Cefalización

La cefalización es una tendencia evolutiva en los animales que, a lo largo de muchas generaciones, los órganos sensoriales especiales y los ganglios nerviosos se concentran hacia el extremo rostral del cuerpo donde se encuentra la boca , lo que a menudo produce una cabeza agrandada. Esto está asociado con la dirección del movimiento del animal y la simetría bilateral , y la cefalización del sistema nervioso condujo a la formación de un cerebro centralizado funcional en tres grupos de animales bilaterales , a saber, los artrópodos , los moluscos cefalópodos y los vertebrados ( craneanos ).

Los cnidarios , como los Hydrozoa radialmente simétricos , muestran cierto grado de cefalización. Los Anthomedusae tienen una cabeza con boca, células fotorreceptoras y una concentración de células neuronales. ^[1]

La cefalización es un rasgo característico de los bilaterales , un gran grupo que contiene la mayoría de los filos animales. ^[2] Estos tienen la capacidad de moverse, utilizando músculos, y un plan corporal con una parte frontal que encuentra estímulos primero cuando el animal se mueve hacia adelante, y en consecuencia ha evolucionado para contener muchos de los órganos sensoriales del cuerpo, capaces de detectar luz, sustancias químicas y gravedad. A menudo también hay una colección de células nerviosas capaces de procesar la información de estos órganos sensoriales, formando un cerebro en varios filos y uno o más ganglios en otros. ^[3]

Los acelos son animales bilaterales basales, parte de los xenacoelomorfos . Son animales pequeños y simples, y tienen muy pocas más células nerviosas en el extremo de la cabeza que en el resto del cuerpo, por lo que no forman un cerebro definido y compacto. Esto representa una etapa temprana de la cefalización. ^[4]

Los platelmintos tienen un sistema nervioso más complejo que los acelos y están ligeramente cefalizados, por ejemplo tienen una mancha ocular encima del cerebro, cerca del extremo frontal. ^[4]

El filósofo Michael Trestman señaló que tres filos bilaterales, a saber, los artrópodos, los moluscos con forma de cefalópodos y los cordados, se distinguían por tener "cuerpos activos complejos", algo que los acelos y los platelmintos no tenían. Cualquier animal de este tipo, ya sea depredador o presa, tiene que ser consciente de su entorno, para atrapar a su presa o para evadir a sus depredadores. Estos grupos son exactamente los que están más cefalizados. ^{[5] [6]} Sin embargo, estos grupos no están estrechamente relacionados: de hecho, representan ramas muy separadas de los Bilateria, como se muestra en el árbol filogenético ; sus linajes se dividieron hace cientos de millones de años. No se muestran otros filos (menos cefalizados), para mayor claridad. ^{[7] [8] [9]}

En los artrópodos , la cefalización progresó con la incorporación gradual de segmentos del tronco a la región de la cabeza. Esto fue ventajoso porque permitió la evolución de piezas bucales más efectivas para capturar y procesar alimentos. Los insectos están fuertemente cefalizados, su cerebro está formado por tres ganglios fusionados unidos al cordón nervioso ventral, que a su vez tiene un par de ganglios en cada segmento del tórax y el abdomen. La cabeza del insecto es una estructura elaborada hecha de varios segmentos fusionados rígidamente entre sí, y equipada con ojos simples y compuestos , y múltiples apéndices que incluyen antenas sensoriales y piezas bucales complejas (maxilares y mandíbulas). ^[4]

Los moluscos cefalópodos , incluidos los pulpos , calamares , sepias y nautilus, son los invertebrados más inteligentes y altamente cefalizados, con sentidos bien desarrollados, incluidos ojos de "cámara" avanzados y cerebros grandes. ^{[10] [11]}

La cefalización en vertebrados , el grupo que incluye mamíferos , aves , reptiles , anfibios y peces , ha sido ampliamente estudiada. ^[4] Las cabezas de los vertebrados son estructuras complejas, con órganos sensoriales distintos (vista por ojos tipo cámara, olfato por fosas nasales, gusto por papilas gustativas , equilibrio y audición por vesícula ótica ); un cerebro grande y multilobulado (al menos en tres partes); y más tarde, en los mandibulares , dientes y, en los tetrápodos , lengua (las estructuras queratinosas como dientes y la lengua surgieron independientemente en las lampreas sin mandíbula ). Los cefalocordados como Branchiostoma (la lanceta, un pequeño animal parecido a un pez con muy poca cefalización), están estrechamente relacionados con los vertebrados pero no tienen estas estructuras. En la década de 1980, la nueva hipótesis de la cabeza propuso que la cabeza de los vertebrados es una novedad evolutiva resultante de la aparición de la cresta neural y las placodas craneales (áreas engrosadas del ectodermo ), que dan lugar a la formación de todos los sentidos fuera del cerebro. ^{[12] [13]} Sin embargo, en 2014, se descubrió que un tejido larvario transitorio de la lanceta era prácticamente indistinguible del cartílago derivado de la cresta neural (más tarde hueso , en los mandibulares) que forma el cráneo de los vertebrados , lo que sugiere que la persistencia de este tejido y la expansión en todo el espacio de la cabeza podría ser una ruta evolutiva viable para la formación de la cabeza de los vertebrados. ^{[14] Los vertebrados avanzados tienen} cerebros cada vez más elaborados . ^[4]

• Organogénesis
• Filogenética