BIOLOGÍA
Los peces cartilaginosos son un modelo exitoso en la naturaleza debido a las múltiples características biológicas que han desarrollado para ser hoy en día, uno de los depredadores más eficientes en el mundo.
Términos morfológicos utilizados en tiburones
1 hocico – 2 Ojo – 3 Primera dorsal – 4 Segunda dorsal – 5 Aleta caudal – 6 Lóbulo superior – 7 Lóbulo inferior – 8 Aleta anal – 9 Clasper (machos) – 10 Aleta pélvica – 11 Aleta pectoral – 12 Pliegues labiales – 13 Boca
Términos morfológicos utilizados en rayas
1 hocico – 2 Ojo – 3 Espinas de la línea media – 4 Aleta pélvica – 5 Púa o espina aserrada – 6 Cola – 7 Aleta pectoral
FORMA Y ESQUELETO
La estructura del cuerpo de un tiburón consta de tres partes principales: la cabeza, que va desde el rostro incluyendo ojos y boca hasta las branquias; el cuerpo o tronco desde el par de aletas pectorales hasta el par de aletas pélvicas; y la cola que se divide en, cola pre-caudal (con o sin aleta anal) y aleta caudal.
Los tiburones tienen una forma hidrodinámica, como un torpedo, con una cabeza afilada o puntiaguda, lo que les ayuda a ser más rápidos en el agua. Las aletas en los tiburones tienen un rol esencial, ya que evitan que estos giren sobre sí mismos, controlando la dirección. Poseen una o dos aletas dorsales, dos aletas pélvicas y pueden presentar una aleta anal, las que les sirven para estabilizar su cuerpo. Presentan también dos aletas pectorales, que evitan que el tiburón se incline hacia arriba o hacia abajo, ya que lo elevan cuando nada evitando que se hunda. La aleta caudal tiene la función de propulsar y dar la dirección.
El esqueleto es de cartílago, un material muy ligero y flexible. Carecen de conexiones entre la mayor parte de las estructuras, lo que los hace muy flexibles. El cartílago en vez de huesos ha hecho de los tiburones uno de los animales más avanzados y eficaces en los océanos, pero también es lo que más amenaza su supervivencia. Las aletas del tiburón son las responsables de la natación, y están sostenidas por unas estructuras cartilaginosas basales y radiales. La mayor parte de la membrana de la aleta está sostenida por unas fibras alargadas de colágeno llamadas “ceratotriquios”. Estas largas fibras son el ingrediente más importante de la sopa de aleta de tiburón.
Aunque insípidas, su comercialización alcanza valores elevados en los mercados asiáticos. El problema frente a esto es que los tiburones en algunos países son cazados y desmembrados de sus aletas solo para la comercialización de éstas, y el resto del cuerpo se desaprovecha y es eliminado al mar.
Los peces cartilaginosos son un modelo exitoso en la naturaleza debido a sus múltiples características biológicas que han desarrollado para ser hoy en día, uno de los depredadores más eficientes en el mundo.
SENTIDOS
Los tiburones son depredadores complejos muy evolucionados, con cerebros relativamente grandes. El desarrollo de los sentidos y la inclusión de nuevos órganos para aumentar la capacidad de detección de presas les ha permitido mantenerse invariables a lo largo de 65 millones de años de evolución y ser los depredadores más perfectos en el océano.
Los tiburones utilizan un par de fosas nasales ubicadas en la parte inferior de la cabeza, frente a la boca, denominadas narinas. Al entrar el flujo de agua por estos orificios pueden captar el más mínimo residuo de aminoácido. Cuando identifican una fuente de olor nadan contra la corriente de forma sinuosa, asegurándose que el olor percibido por uno de los orificios sea tan fuerte como por el otro. Estas fosas nasales no les sirven para respirar. Este sentido es el primero que utilizan para detectar una posible presa a gran distancia. Una gota de sangre puede detectarse a 5 km de distancia.
Los ojos bastante perfeccionados y muy semejantes a los de los mamíferos, están situados a ambos lados de la cabeza lo que les da un amplio campo de visión. Tienen muy buena vista, sus pupilas pueden dilatarse y contraerse para regular la cantidad de luz que reciben, ver diferentes sombras y algunas especies pueden ver incluso en colores. Presentan una buena visión nocturna gracias a una estructura llamada Tapetum lucidum, que es un espejo reflector situado detrás de la retina, que permite que la luz se refleje dentro del ojo.
La mayoría de los tiburones tienen un párpado fijo alrededor del ojo, el que no pueden cerrar para protegerlo cuando cazan, por lo que algunos grupos desarrollaron un tercer párpado, la membrana nictitante inferior (como ocurre en la familia Carcharhinidae). Los que no poseen esta membrana para proteger sus ojos los pueden hacer girar e introducirlos bajo el cráneo.
Pueden detectar sonidos a gran distancia y de baja frecuencia. Los cambios de presión originados por el sonido se detectan en el oído interno, ubicado a ambos lados del cerebro y conectado a la línea lateral (carecen de oído externo). La estructura del oído interno es muy parecida a la de los mamíferos, siendo muy sensible a los sonidos de baja frecuencia.
El oído es uno de los primeros sentidos en que confían para detectar las presas, ya que éste viaja en el agua más rápido y a mayores distancias. Los tiburones se sienten atraídos por sonidos de baja frecuencia que emiten las presas heridas o enfermas. Pueden oír a distancias de 2,5 km.
A pesar de lo que se puede pensar, los tiburones tienen un poderoso sentido del gusto y pueden ser bastante exigentes con la comida. Lo que no les sabe bien lo rechazan, y a veces sólo por accidente pueden tragar desechos plásticos u otro tipo de basura que el hombre arroja al mar. Las papilas gustativas no solo se encuentran en su boca, sino también en todo su cuerpo, por esto muchos tiburones pueden frotarlo con las posibles presas solo para probar su sabor.
Los cambios de presión, la temperatura del agua, las corrientes y cualquier señal eléctrica, se pueden detectar en la piel a partir de la línea lateral que recorre longitudinalmente ambos lados del cuerpo del animal. La línea lateral es una hilera de pequeños poros que conducen a un sistema de canales llenos de líquidos bajo la piel. Este sistema hidrodinámico detecta los cambios de presión en el agua a través de diminutos pelos al interior de estos órganos, enviando impulsos nerviosos al cerebro.
Este sentido es el más avanzado que poseen y les permite detectar los diminutos campos eléctricos que dejan los animales al moverse. Este sistema electrosensorial se encuentra alrededor de la cabeza y la boca y consiste en pequeños orificios sensoriales rellenos de gelatina. Gracias a este sentido, los tiburones pueden detectar los movimientos de otros animales y a presas ocultas a una corta distancia (50 cm), además de orientarse dentro del campo magnético terrestre cuando realizan sus migraciones.
A veces pueden chocar con objetos inanimados de metal como una embarcación o basura, debido a que los metales al contacto con el agua salada desprenden señales eléctricas, lo que hace que las confundan con presas.
DENTÍCULOS DÉRMICOS
La textura áspera de la piel de los tiburones se debe a la presencia de dentículos dérmicos (minúsculos dientes insertos en la piel) también llamados escamas placoídeas, las cuales recubren completamente su cuerpo.
Los dentículos dérmicos son simples en aspecto, pero están construidos con avanzados principios de ingeniería. Su microestructura les confiere una firmeza tal que se puede comparar con la resistencia del acero. A su vez ésta es muy parecida a la de los dientes, que cuentan con coronas cubiertas por un esmalte compuesto por un mineral duro y cristalino llamado apatita, inserto en una proteína suave (colágeno) y fijados en la piel por bases de dentina. Cada dentículo dérmico tiene una placa basal en forma de disco en la dermis y una cúspide que se proyecta hacia fuera a través de la epidermis.
Presentan una gran variedad de formas dependiendo de la especie y de la parte del cuerpo en que se encuentren. Su forma característica está compuesta por una amplia corona con surcos y estrías, un tallo estrecho y una base con la cual se fija a la piel. Estas coronas se traslapan firmemente, proporcionando la protección contra depredadores incluyendo el ataque de otros tiburones y parásitos minúsculos de la piel. Están acomodados de tal forma que apuntan hacia la cola del tiburón, con el fin de reducir la fricción al fluir el agua alrededor de su cuerpo, además otorgan agilidad en la natación, minimizan el arrastre superficial y maximizan la eficiencia al producir un flujo laminar en la piel.
Los dentículos dérmicos se desprenden y renuevan durante toda la vida del tiburón. En algunas especies forman estructuras alargadas como las espinas de las aletas (orden Squaliformes), dientes rostrales (orden Pristiformes) o grandes aguijones (tiburones de la familia Echinorhinidae o casi todas las rayas).
Los tiburones pueden presentar una amplia gama de colores, producidos por células pigmentarias de la piel, que van desde el amarillo, gris, azul, pardo, entre otros, aunque la mayoría presenta tonalidades grises y pardos.
MANDÍBULAS Y DIENTES
El aparato dental de los peces cartilaginosos es una máquina perfecta. Al ser la dentadura su arma de supervivencia tiene un desgaste excesivo y a medida que las piezas dentales se deterioran o rompen, son reemplazadas manteniendo su estructura completa. Las mandíbulas tienen de cinco a siete filas de dientes que no están unidas con el cráneo, sino que se encuentran enclavadas en membranas fibrosas. Cuando un tiburón pierde un diente, uno nuevo vuelve a crecer. En los más pequeños esto se produce cada 1 o 2 semanas, mientras que en especies más grandes esta rotación se produce cada 1 o 2 meses.
Cuando el tiburón ataca, los dientes inferiores generalmente puntiagudos, capturan la presa y los superiores son utilizados para desgarrar la carne. Las especies que consumen invertebrados con caparazón tienen en la parte frontal de las mandíbulas dientes pequeños y agudos para agarrar a sus presas, y dientes planos en la parte posterior para triturar las conchas duras.
Los tiburones de gran tamaño tienen dientes triangulares y planos, con los bordes aserrados para cortar en grandes pedazos peces y cefalópodos. Otras especies como el marrajo o el tiburón tigre tienen dientes largos y finos, en forma de aguja, diseñados para agarrar con facilidad grandes peces en mar abierto.
Los dientes de los tiburones son bastante duros y están formados por esmalte con una raíz de dentina. Por su duración abundan en los registros fósiles. La forma, disposición y características particulares de cada diente permiten identificar de manera exacta la familia que estamos observando e incluso, podemos inferir sobre el tipo de alimentación y hábitat de cada especie. La mandíbula está debajo del cráneo, de forma que la abertura bucal suele quedar detrás del hocico, en la cara inferior de la cabeza. La mandíbula superior e inferior no forman parte del cráneo, por lo que pueden moverse de forma independiente, esto lleva a que pueda sobresalir del cráneo cuando están alimentándose. En los grandes tiburones depredadores, la mandíbula está muy bien adaptada para agarrar presas. La mandíbula superior queda laxamente suspendida por debajo del cráneo mediante ligamentos y tejido conectivo. La mandíbula inferior está conectada a l superior por los vértices de la boca y está recubierta por músculos voluminosos que se utilizan para masticar.
ALIMENTACIÓN
Todos los tiburones son carnívoros, y aunque muchos ingieren una amplia gama de presas e incluso todo lo que pueda entrar por sus bocas (tiburón tigre), hay especies que son selectivas y especializadas en una pequeña variedad de presas.
La gama de formas de su dentadura es lo que les permite la variedad de presas que pueden consumir. Existe la especialización como es el caso de los grandes tiburones consumidores de plancton, como el tiburón ballena y el peregrino. Estos cuentan con largos y delgados filamentos branquiales que, a modo de barreras, sirven como tamiz, en donde las pequeñas presas del plancton quedan atrapadas y posteriormente son ingeridas.
Muchos tiburones se han especializado en presas muy veloces como peces espada y calamares, los que una vez atrapados son engullidos enteros. Otros depredadores como el tiburón blanco se alimentan de presas más pequeñas enteras o arrancando grandes trozos de animales grandes. Otros como los peje-zorro usan sus largas colas para aturdir a los peces en los cardúmenes.
Una vez que engullen la presa, la digestión puede ser bastante larga. El estómago en forma de “J” es el inicio de la digestión y es donde los alimentos indigeribles se almacenan, y luego son expulsados debido a que tienen la capacidad de revertir su estómago por fuera de su boca. Posteriormente el alimento continúa su digestión en el intestino o válvula espiral, la que tiene múltiples vueltas en una breve sección. La longitud de la válvula y el número de vueltas dependerá del tipo de alimento que consuman.
El hígado es uno de los órganos más importantes de los tiburones, ya que tiene como función la flotabilidad y almacenamiento de la energía. Éste es enorme y ocupa la mayor parte de la cavidad corporal, en el caso de las hembras es esencial para almacenar energía para los largos periodos de gestación. Del hígado se obtiene el escualeno, un aceite ligero que se usa en la industria cosmética y farmacéutica.
REPRODUCCIÓN
La reproducción es el proceso biológico que permite la producción de nuevos organismos. En los peces cartilaginosos se realiza a través de fecundación interna. Estos se caracterizan por tener una gran longevidad, madurez sexual tardía, baja fecundidad y variadas estrategias reproductivas. La gran mayoría de las especies son vivíparas, es decir los embriones se desarrollan libremente en el útero de la madre. Los hay también ovovivíparas, donde los huevos se desarrollan y crecen dentro de la madre, pero en compartimientos individuales (ovicápsulas o huevos), y especies ovíparas, es decir liberan los huevos al ambiente.
Existe un claro dimorfismo sexual, es decir, el macho se diferencia externamente de la hembra. Los machos, presentan en las aletas pélvicas un órgano cilíndrico llamado clasper o pterigopodio, el cual utiliza para la fecundación interna. Previo al apareamiento los tiburones realizan rituales entre hembras y machos, como nado sincronizado, mordiscos del macho que sirven para estimulan a la hembra o para sujetarse a su aleta pectoral durante la cópula.
En este caso, la glándula nidamental secreta un envoltorio delgado y transparente, desarrollando una conexión entre el saco vitelino del embrión y el útero de la madre, el cual los mantiene en su útero hasta que hayan absorbido el saco vitelino, y hayan completado su desarrollo para dar a luz a los juveniles, que son copias en miniatura de sus padres.
Una vez producida la fecundación del huevo este se segmenta. Es en este periodo donde se define el número de embriones (que puede variar entre 6-8) y la cantidad de vitelo, del cual se van a nutrir durante el tiempo que dure la gestación. El periodo de segmentación es denominado vela y puede durar alrededor de 4 meses.
Cuando un embrión muere, incluso habiendo alcanzado un alto grado de desarrollo, no provoca el aborto de la camada, sino que, por algún mecanismo desconocido hasta hoy, se impide la putrefacción hasta su posterior expulsión con el resto de los embriones vivos, ya desarrollados. Algunos embriones complementan su alimentación durante la gestación, con huevos no fertilizados (ovofagia) u otros embriones (adelfofagia o canibalismo embrionario intrauterino).
Un caso excepcional es el de Squalus acanthias o también llamado tollo de cachos, el cual tiene uno de los periodos de gestación más largos vistos en la naturaleza, con una duración entre los 18-24 meses.
El saco vitelino se desarrolla dando lugar a una placenta que queda unida a la pared del útero por un pedúnculo vitelino. Éste funciona como cordón placentario conectando el saco vitelino y el embrión, para transportar nutrientes desde vellosidades que secretan leche desde el epitelio uterino. Este tipo de reproducción asegura la correcta alimentación de la cría durante su desarrollo y por lo tanto ésta podrá sobrevivir los rigores del mar después de su nacimiento.
Este tipo de reproducción es muy semejante a la de los mamíferos, pero fue desarrollada mucho antes por los tiburones. La principal diferencia es que después de nacer el juvenil no es cuidado por sus progenitores.