia

Son heterótrofos

La morfología dental de los proboscídeos ha cambiado drásticamente durante los últimos 50-45 Ma, estos cambios están relacionados con el aumento en el tamaño del cuerpo y el tipo de alimento consumido. En las especies vivas, a lo largo de la vida de un individuo el número de dientes es el mismo, tanto los elefantes africanos como los asiáticos tienen 26 dientes en total: 12 molares, 12 premolares no permanentes (similares a los dientes de leche) y dos incisivos superiores conocidos comúnmente como colmillos. Las mandíbulas de un elefante -a pesar de ser grandes- no pueden acomodar los seis dientes de la mejilla a la vez (estos molares son estructuras grandes con un peso medio de entre 1.8 y 2.0 kg), en consecuencia los elefantes cambian su dentadura cinco veces debido a que el tamaño de sus molares tiene que ir adaptándose al tamaño y volumen de la mandíbula a medida que el animal crece. Además los elefantes modernos carecen de premolares permanentes y sus dientes son reemplazados por un inusual mecanismo de desplazamiento horizontal, que se conoce como progresión molar: A cada lado del maxilar, los elefantes tienen un solo diente en uso a la vez, que es desplazado lentamente y hacia adelante por un nuevo molar más grande. El molar en erupción termina rompiendo al anterior. Las raíces se reabsorben a medida que los dientes avanzan; una vez que el diente llega a la parte delantera de la hilera, éste se desprende y es reemplazado por el que viene detrás, la última erupción del molar ocurre cuando el animal tiene alrededor de los 30 años.

La dentadura

+ info

Los molares

1.Molar asiático

Réplica de molar de Elephas maximus en el Museo de historia Natural de Londres.

Los molares tienen un patrón de "bucles y convoluciones" que se clasifican como laminillas o láminas. En los elefantes africanos, esos "bucles" son más romboidales. Por otro lado, en los elefantes asiáticos los "bucles" son más cerrados y simples. Hay más cantidad que en los moloares africanos y se encuentran mucho más próximos unos de otros.

2.Molar africano

Réplica de molar de Loxodonta africana en el Museo de historia Natural de Londres.

Los colmillos

Los elefantes nacen con incisivos temporales que son reemplazados por colmillos permanentes entre los 6 y 12 meses de edad, los colmillos permanentes que se desarrollan a continuación están compuestos principalmente de dentina (marfil) y crecen continuamente a un ritmo de unos 17 cm/año, alcanzando longitudes de hasta 3,5 m en los elefantes machos africanos adultos. La porción del colmillo que se encuentra dentro del cráneo es aproximadamente el 30% de la longitud total y está ocupada por una cavidad pulpar que alberga vasos sanguíneos y tejidos nerviosos y linfáticos. Con el paso de los años los colmillos se vuelven más anchos, formando anillos de crecimiento internos que van dejando un registro cronológico de la vida del animal Los colmillos de los elefantes cumplen varias funciones: les sirven para levantar o mover objetos, arrancar la vegetación y remover la corteza de los árboles o como método de defensa. A pesar de la simetría bilateral que presentan los elefantes (otra propiedad de los animales), pueden tener un colmillo de mayor tamaño que el otro. Ésto se debe a que pueden ser «zurdos o diestros», por lo que hay preferencia a usar un colmillo sobre el otro dando como resultado que un colmillo esté más desgastado que el otro.

Corte de vista lateral de un colmillo en erupción. Se observa la "pared" de colmillo que rodea la cavidad pulpar (A), el extremo distal del colmillo (B) y un diagrama de los los nervios dentro del canal pulpar (C). Modificado de McCullar, 1994. Ilustración de R. Green.

Los vertebrados

Hace millones de años, la evolución generó una estructura que dotaba de soporte al cuerpo y protección al tejido nervioso: la notocorda. Este cordón es el precursor de la columna vertebral en los vertebrados, y su aparición fue fundamental para la diversificación y radiación de este nuevo grupo: el phylum Chordata. La aparición del esqueleto interno, formado por tejido óseo, confirió a los animales vertebrados una ventaja evolutiva sobre el resto de los grupos. La plasticidad de esta estructura les permitió adaptarse y ocupar diferentes nichos ecológicos y alcanzar grandes tamaños. Actualmente los vertebrados son uno de los grupos más diversos del planeta, detrás de los artrópodos y moluscos, con un aproximado de 62,000 especies descritas.

Columna/ vértebras

Huesos neumáticos

El esqueleto

Sistema circulatorio

Las patas

Los tetrápodos son un clado de animales vertebrados con cuatro extremidades ambulatorias (para andar) o manipulatorias (para andar y agarrar). Los anfibios, reptiles, mamíferos y aves son tetrápodos, (incluyendo los anfibios ápodos y serpientes, cuyos antepasados tenían cuatro patas). Las patas de los elefantes están altamente especializadas para poder soportar todo el peso de estos grandes animales. Tienen una cubierta tegumentaria que consiste en piel, uñas y una suela cornificada pero flexible. Tienen cinco dedos en cada uno de sus pies, protegidos por gruesas almohadillas que amortiguan su andar y evitan que piedras, ramas y otros materiales les causen heridas. Estas también sirven como receptores sensoriales que detectan vibraciones en el suelo.

Mamíferos

Los mamíferos se caracterizan por tener el cuerpo cubierto de pelaje, por nacer del vientre materno (vivíparos) y por alimentar a las crias con leche por medio de glándulas mamarias.

Mamas

Pelo

Placentarios

Los placentarios son una infraclase de mamíferos. Se caracterizan porque las crías son retenidas en el útero materno durante largo tiempo donde son alimentadas por una placenta. El sistema reproductorel elefante presenta una pelvis casi vertical, por lo que es difícil para un ojo inexperto conocer el sexo de un elefante en particular. Los órganos genitales en los machos están dentro del cuerpo, y los genitales femeninos están fuera del cuerpo pero son difíciles de ver desde atrás. Para que el pequeño elefante al nacer no caiga demasiado, la vagina no está debajo de la cola, sino entre las dos patas traseras. Esto disminuye la caída del bebé elefante de 1,70 m a 70 cm, lo que produjo que evolutivamente las mamas "se han ido desplazando" hacia delante entre las patas delanteras. Los elefantes llegan a la madurez sexual aproximadamente a los 14 años de edad. Sin embargo, los machos que más se aparean son los más viejos, aquellos que tienen entre 40 y 50 años. Esto se debe a que los machos compiten a empujones por el derecho a aparearse y, habitualmente, los individuos de mayor edad tienen más fuerza. El período de gestación de los elefantes es el más largo de todos los animales: 680 días. Casi siempre nace una única cría por embarazo y en muy raros casos llegan a ser dos crías.

Alguna imágenes

En la imagen superior puede verse la posición del feto de elefante dentro de la cavidad abdominal de la hembra. La placenta de los elefantes En la imagen que se encuentra en el medio, se ve una cría recién nacida y su madre con la bolsa y la placenta. Las hembras se comen la placenta después de dar a luz para evitar que los predadores huelan la sangre y se acerquen. En la imagen inferior se ve el nacimiento de una cría.

Sistemas reproductores

En el caso de los machos, estos presentan dos testículos internos, por lo que no se ven. Estos se sitúan en la zona de los riñones y están rodeados por una bolsa denominada escroto. Los tubos de este aparato reproductor, los conductos deferentes, que llevan el esperma hasta el pene, son realmente largos, pues suelen medir unos 2 metros. Las hembras presentan un vestíbulo tras la vulva, por el que el esperma viaja hasta el útero, pasando antes por el cérvix y la vagina. En el útero, los espermatozoides se encuentran con el óvulo que ha de haber madurado en uno de los dos ovarios y se transporta por el oviducto y los cuernos uterinos. Cuando el óvulo y el espermatozoide se fusionan (fecundación), el embrión se implanta en el útero, donde se desarrollará hasta estar listo para nacer. La gestación de los elefantes suele durar 22 meses, y en general tienen una cría cada 4 o 5 años.

Macho: testículos (TE), conductos deferentes (DD), ampolla (AM),vesíoculas seminales (SV), próstata (PR), uretra (UR), glándula bulbouretral (BU), pene (PE), hueso pélvico (PB), y vejiga urinaria (BL).

Hembra:ovarios (OV), útero (UT), cervix (CE), vagina (VA), vestibulo (VE) o canal urogenital, hueso pélvico (PB), vejiga urinaria bladder (BL), y recto (RE).

Trompa

Los proboscidios son un orden de mamíferos placentarios perteneciente a los Paenungulata que contiene solo una familia viva en la actualidad denominada Elephantidae, la cual está representada por tres especies: el elefante africano de sabana, el elefante africano de bosque y el elefante asiático. La parte más característica es su trompa, que se compone de más o menos 40.000 distintos músculos (los humanos tenemos unos 650 en todo nuestro cuerpo) , lo que le proporciona una increíble movilidad y destreza. Es el resultado de una fusión entre el labio superior y la nariz, y al estar sólo formada por músculos tiene una enorme flexibilidad y una gran fuerza, pues puede levantar hasta 350 kilos. ¿Los elefantes son paquidermos? Antes se los clasificaba dentro de ese orden, dado que todos los músculos, órganos y huesos se mantienen gracias a una fuerte y “gruesa” piel. Pero esa clasificación fue cambiada por la de Proboscidea.

Piel

Trompa

La trompa

En general se describen dos grandes grupos de músculos (superficiales e internos). Los superficiales se subdividen en dorsales, ventrales y laterales mientras los músculos internos más profundos se agrupan en radiales y transversales. La morfología externa del extremo distal de la probóscide (la punta) difiere entre Loxodonta y Elephas; en L. africana hay dos apéndices en forma de dedo que les permite agarrar objetos pequeños, uno en la parte dorsal y otro en la ventral. En E. maximus sólo hay un apéndice en el lado dorsal mientras la parte ventral es más gruesa. La trompa del elefante africano presenta más pliegues de piel en forma de «anillos» que la del elefante asiático siendo en la especie africana más flexible mientras que la del asiático es más rígida, esta característica se puede apreciar cuando levantan la trompa hacia la parte frontal, la de Loxodonta se aplana contra la frente mientras que la de Elephas no.

¿Qué hay dentro de la trompa del elefante?

Elephantidae

Veamos algunas otras características que tienen los elefantes

Visión

Audición

Olfato

Glándula temporal

Hasta aquí compartimos la historia

Los humanos y los elefantes compartimos la historia evolutiva hasta el taxón "Clase/Infraclase", ya que ambos somos mamíferos y placentarios (y todo lo anterior). Sin embargo, nosotros somos Primates y ellos Prosbócidos.

La piel

El grosor de la piel varía siendo delgada como un papel en el interior de las orejas, alrededor de la boca y el ano, o puede alcanzar los 2,5 cm en otras partes del cuerpo, por ejemplo en el dorso. A pesar de su grosor el rico suministro de nervios la convierte en un sistema de órganos sensible al tacto, detectando la presencia de insectos y los cambios en su entorno. En los elefantes, parece existir una ausencia de glándulas sudoríparas. El lado más notable de esto, es la presencia de piel que es muy seca al tacto, aunque es también suave y flexible.

El olfato

El sentido del olfato de los elefantes es muy agudo y está en uso constante, mientras mueven las trompas de un lado a otro detectando nuevos olores e información, que le sirve por ejemplo para detectar fuentes de agua a grandes distancias. Si el olor no le proporciona suficiente información, los elefantes pueden recoger la sustancia con la trompa y transmitir la información química de ésta al órgano de Jacobson, un órgano auxiliar del sentido del olfato que funciona como unidad de detección química ubicada en el tejido blando del paladar superior. El órgano está unido a las cavidades orales/nasales y les sirve también para detectar cuando las hembras están en celo.

Glándula temporal

La gándula temporal es una glándula única de los Mammuts y elefantes. Es una glándula apócrina modificada, que libera líquidos de dos orígenes, secreciones endócrinas y filtrados de sangre. En elefantes asiáticos está bien documentada su función en la comunicación química de los individuos. Usualmente sólo los machos en periodo Musth liberan secreciones. Las hembras asiáticas pueden liberar secreciones de forma esporádica durante la preñez, el trabajo de part, situaciones de estrés y enfermedad. La sustancia secretada es oscura, aceitosa y aromática, cargada de testosterona en los machos, y les causa cambios fisiológicos asociados a comportamientos altamente agresivos que vienen acompañados por un aumento en las hormonas reproductivas, aunque no siempre es de carácter sexual.

Los ojos de los elefantes

Corte sagital de un ojo de elefante asiático. Córnea (C), Lente (L), Disco óptico (OD), Esclerótica (S). Photo courtesy of Dr. Dubielzig, University of Wisconsin-Madison School of Veterinary Medicine.)

La visión de los elefantes es moderada, sus ojos miden 3,8 cm aproximadamente y tienen largas pestañas que los protegen de los rayos solares, así como del polvo, la arena y residuos que circulan por el aire. Los ojos de un elefante están situados a los lados de la cabeza proporcionándoles una visión periférica (ángulo de visión que se extiende desde los lados hacia atrás), en lugar de visión binocular (ojos situados en la parte frontal de la cara, en los que los campos de visión se superponen, creando una percepción de profundidad) como los humanos.

Sistema Respiratorio

Aerobios significa que necesitan "respirar" oxígeno para vivir. En los elefantes, la trompa tiene muchas funciones, entre ellas el ingreso de aire y la absorción de agua, que luego depositan en su boca para tragarla. Detrás de la base de la lengua, todos los elefantes presentan una Bolsa Faríngea. En ella pueden almacenar agua por varias horas, sin que interfiera con la alimentación ni la respiración. También la usan para emitir sonidos de tono grave. Los pulmones se adhieren directamente al diafragma y la respiración se realiza con la ayuda de éste más que con la expansión de la caja torácica, desplazando los órganos abdominales. Esta particular forma de respirar les permite nadar tomando aire a través de su trompa como si fuera un esnórquel.

Sistema locomotor

Los músculos

Como todos los mamíferos, los elefantes tienen un sistema muscular simétrico y relativamente fácil de entender, sobre todo porque las estructuras son grandes. A diferencia del ser humano y de muchos otros mamíferos, el elefante no puede rotar sus antebrazos; la mano se mantiene en una posición fija de pronación con la «palma de la mano» hacia atrás. Esta condición posiblemente evolucionó con la reducción o ausencia de dos músculos profundos en el antebrazo: el pronador cuadrado y el pronador redondo. Aproximadamente 394 diferentes músculos mueven el cuerpo de un elefante. Las estructuras musculares más importantes del elefante son las de su trompa, la cual veremos luego.

Las mamas

Al contrario que la mayoría de los mamíferos, las mamas de la hembra elefante se encuentra, al igual que en el caso de los humanos, los primates y las ballenas, entre las patas delanteras. En parte por la posición de la vulva, que las fue "empujando hacia adelante".Se alimentan exclusivamente de leche materna durante tres meses. Y siguen mamando hasta cumplir diez años, aunque el nacimiento de nuevos hermanos puede adelantar el destete.Durante este tiempo, consumirá alrededor de 10 litros diarios de leche, muy rica en grasas y proteínas (tiene hasta 100 veces más proteínas que la leche de vaca). Cumplidos entre cuatro y seis meses, el pequeño elefante utilizará su trompa para recoger pastos y hojas que complementen su dieta.

Circulación cerrada

En los vertebrados, la sangre está contenida en los vasos y regresa al corazón después de circular por el cuerpo. Los intercambios entre la sangre y los fluidos que bañan las células se producen por difusión a través de los capilares. La cantidad de sangre en el cuerpo es aproximadamente un 10% del peso del cuerpo del elefante. El corazón tiene una frecuencia cardíaca de 35 veces por minuto aproximadamente (Entre 24 y 50 bpm). Puede pesar entre 12,0 y 21,0 kg dependiendo del tamaño y la edad del individuo. A diferencia del humano, que tiene una "punta" inferior, el de los elefantes presenta dos "puntas", haciéndolo más redondeado A los elefantes pequeños se los puede ascultar con estetocospio, pero en los adultos es imposible escuchar sus latidos de esa forma.

Los pelos

La función del pelo en algunos mamíferos cumple el importante rol de conservar el calor, y mantener lejos aquellas partículas que invaden el cuerpo a través de las orejas y la nariz. En los elefantes, el pelo aparece de manera dispersa por todo el cuerpo. Resulta interesante como las crías son bastante peludas por la parte de la cabeza y el lomo, y pierden el pelo gradualmente con el paso del tiempo. La presencia de pelo alrededor de los ojos y en las orejas parece tener una función protectora. Los pelos más largos del elefante se encuentran en la cola, que está en constante movimiento. Increíblemente, los pelos pueden alcanzar una longitud de 100 centímetros. La posible función de estos cabellos puede ser su utilización para espantar las moscas.

Sistema digestivo

Los animales son heterótrofos, eso significa que no pueden producir su propio alimento, sino que se nutre de otras fuentes de carbono orgánico, de fuentes vegetales o animales. En el caso de los elefantes, son herbívoros, es decir que se alimentan sólo de fuentes vegetales. El sistema digestivo es simple, el estómago tiene forma cilíndrica y funciona como depósito de alimentos mientras que el proceso de digestión se desarrolla en el intestino grueso. La longitud combinada de ambos intestinos puede alcanzar los 35 m. Por su alimentación, sus intestinos son proporcionalmente más largos.

Los oídos

La audición en los elefantes está bien desarrollada, detectando sonidos tan bajos como 14 a 16 hz (rango bajo humano: 20 hz) y tan altos como 12,000 hz.Los elefantes utilizan sonidos emitidos por debajo del rango auditivo humano para comunicarse a largas distancias. Se adaptan mejor para escuchar sonidos de baja frecuencia gracias al tamaño de su cabeza y sus orejas pues un cráneo más grande implica canales auditivos más largos, membranas timpánicas más anchas (membrana que separa el oído medio del exterior) y orejas medias más grandes. Las ondas sonoras alcanzan un oído antes que el otro, dada la gran distancia entre ellos, por lo que el sistema nervioso logra localizar el orígen del sonido por el momento en que le llega a cada oído y el volumen con que llega a cada uno.

Como en todos los mamíferos el esqueleto de un elefante está compuesto por cuatro divisiones principales: el cráneo (formado por el cráneo y la mandíbula), la columna vertebral, las extremidades y el conjunto costillas-esternón. La columna vertebral está formada a su vez por cinco secciones: vértebras cervicales, torácicas, lumbares, sacras y caudales (la cola). Dado que cada especie de elefante tiene distinta cantidad de vértebras dorsales, lumbares, caudales podemos decir que el esqueleto de un elefante tiene entre 326 y 351 huesos. Las patas de los elefantes se encuentran en posición casi vertical bajo el cuerpo, las extremidades delanteras soportan alrededor del 60% del peso corporal. Esta disposición le proporciona un fuerte soporte a la columna vertebral, al contenido torácico y abdominal y por supuesto para soportar el gran peso del animal.

El esqueleto

Columna vertebral

El cuello del elefante africano es casi horizontal mientras que en el elefante asiático, está sostenido en un ángulo de 45 grados. La espina dorsal de un elefante es muy particular: en lugar de discos intervertebrales lisos y redondos, los elefantes tienen protuberancias óseas con forma puntiaguda que se extienden hacia la parte superior desde la columna vertebral. Estas protuberancias óseas y el tejido que las protege son vulnerables al peso y a la presión que se ejerza desde arriba. La forma arqueada de la espalda del elefante asiático hace que el peso cualquier montura o peso que se les cargue, recaiga justo en mitad de la espina dorsal, causando graves daños en la columna.

Cráneo con huesos neumáticos

Gran parte del volumen del cráneo consiste en huesos «inflados» que se dividen para formar el diploë, el tejido óseo esponjoso que se encuentra entre la capa interna (más delgada, densa y frágil) y la externa (más gruesa y resistente) del hueso cortical del cráneo, proporcionándole la solidez necesaria. Además, una mayor superficie en el cráneo ofrece más espacio para las fijaciones musculares de la espalda, este apoyo es necesario si tenemos en cuenta que la cabeza de un elefante africano macho adulto puede pesar 300 kg. La mandíbula en cambio no contiene diploë y es sólida y relativamente pesada.