¿Qué son los reptiles y cómo se definen en la biología moderna?

Los reptiles, agrupados en la clase Reptilia (del latín reptĭlis, que se arrastra), son animales vertebrados amniotas que tradicionalmente se han caracterizado por poseer escamas epidérmicas de queratina. La especialidad de la zoología que estudia específicamente a los reptiles se denomina herpetología. En las últimas décadas, la adopción de la sistemática cladística ha transformado la comprensión de este grupo, pasando de una clasificación basada únicamente en la apariencia externa a una definición rigurosamente monofilética que incluye a las aves como descendientes directos de los dinosaurios.

¿Cómo ha cambiado la definición taxonómica de Reptilia con la cladística?

A principios del siglo XXI, el auge de la cladística demostró que la clasificación histórica de los reptiles era parafilética, ya que excluía a las aves y a los mamíferos a pesar de compartir un antepasado común. Los mamíferos evolucionaron a partir de los terápsidos (antiguamente denominados reptiles mamiferoides), mientras que las aves lo hicieron a partir de un grupo de dinosaurios terópodos, estando más estrechamente emparentadas con los cocodrilos actuales que estos con el resto de reptiles no aviares. Para solventar esta discrepancia, científicos como Modesto y Anderson propusieron en 2004 una definición basada en el tallo para mantener un grupo monofilético estable: definieron Reptilia como todos los amniotas más cercanos a Lacerta agilis y Crocodylus niloticus que a Homo sapiens. Esta definición sitúa formalmente a las aves dentro del clado Reptilia.

¿Cuándo y cómo se originaron evolutivamente los primeros reptiles?

Los reptiles se originaron a partir de los reptiliomorfos, un grupo de tetrápodos con rasgos tanto de anfibios como de reptiles, en los pantanos del periodo Carbonífero hace aproximadamente entre 310 y 320 millones de años. El animal más antiguo conocido considerado un amniota fósil es Casineria, aunque existen indicios icnológicos en Nueva Escocia datados en 315 millones de años con huellas de escamas y dedos típicos de reptiles. Estos rastros se atribuyen habitualmente a Hylonomus, considerado el reptil incuestionable más antiguo. Medía entre 20 y 30 centímetros de longitud y presentaba una dentición adaptada a una dieta insectívora, sentando las bases para la posterior diversificación de los linajes durante la era Mesozoica.

¿Qué características presenta la piel de los reptiles y cómo funciona el proceso de muda?

La piel de los reptiles está cubierta por una epidermis córnea impermeable que les permite habitar en tierra firme con eficacia frente a los anfibios. A diferencia del cuero de los mamíferos, la piel de los reptiles es relativamente delgada y carece de una gruesa capa dérmica. En los lepidosaurios, como lagartos y serpientes, el cuerpo se protege mediante escamas epidérmicas superpuestas, mientras que en tortugas y cocodrilos las estructuras externas son de origen dérmico y se denominan escudos, formando un caparazón en el caso de los quelonios. Para permitir su crecimiento, los reptiles experimentan un proceso de renovación cutánea denominado ecdisis. Este proceso se repite de forma continua, siendo más frecuente en juveniles debido a su rápido desarrollo y disminuyendo de manera drástica en la edad adulta.

¿Cómo respiran los reptiles y qué adaptaciones pulmonares poseen?

Todos los reptiles respiran exclusivamente mediante pulmones a lo largo de su vida adulta, aunque algunas especies acuáticas han desarrollado adaptaciones secundarias como una mayor permeabilidad cutánea o intercambio gaseoso a través de la cloaca. La ventilación pulmonar varía significativamente entre los distintos órdenes. En los escamosos, la musculatura axial facilita la locomoción y la respiración simultánea, limitando a menudo la capacidad de correr y respirar al mismo tiempo, salvo en especies como los varanos, que emplean un bombeo bucal complementario. Por su parte, los cocodrilos poseen un diafragma muscular homólogo al pistón hepático que tira del pubis hacia atrás para expandir los pulmones. Además, investigaciones científicas han demostrado la existencia de un flujo de aire unidireccional dentro de los pulmones de ciertos reptiles, como iguanas y caimanes, un rasgo que se comparte evolutivamente con las aves.

¿De qué manera se reproducen los reptiles y qué papel cumple el huevo amniótico?

La reproducción de los reptiles es predominantemente sexual, con fecundación interna que se canaliza a través de la cloaca mediante órganos copuladores especializados, como el pene único en tortugas y cocodrilos o los hemipenes pares en los escamosos, mientras que los tuátaras carecen de órgano copulador y realizan una simple aposición cloacal. La gran mayoría de los reptiles depositan huevos amnióticos provistos de una cáscara flexible o calcárea que protege al embrión de la desecación a la vez que permite el intercambio gaseoso. Este huevo contiene membranas especializadas como el amnio, el corion y la alantoides. No obstante, en diversos clados de escamosos, como las boas y la mayoría de las víboras, ha evolucionado de manera independiente la viviparidad y la ovoviviparidad. Asimismo, algunas especies de lagartos y serpientes pueden reproducirse de forma asexuada mediante partenogénesis.

¿Cómo regulan su temperatura corporal y cuál es el metabolismo de los reptiles?

Los reptiles modernos se caracterizan por presentar un metabolismo basado en la ectotermia, la poiquilotermia y el bradimetabolismo, lo que significa que dependen principalmente de fuentes térmicas externas para mantener su temperatura corporal dentro de rangos óptimos. Esta estrategia energética reduce drásticamente sus necesidades de alimento en comparación con los animales endotérmicos; un cocodrilo, por ejemplo, puede consumir una fracción mínima del alimento que requiere un mamífero carnívoro de su mismo peso y sobrevivir meses con una sola ingesta. Sin embargo, en grandes reptiles extintos o actuales, la baja relación entre superficie y volumen corporal permitía mantener temperaturas internas estables mediante un fenómeno conocido como gigantotermia, demostrando que la fisiología térmica de este grupo posee una notable complejidad evolutiva y ecológica.

Sources & Further Reading

Modesto, S.P., & Anderson, J.S. (2004). The phylogenetic definition of Reptilia. Systematic Biology, 53(5), 815–821. PMID 15545258.

Uetz, Peter. (2020). Species Numbers (as of Aug 2020). The Reptile Database. Database.

Laurin, M., & Reisz, R.R. (1995). A reevaluation of early amniote phylogeny. Zoological Journal of the Linnean Society, 113(2), 165–223.

Robert L. Cieri, Brent A. Craven, Emma R. Schachner, & C.G. Farmer. (2014). New insight into the evolution of the vertebrate respiratory system and the discovery of unidirectional airflow in iguana lungs. Proceedings of the National Academy of Sciences, 111(48), 17218–17223.