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ZOOLOGIA II PROFESSORA Dra. Jislaine Cristina da Silva ACESSE AQUI O SEU LIVRO NA VERSÃO DIGITAL! https://apigame.unicesumar.edu.br/qrcode/3623 EXPEDIENTE C397 CENTRO UNIVERSITÁRIO DE MARINGÁ. Núcleo de Educação a Distância. SILVA, Jislaine Cristina da. Zoologia II. Dra. Jislaine Cristina da Silva. Maringá - PR.: UniCesumar, 2021. Reimpresso em 2022. 232 p. “Graduação - EaD”. 1. Zoologia. EaD. I. Zoologia II FICHA CATALOGRÁFICA NEAD - Núcleo de Educação a Distância Av. Guedner, 1610, Bloco 4Jd. Aclimação - Cep 87050-900 | Maringá - Paraná www.unicesumar.edu.br | 0800 600 6360 Coordenador(a) de Conteúdo Gustavo Affonso Pisano Mateus Projeto Gráfico e Capa Arthur Cantareli, Jhonny Coelho e Thayla Guimarães Editoração Henrique Cole e Piera Paoliello Design Educacional Kaio Vinicius Cardoso Gomes e Ana Elisa Faltz Davanco Portela Revisão Textual Ariane Andrade Fabreti Ilustração André Azevedo Fotos Shutterstock CDD - 22 ed. 590 CIP - NBR 12899 - AACR/2 ISBN 978-65-5615-322-3 Impresso por: Bibliotecário: João Vivaldo de Souza CRB- 9-1679 DIREÇÃO UNICESUMAR NEAD - NÚCLEO DE EDUCAÇÃO A DISTÂNCIA Diretoria Executiva Chrystiano Mincoff, James Prestes, Tiago Stachon Diretoria de Design Educacional Débora Leite Diretoria de Graduação e Pós-graduação Kátia Coelho Diretoria de Cursos Híbridos Fabricio Ricardo Lazilha Diretoria de Permanência Leonardo Spaine Head de Curadoria e Inovação Tania Cristiane Yoshie Fukushima Head de Produção de Conteúdo Franklin Portela Correia Gerência de Contratos e Operações Jislaine Cristina da Silva Gerência de Produção de Conteúdo Diogo Ribeiro Garcia Gerência de Projetos Especiais Daniel Fuverki Hey Supervisora de Projetos Especiais Yasminn Talyta Tavares Zagonel Supervisora de Produção de Conteúdo Daniele C. Correia Reitor Wilson de Matos Silva Vice-Reitor Wilson de Matos Silva Filho Pró-Reitor de Administração Wilson de Matos Silva Filho Pró-Reitor Executivo de EAD William Victor Kendrick de Matos Silva Pró-Reitor de Ensino de EAD Janes Fidélis Tomelin Presidente da Mantenedora Cláudio Ferdinandi BOAS-VINDAS Neste mundo globalizado e dinâmico, nós tra- balhamos com princípios éticos e profissiona- lismo, não somente para oferecer educação de qualidade, como, acima de tudo, gerar a con- versão integral das pessoas ao conhecimento. Baseamo-nos em 4 pilares: intelectual, profis- sional, emocional e espiritual. Assim, iniciamos a Unicesumar em 1990, com dois cursos de graduação e 180 alunos. Hoje, temos mais de 100 mil estudantes espalhados em todo o Brasil, nos quatro campi presenciais (Maringá, Londrina, Curitiba e Ponta Grossa) e em mais de 500 polos de educação a distância espalhados por todos os estados do Brasil e, também, no exterior, com dezenas de cursos de graduação e pós-graduação. Por ano, pro- duzimos e revisamos 500 livros e distribuímos mais de 500 mil exemplares. Somos reconhe- cidos pelo MEC como uma instituição de exce- lência, com IGC 4 por sete anos consecutivos e estamos entre os 10 maiores grupos educa- cionais do Brasil. A rapidez do mundo moderno exige dos edu- cadores soluções inteligentes para as neces- sidades de todos. Para continuar relevante, a instituição de educação precisa ter, pelo menos, três virtudes: inovação, coragem e compromis- so com a qualidade. Por isso, desenvolvemos, para os cursos de Engenharia, metodologias ati- vas, as quais visam reunir o melhor do ensino presencial e a distância. Reitor Wilson de Matos Silva Tudo isso para honrarmos a nossa mis- são, que é promover a educação de qua- lidade nas diferentes áreas do conheci- mento, formando profissionais cidadãos que contribuam para o desenvolvimento de uma sociedade justa e solidária. P R O F I S S I O N A LT R A J E T Ó R I A Dra. Jislaine Cristina da Silva Doutora em Ciências Ambientais pela Universidade Estadual de Maringá (2019), mestre em Conservação e Manejo de Recursos Naturais pela Universidade Esta- dual do Oeste do Paraná (2013) e graduada em Licenciatura em Ciências Biológi- cas pela Unicesumar (2010). Atualmente, desenvolve pesquisas científicas na área de zoologia e ecologia de peixes e ictioplâncton. Atua como docente no curso EAD em Ciências Biológicas da Unicesumar. http://lattes.cnpq.br/7247156259667711 A P R E S E N TA Ç Ã O D A D I S C I P L I N A ZOOLOGIA II Olá, caro(a) aluno(a), seja bem-vindo(a) à disciplina de Zoologia II. Este material complementa Zoologia I e Parasitologia e avança, evolutivamente, na composição do reino Animalia, dando ênfase aos animais vertebrados, estudando aspectos de biologia, morfofisiologia, evolução, filogenia e autoecologia. Na Unidade 1, iniciamos com a história evolutiva dos vertebrados e seus parentes mais próxi- mos, os Urochordata e Cephalochordata. Estes compõem os Chordata, cuja as características compartilhadas são: notocorda, cordão nervoso dorsal oco, fendas faríngeas, endóstilo e cauda pós-anal. Os vertebrados se dividem em cinco grandes grupos: peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Na Unidade 2, será abordado o grupo mais diverso de vertebrados, os peixes, que se des- tacam pela presença de brânquias, membros em forma de nadadeiras e pele com escamas de origem dérmica. Os três principais clados de peixes são: Agnatha (feiticeiras e lampreias), Chondrichthyes (raias e tubarões) e Osteichthyes (todos os peixes ósseos), que serão deta- lhadas ao longo desta unidade. Na Unidade 3, destaque para os anfíbios, os primeiros vertebrados que evoluíram para uma vida terrestre, embora dependendo, ainda, da água para reprodução. Os anfíbios, assim como os répteis, aves e mamíferos, são animais tetrápodes, em que eles ou o ancestral possuem quatro pares de patas. Os anfíbios se dividem em Gymnophiona (cecílias ou cobras-cegas), Urodela (salamandras, tritões e proteus) e Anura (sapo, rãs e pererecas). Na Unidade 4, conheceremos a história evolutiva dos amniotas, animais que compartilham um ovo amniótico, resistente à dessecação do meio terrestre, permitindo a vida completa fora d’água. Este grupo inclui os répteis, as aves e os mamíferos, cujos dois primeiros serão tratados nesta unidade, apresentando outras características que evoluíram para a vida ter- restre e aérea (voo). Na Unidade 5, serão abordados os mamíferos, grupo ao qual pertencem os seres humanos. Com caracteres exclusivos, como presença de pelos, glândulas mamárias e cérebro grande, estes animais puderam explorar e habitar, praticamente, todos os ambientes da terra. Basi- camente, se dividem em três grandes grupos: os monotremados (botam ovos), marsupiais (possuem marsúpio) e placentários (possuem placenta). ÍCONES Sabe aquele termo ou aquela palavra que você não conhece? Este ele- mento ajudará você a conceituá-lo(a) melhor da maneira mais simples. conceituando No fim da unidade, o tema em estudo aparecerá de forma resumida para ajudar você a fixar e a memorizar melhor os conceitos aprendidos. quadro-resumo Neste elemento, você fará uma pausa para conhecer um pouco mais sobre o assunto em estudo e aprenderá novos conceitos. explorando ideias Ao longo do livro, você será convidado(a) a refletir, questionar e transformar. Aproveite este momento! pensando juntos Enquanto estuda, você encontrará conteúdos relevantes on-line e aprenderá de maneira interativa usando a tecno- logia a seu favor. conecte-se Quando identificar o ícone de QR-CODE, utilize o aplicativo Unicesumar Experience para ter acesso aos conteúdos on-line. O download do aplicati- vo está disponível nas plataformas: Google Play App Store CONTEÚDO PROGRAMÁTICO UNIDADE 01 UNIDADE 02 UNIDADE 03 UNIDADE 05 UNIDADE 04 FECHAMENTO CHORDATA: EVOLUÇÃO, CLASSIFICAÇÃO E ASPECTOS MORFOLÓGICOS GERAIS 08 PEIXES 49 92 TETRÁPODES E ANFÍBIOS 131 AMNIOTAS: RÉPTEIS E AVES 179 MAMÍFEROS 221 CONCLUSÃO GERAL 1 CHORDATA: EVOLUÇÃO, CLASSIFICAÇÃO e aspectos morfológicos gerais PLANO DE ESTUDO A seguir, apresentam-se as aulasque você estudará nesta unidade: • História evolutiva dos vertebra- dos • Classificação dos Chordata • Subfilo Urochordata • Subfilo Cephalochordata • Subfilo Vertebrata. OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM Conhecer o histórico evolutivo dos vertebrados, como e onde iniciaram sua trajetória • Compreender como são classificados, atualmente, os cordados • Descrever aspectos gerais da biologia e evolução do subfilo Urochordata, que apresentam as características mais primitivas dos cordados • Discorrer sobre os aspectos morfofisiológicos do subfilo Cephalochordata • Identificar as características morfofisiológicas gerais compartilhadas dentro do subfilo Vertebrata e entender suas principais relações filogenéticas. PROFESSORA Dra. Jislaine Cristina da Silva INTRODUÇÃO Olá, caro(a) aluno(a), seja bem-vindo(a) a esta unidade, em que iniciaremos uma longa e surpreendente viagem pelo mundo animal dos vertebrados. Tenho certeza que você estava aguardando ansiosamente esta disciplina, e com toda a razão, pois a história dos vertebrados é fascinante. A história dos vertebrados proporciona uma imensidão de detalhes intrigantes. Para isso, na organização desta narrativa, devemos iniciar com algumas informações funda- mentais, como seu histórico evolutivo, registros fósseis, denominação dos diferentes tipos de cordados, classificação e filogenia. Desembaraçaremos algumas nomenclaturas e conheceremos a biologia dos grupos mais próximos dos vertebrados, os urocordados e cefalocordados. Popularmente conhecidos como tunicados e anfioxos, respectivamente, estes animais compartilham características sinapormóficas que só estão presentes nos cordados e, portanto, com- provam o monofiletismo deste filo. Ao chegar nos vertebrados verdadeiros, o subfilo Vertebrata, será produzida uma síntese de todas as estruturas morfofisiológicas gerais, presentes nas cinco classes de vertebrados, cada uma com suas singularidades. A partir destas informações com- partilhadas, as classes peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos serão estudadas, detalhadamente, nas unidades seguintes. Espero que após a leitura da unidade, você, aluno(a), tenha uma experiência bastante informativa. Aproveite cada detalhe do material e bons estudos! U N ID A D E 1 10 1 HISTÓRIA EVOLUTIVA DOS VERTEBRADOS Quando pronunciamos o termo “animal”, qual a primeira imagem que vem à sua mente? Certamente, será um vertebrado, pois todo ser humano conhece ou convive com algum destes animais. Embora os invertebrados sejam muito mais diversificados, o tamanho e a exuberância dos vertebrados garantem a atenção necessária, não é mesmo? Os vertebrados iniciaram sua história evolutiva há, aproximadamente, meio bilhão de anos, um período relativamente recente, quando comparado com a idade do planeta Terra, cerca de 4,6 bilhões de anos, e o registro dos primeiros traços de vida, há cerca de 3,5 e 3,8 bilhões de anos. No entanto foi apenas no meio do século XIX que o processo evolutivo desses animais começou a ser elucidado e passou-se a compreender as relações de parentesco entre as espécies existentes, conectando-as por meio do tempo geológico (Figura 1). Até recentemente, a evidência mais ancestral de um vertebrado consistia de fragmentos da armadura dérmica de vertebrados agnatos, conhecidos como os- tracodermes. Estes organismos eram muito distintos de qualquer vertebrado existente na atualidade, basicamente, eram peixes cobertos por armadura óssea (grego ostrac = casca, derm = pele), bem diferentes dos agnatos existentes hoje, que não possuem ossos. U N IC ES U M A R 11 Descrição da Imagem: a figura ilustra os tempos geológicos em cores distintas, com seus respectivos anos. Para cada Era Geológica, são atribuídas as formas de vida existentes ou que surgiram naquele período, desde os seres procariotos mais primitivos até os vertebrados superiores. PERÍODO FORMAS DE VIDA M IL H Õ ES D E A N O S AT RÁ S bilhões de anos atrás PA LE O ZO IC O M ES O ZO IC O CE N O ZO IC O QUARTENÁRIO NEÓGENO PALEÓGENO CRETÁCEO JURÁSSICO TRIÁSSICO PERMIANO CARBONÍFERO DEVONIANO SILURIANO ORDOVICIANO CAMBRIANO PRÉ-CAMBRIANO Figura 1 - Escala do tempo geológico e seus principais representantes animais Os fragmentos fósseis de ossos são encontrados desde o Período Ordoviciano, há cerca de 480 milhões de anos (Figura 1). Isto representa cerca de 80 milhões de anos antes dos primeiros fósseis completos de vertebrados se tornarem abun- dantes no Período Siluriano Superior, o que indica que os ostracodermes eram diversificados e tinham ampla distribuição mundial neste período. U N ID A D E 1 12 Descrição da Imagem: a imagem ilustra o animal Pikaia, que possuía miômeros e uma notocorda ao longo dos terços caudais do corpo, além de pequenas patas, uma cabeça e um par de antenas na extremidade posterior do corpo. Figura 2 - Pikaia, animal primitivo do Período Cambriano, mais similar aos cordados Registros fósseis mais recentes, encontrados na América do Norte e na Austrá- lia, são compostos por tecidos mineralizados, provavelmente, de vertebrados do Período Cambriano, há cerca de 500 milhões de anos. Na China, fósseis de vertebrados primitivos do Cambriano Inferior datam de 40 milhões de anos antes, sendo dois tipos diferentes de vertebrados do Cambriano Myllokumingia e Haikouichthys, encontrados no mesmo depósito fóssil. Ambos tinham cerca de 3 cm de comprimento, com forma similar a um peixe. A presença de um crânio e de miômeros em formato de W descrevem estes animais como Vertebrata verdadeiros, porém não possuem ossos ou tecidos mine- ralizados (POUGH; JANIS; HEISER, 2008). Outros fósseis inteiros de vertebrados foram encontrados no Período Siluriano Superior, no Reino Unido, na Noruega, na Ilha Spitsbergen e na América do Norte, datando cerca de 400 milhões de anos. No Período Cambriano, o animal primitivo mais conhecido semelhante aos cordados é o Pikaia, encontrado no Burgess Shale do Cambriano Médio. Possui miômeros e uma notocorda ao longo dos terços caudais do corpo (Figura 2). Um tipo fóssil, chamado de vetucoliano, também possui características corda- das, como endóstilo e fendas branquiais, e uma segmentação similar a uma notocorda perdida. Por isso, eles foram considerados deuterostômios basais, cordados basais ou mesmo tunicados basais (já que a maioria dos tunicados perdeu a notocorda na forma adulta). U N IC ES U M A R 13 Estudos evolutivos indicam que a origem dos vertebrados ocorreu em águas marinhas e, hipoteticamente, a evolução deles se concretizou em três etapas. A primeira, chamada de pré-vertebrado, refere-se a um animal que se alimentava de partículas em suspensão e utilizava os cílios para gerar uma corrente de água e conduzir o alimento até a faringe, similar aos anfioxos (KARDONG, 2016). Em um segundo momento, surgiu um vertebrado inicial sem maxilas, com uma bomba muscular que gerava uma corrente para trazer o alimento, como um Ag- natha. Já na terceira etapa, havia um vertebrado com maxilas que selecionava os alimentos capturados e podia ingerir alimentos maiores do que a boca vascula- rizada, os gnatostomados (KARDONG, 2016). Desse modo, os primeiros Vertebrata representaram um avanço considerá- vel em relação aos Chordata filtradores não-vertebrados. Seu aspecto inovador é composto por uma extremidade cefálica que contém um encéfalo tripartido envolto por um crânio cartilaginoso e complexos órgãos sensoriais (olhos, nariz, ouvido), e as brânquias passaram a ser utilizadas para a respiração em vez de alimentação por filtração. Os vertebrados se tornaram predadores ativos e não mais filtradores sésseis; grande parte apresentava armadura óssea externa, e as maxilas, homólogas às estruturas que originam os arcos branquiais, possivel- mente, evoluíram para aumentar a força e a efetividade da ventilação branquial e, posteriormente, para agarrar e segurar suas presas. U N ID A D E 1 14 As ideias evolucionistas,expandidas a partir da publicação da obra A Origem das Espécies, de Charles Darwin, em 1859, deram consistência científica e unifor- midade ao conceito da evolução e proporcionaram o avanço dos estudos filoge- néticos e da classificação dos organismos, embora esta ainda seja uma tarefa ex- traordinariamente difícil para os vertebrados, devido à sua ampla biodiversidade. Inicialmente, a classificação das espécies era gerenciada de forma que coloca- va cada espécie em sua “caixinha” identificada com seu nome, assim, era possível ter a dimensão da riqueza e diversidade dos animais. Por muito tempo, este tipo de classificação foi satisfatório, uma vez que se acreditava que as espécies eram estáticas e imutáveis. Com a aceitação da evolução como fato concreto, este modelo de classificação se tornou obsoleto. Atualmente, faz-se necessário expressar as relações evolutivas entre as espécies, utilizando métodos para gerar hipóteses evolutivas testáveis. Assim, as técnicas modernas de sistemática (classificação evolutiva de organis- mos) elevaram a classificação a um status muito mais complexo que o simples gerenciamento de arquivos (POUGH; JANIS; HEISER, 2008). 2 CLASSIFICAÇÃO DOS CHORDATA U N IC ES U M A R 15 As espécies que sobrevivem não são as mais fortes, nem as mais inteligentes, mas sim aquelas que se adaptam melhor às mudanças. (Charles Darwin) pensando juntos A diversidade de vertebrados é tão fascinante, que precisaríamos de mais milhares de anos para compreendê-la de maneira completa. Para você ter ideia, as espécies atualmente viventes representam uma pequena porcentagem sobre aquelas que existiram. Para cada espécie conhecida, pode ter existido mais de 100 espécies extintas, inclusive, sem similaridade com as espécies atuais. Um exemplo clássico são os dinossauros, que dominaram a Terra por 180 milhões de anos e são com- pletamente diferentes de qualquer vertebrado vivente. Além deles, os mamíferos também apresentaram formas ancestrais gigantes na Era do Pleistoceno e que, hoje, não existem mais. A extinção dos dinossauros foi um marco importante na evolução e diversificação dos vertebrados, especialmente os mamíferos, que, hoje, habitam os mais diversos ambientes, em praticamente todas as regiões do mundo. Filo Chordata O filo Chordata deriva do latim Chorda e inclui os animais que possuem colu- na vertebral (dorsal). No entanto este táxon é composto por três subfilos: dois grupos de invertebrados marinhos de pequeno porte, Urochordata (Tunicata) e Cephalochordata e, em seguida, Vertebrata, que inclui todos os vertebrados verdadeiros, com cordão nervoso dorsal (peixes, anfíbios, répteis, aves e mamí- feros) (Figura 3). Com base nessas classificações, observamos que a divisão dos animais em invertebrados e vertebrados é realizada apenas por tradição, uma vez que os “in- vertebrados” constituem um grupo parafilético, porque ele exclui o clado Ver- tebrata, já os vertebrados formam um agrupamento monofilético. U N ID A D E 1 16 Descrição da Imagem: na base do cladograma, pode-se observar o ancestral protista do reino animal, os Choanoflagellata. Os próximos quatro clados representam os grupos basais (Porifera, Placozoa, Ctenophora e Cnidaria). Em seguida, em azul marinho, observa-se a irradiação do clado Deuterostomia, por outro lado, o clado Protostomia, que se divide em Spiralia, é representado pelas linhas azul royal, e os Ecdysozoa, repre- sentados pelas linhas azul-claras. Os cordados apresentam simetria bilateral e são deuterostômios, ou seja, o fecha- mento do blastóporo origina, primeiro, o ânus, e a boca surgirá de uma abertura secundária, como os equinodermos e hemicordados, grupos estudados na Zoo- logia I, você se lembra? Esses três grupos possuem características embrionárias Figura 3 - Árvore filogenética do reino animal (Metazoa), baseada em análises recentes de filogenética molecular. Destacado em laranja, o filo Chordata / Fonte: adaptada de Silva (2019). Ch oa no �a ge lla ta Po rif er a Pl ac oz oa Ct en op ho ra Cn id ar ia Xe na co el om or ph a Ve rt eb ra ta (C ra ni at a) U ro ch or da ta Ce ph al oc ho rd at a Pt er ob ra nc hi a En te ro pn eu st a Ec hi no de rm at a Ch ae to gn at ha Pl at yh el m in th es Rh om bo zo a O rt ho ne ct id a G as tr ot ric ha En to pr oc ta Cy cl io ph or a N em er te a A nn el id a M ol lu sc a G na th os to m ul id a M ic ro gn at ho zo a Ro tif er a Ph or on id a Br yo zo a Br ac hi op od a Pr ia pu lid a Lo ric ife ra Ki no rh yn ch a N em at od a N em at om or ph a Ta rd ig ra da O ny ch op ho ra A rt hr op od a Hemichordata Chordata Ambulacraria Deuterostomia Gnathifera Panarthropoda Scalidophora Lophophorata Nematoida EcdysozoaSpiralia Protostomia Bilateria Metazoa U N IC ES U M A R 17 Descrição da Imagem: Na figura está representado um anfioxo na cor alaranjada, onde pode-se observar a notocorda, cruzando todo o corpo do animal, o cordão nervosendo situado logo acima da notocorda, as fendas faríngeas, localizadas na parte anterior do corpo, e o endóstilo, bem abaixo delas. Na extremidade posterior do corpo, visualiza-se a cauda pós-anal. similares e compartilham sequências gênicas únicas que, evidentemente, os dife- rem dos protostômios e reforçam seu monofiletismo (HICKMAN; ROBERTS; LARSON, 2016). O filo Chordata inclui todos os grandes animais presentes, atualmente, na Terra, incluindo os seres humanos. Por este motivo, sempre houve mais interesse no de- senvolvimento de estudos zoológicos e evolutivos com este grupo. O ancestral dos cordados mais aceito parece ser um animal pequeno, livre-nadante e filtrador de ali- mento, embora evidências recentes sugiram que os urocordados são o grupo-irmão deste táxon, e os Cephalochordata são muito mais similares, morfologicamente, ao ancestral pré-vertebrado (BRUSCA; MOORE; SHUSTER, 2018). Cinco características morfológicas definem os cordados e os separam de to- dos os demais filos animais existentes, são elas: notocorda, cordão nervoso dorsal oco, fendas faríngeas, endóstilo e cauda pós-anal (Figura 4, Quadro 1). Figura 4 - As cinco características sinapomórficas presentes apenas nos cordados Cauda pós-anal Notocorda Cordão Nervoso Endóstilo Fendas Faríngeas Em dado momento do desenvolvimento embrionário, os embriões de todos os vertebrados apresentam estas características e são quase indistinguíveis. Mesmo considerando a imensa variação nas características dos ovos, todos convergem para um projeto comum e, posteriormente, começam a ganhar a forma de seu respectivo grupo (HICKMAN; ROBERTS; LARSON, 2016). U N ID A D E 1 18 ESTRUTURA DEFINIÇÃO Notocorda Estrutura flexível, cilíndrica, que se estende ao longo do corpo, onde os músculos se prendem e permitem a ondulação do corpo. É a primeira parte do endoes- queleto a surgir no embrião e, posteriormente, é substituída por vértebras, na maioria dos vertebra- dos. Cordão nervoso dorsal oco Cordão nervoso único, dorsal ao trato digestivo. Sua extremidade anterior se estende para formar o cé- rebro nos vertebrados. O cordão localiza-se entre os arcos neurais das vértebras e o cérebro é envolvido por um crânio cartilaginoso ou ósseo. Fendas faríngeas As fendas faríngeas são aberturas que conectam a cavidade faríngea até o exterior, originalmente, uti- lizadas para filtrar partículas de alimentos na água. Nos cordados aquáticos, formam a fenda faríngea. Nos amniotas, formam-se apenas bolsas, em vez de fendas. Nos tetrápodes, as bolsas faríngeas dão ori- gem, por exemplo, à tuba de Eustáquio, à cavidade da orelha média, às amígdalas e às glândulas para- tireoides. Endóstilo O endóstilo, ou a sua derivação, a glândula tireoide, ocorre, exclusivamente, nos cordados. Localizado no assoalho faríngeo, secreta muco que retém pe- quenas partículas de alimento levadas ao interior da cavidade faríngea, e algumasde suas células secre- tam proteínas iodadas. Elas são homólogas à glân- dula tireoide, que secreta hormônio com iodo. Cauda pós-anal A cauda pós-anal, claramente, evoluiu, para pro- pulsão na água. A sua eficiência é aumentada nos peixes, com o incremento das nadadeiras. Nos seres humanos, a cauda é apenas um vestígio (o cóccix), mas a maioria dos mamíferos têm uma cauda móvel quando adultos. Quadro 1 - Definição das cinco características exclusivas dos cordados / Fonte: a autora. O desenvolvimento inicial dos vertebrados bem com as importantes contribui- ções desta etapa para o entendimento das homologias e da descendência evolu- tiva serão abordados na quinta aula desta unidade. U N IC ES U M A R 19 Urochordata é composto por cerca de 2 mil espécies, com morfologia corpo- ral singular e altamente especializada. Seu revestimento é composto por uma túnica resistente, formada por tecido vivo animal, que possui uma proteína se- melhante à celulose das plantas, chamada de tunicina. Os tunicados, como são popularmente denominados, são organismos que vivem em todos os ambientes marinhos, desde as regiões entremarés até grandes profundidades oceânicas (BENEDITO, 2017). São caracterizados por apresentar hábitos bentônicos e sésseis, associando-se a substratos duros, como rochas, estacas ou cascos de navios. Podem, ainda, ser solitários, coloniais (túnicas próprias) ou compostos (túnicas compartilham a mesma túnica). Os urocordados são categorizados em três classes: Ascidiacea, Appendicularia e Thaliacea. Os membros de Ascidiacea, predominantemente, os mais comuns e diversificados, são conhecidos como ascídias ou “esguichos-do-mar”, pois, quan- do estressadas, soltam um jato de água pelo seu sifão exalante (Figura 5). As ascídias solitárias, geralmente, são cilíndricas ou esféricas, com um manto que reveste a túnica. Possuem dois sifões, o inalante, localizado na parte anterior do corpo, e o exalante, na parte dorsal; a água adentra pelo sifão inalante, passa pelas fendas da faringe ciliada até a cavidade atrial e desloca-se para fora do corpo por meio do sifão exalante. Nas ascídias compostas, a abertura exalante pode ser comum ao grupo e não individual. 3 SUBFILO UROCHORDATA U N ID A D E 1 20 Descrição da Imagem: nesta figura, pode-se observar um tunicado na cor azul, com a morfologia dos órgãos internos representados em cor rosada, sendo eles: estômago, túnica, intestino, ânus, ducto genital, átrio, gânglio, nervoso, faringe, endóstilo, fendas faríngeas, manto, coração e gônadas. Além disso, algumas estru- turas externas são visíveis, como estolões, manchas pigmentares, sifão inalante, sifão exalante e tentáculos sensoriais. Figura 5 - Estrutura de um tunicado comum, gênero Ciona sp., Subfilo Urochordata Fonte: adaptada de Hickman, Robert e Larson (2016). U N IC ES U M A R 21 Os tunicados se alimentam por meio de uma rede de muco secretado pelo en- dóstilo, localizado na superfície da faringe; os alimentos trazidos pelo sifão ina- lante são carregados pelos cílios da faringe até o esôfago. Estes animais possuem intestino médio cujos nutrientes são absorvidos e, posteriormente, eliminados pelo ânus, localizado abaixo do sifão exalante. Possuem sistema circulatório composto por um coração ventral e dois gran- des vasos, que se conectam em um sistema difuso de pequenos vasos e irrigam a cesta faríngea (responsável pelas trocas gasosas), além dos órgãos do sistema digestivo, gônadas e demais estruturas. Uma característica singular deste grupo é que o coração bombeia o sangue, primeiro, para uma parte do corpo, depois, inverte e envia para a outra parte oposta. Além disso, esses animais apresentam altas concentrações de vanádio e nióbio no sangue, elementos raros que podem ultrapassar 2 milhões de vezes a concentração na água do mar. Ainda não se compreendeu a função desses metais raros na corrente sanguínea desses animais (HICKMAN; ROBERTS; LARSON, 2016). O sistema nervoso dos tunicados é composto por apenas um nervo ganglionar, um plexo nervoso e uma glândula subneural, conectada à faringe por um ducto. Quanto à reprodução, as ascídias são hermafroditas e apresentam um testículo e um ovário no mesmo animal. Os gametas são carregados para a cavidade atrial por meio de ductos e expelidos para o meio externo, onde ocorrerá a fertilização. Olha que interessante: das cinco características principais dos cordados, as ascídias adultas apresentam apenas duas, fendas faríngeas e endóstilo. Na maio- ria das espécies de urocordados, apenas a forma larval (que se assemelha a um girino) apresenta todas as características. Nesta fase, a notocorda está presente apenas na cauda e, por isso, são chamadas de Urochordata. Durante a ontoge- nia, ambas estruturas (notocorda e cauda) desaparecem nos adultos e o cordão nervoso dorsal limita-se a um simples gânglio nervoso (HICKMAN; ROBERTS; LARSON, 2016) (Figura 6). U N ID A D E 1 22 As larvas de tunicados não se alimentam e nadam por algumas horas ou por dias antes de se fixar em algum substrato sólido, por meio de papilas adesivas. Após a fixação, passam por uma metamorfose radical cujo adulto séssil é praticamente irreconhecível como um cordado. Muitos tunicados têm órgãos que emitem lu- minosidade brilhante à noite, que os tornam ainda mais exuberantes. Descrição da Imagem: a figura representa o processo de metamorfose das ascídias composto por quatro imagens. Primeira: observa-se a fase livre-nadante, com faringe, cordão nervoso, notocorda, cauda e coração. Segunda: exibe uma larva fixada, iniciando a metamorfose, com fenda faríngea e endóstilo. Terceira: fase de metamorfose tardia, com presença de átrio e notocorda em degeneração. Quarta: representa uma ascídia na fase adulta. Figura 6 - Metamorfose de uma ascídia solitária a partir de um estágio larval livre-nadante Fonte: adaptada de Hickman, Robert e Larson (2016). U N IC ES U M A R 23 Conhecidos popularmente como anfioxos, estes animais são pequenos, translúcidos e achatados lateralmente, medindo, aproximadamente, de 3 a 7 cm de comprimento. Compostos, atualmente, por 29 espécies, são organismos marinhos bentônicos que habitam as áreas costeiras em todo o mundo. Esses animais vivem enterrados em fundos arenosos, apenas com a cabeça emergindo acima do sedimento (Figura 7). Os anfioxos apresentam as cinco características distintas dos cordados (noto- corda, cordão nervoso dorsal oco, fendas faríngeas, endóstilo e cauda pós-anal) que se mantêm, também, nos adultos (Figura 7). Descrição da Imagem: a imagem ilustra um anfioxo em posição típica no ambiente, ou seja, com parte do corpo enterrado no substrato para a filtração de alimento. As cinco características de cordados estão presen- tes e bem definidas. O plano corporal dos anfioxos, representado nesta imagem, é considerado ancestral para os cordados 4 SUBFILO CEPHALOCHORDATA Figura 7 - Morfologia dos anfioxos, subfilo Cephalochordata 1. - tentáculos; 2 - cérebro; 3 - cordão nervoso dorsal; 4 - notocorda; 5 - sistema sanguíneo; 6 - fendas branquias; 7 - intestino; 8 - fígado; 9 - atrióporo; e 10 - ânus 1 - tentáculos; 2 - cérebro; 3 - cordão nervoso dorsal; 4 - notocorda; 5 - sistema sanguíneo; 6 - fendas branquias; 7 - intestino; 8 - fígado; 9 - atrióporo; 10 - ânus U N ID A D E 1 24 A posição ocupada pelos anfioxos no ambiente permite que a água entre pela boca, passe pelos cílios da cavidade bucal e faringe e, em seguida, locomova-se pelas fendas faríngeas, onde o muco secretado pelo endóstilo coleta o alimento e o transporta até o intestino, onde será digerido. Após este processo, a água filtrada passa por uma estrutura chamada átrio e deixa o corpo por um atrióporo (similar ao sifão exalante dos tunicados). O sistema circulatório é composto por vasos fechados, com fluxo similar ao dos peixes, embora sem um coração definido. O sangue é bombeado pelas aortas ventral e dorsal e distribuído para os tecidos corporaispor microcirculação e, em seguida, retorna pelas veias para a aorta ventral. O sangue transporta, principal- mente, os nutrientes, uma vez que apresenta baixo desempenho no transporte de gases respiratórios pela ausência de eritrócitos e hemoglobina. Embora possa ocorrer alguma difusão de oxigênio e dióxido de carbono através das brânquias, as trocas gasosas, em sua maior parte, acontecem na superfície do corpo. O sistema nervoso central dos cefalocordados é muito simples, fica centrali- zado em torno de um cordão nervoso oco, acima da notocorda. Nervos dispostos em segmentos se originam do cordão ao longo do corpo, no padrão típico dos vertebrados, com raízes dorsal e ventral. Os órgãos sensoriais são constituídos por um ocelo ímpar fotorreceptor e o cordão nervoso possui estruturas homólogas ao cérebro dos vertebrados; além disso, a epiderme é rica em terminações nervosas sensoriais que, possivelmente, têm função tátil, auxiliando na escavação. Quanto à reprodução, os anfioxos são dioicos, em que os gametas são libe- rados pelo rompimento da cavidade atrial para o meio externo, onde ocorre a fecundação. Os ovócitos são isolécitos, ou seja, possuem pouco vitelo; a clivagem é radial e holoblástica, e a gástrula é formada por invaginação. As larvas eclodem logo após a fertilização, em função da pouca reserva de vitelo, e permanecem por cerca de 75 a 200 dias livre-natantes. Posteriormente, as larvas começam a afun- dar passivamente, com o corpo mantido em posição horizontal e a boca voltada para baixo, onde alimentam-se de plâncton e outros organismos em suspensão, ao passo que se transformam, gradualmente, em juvenis e, depois, em adultos. U N IC ES U M A R 25 O subfilo Vertebrata - os legítimos vertebrados - possui, atualmente, 58.000 espé- cies viventes, com alta variedade de formas e hábitos de vida (BRUSCA; MOORE; SHUSTER, 2018). Considerando todo o reino animal, Vertebrata não representa nem o maior nem o mais diversificado táxon animal e, totalizando 4% de todas as espécies animais descritas, recebe apenas o quarto lugar em biodiversidade, ficando atrás dos artrópodes, nematódeos e moluscos, todos invertebrados, es- tudados por você na Zoologia I. Em termos de tamanho, os vertebrados podem variar de 0,1 g, para um peixe adulto, até baleias pesando 100.000 kg (POUGH; JANIS; HEISER, 2008). Podem viver em praticamente todos os ambientes da Terra, desde as profundezas dos oceanos até o pico das mais altas montanhas, com formas corporais que voam, nadam, rastejam, saltam, andam sobre duas ou quatro patas. Os vertebrados constituem um grupo monofilético, que compartilham as características singulares dos cordados, assim como os urocordados e cefalocor- dados, mas, adicionalmente, exibem outros caracteres que os demais subfilos não compartilham. O termo vertebrado deriva das vértebras ordenadas em sequência, para formar a coluna vertebral nos humanos e, assim como em outros vertebrados terrestres, as vértebras se formam ao redor da notocorda durante o desenvolvimen- to e, também, circundam o tubo nervoso. Após o período embrionário, a coluna vertebral óssea substitui a notocorda original (POUGH; JANIS; HEISER, 2008). 5 SUBFILO VERTEBRATA U N ID A D E 1 26 Os agrupamentos monofiléticos são conjuntos de espécies que compartilham uma novi- dade evolutiva, que surgiu em uma espécie ancestral comum e está presente em todos os seus descendentes. Nos grupos parafiléticos, há a união de espécies descendentes de um ancestral comum mais recente, mas não há todos os descendentes desse ancestral nes- te agrupamento, por algum motivo específico. Já os agrupamentos polifiléticos incluem espécies derivadas de dois ou mais ancestrais diferentes, que possuem caracteres seme- lhantes, mas que evoluíram de forma independente. Fonte: adaptado de Silva (2019). explorando Ideias De maneira geral, a denominação Vertebrata está caindo em desuso, sendo mais utilizada pela tradição do que pela sua consistência. O termo Craniata tem sido melhor aceito atualmente, por descrever, de maneira mais precisa, uma caracte- rística singular do grupo, uma vez que todos os Vertebrata possuem um crânio (ósseo ou cartilaginoso), enquanto que alguns peixes não apresentam vértebras. Peixes Mamíferos Aves Répteis Anfíbios VERTEBRADOS Descrição da Imagem: esta imagem é composta por um círculo no meio, onde está escrito “vertebrados”, do qual se ramificam mais cinco círculos que representam os principais grupos de vertebrados: peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Figura 8 - Cinco classes que compõem o subfilo Vertebrata (peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos) U N IC ES U M A R 27 Os vertebrados são divididos em cinco classes, com características distintas entre si, sendo elas: peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos (Figura 8). Com exceção dos peixes, os demais são denominados tetrápodes, que, literalmente, significa “quatro patas”, embora alguns animais que compõem este táxon sejam apenas descendentes de ancestrais de quatro patas, como as cobras, alguns lagartos, os anfíbios sem patas, os mamíferos marinhos com nadadeiras e as aves. Aspectos gerais dos vertebrados A morfologia comparada aborda aspectos da anatomia dos animais. Esta ferramen- ta tem, como objetivo principal, comparar as estruturas entre os grupos e encontrar similaridades e diferenças, dando ênfase aos aspectos funcionais e evolutivos dos vertebrados, por meio de suas estruturas morfológicas. Neste sentido, estudaremos, agora, os principais aspectos morfofisiológicos gerais dos vertebrados. Desenvolvimento inicial e embriologia: o desenvolvimento inicial dos vertebrados pode fornecer pistas sobre a condição ancestral e as homologias entre as estruturas anatômicas de animais distintos. No desenvolvimento embrionário, há uma inovação nos vertebrados, o âm- nio, uma bolsa preenchida por líquido amniótico que protege o embrião durante seu desenvolvimento. A presença desta estrutura distingue os vertebrados em dois grupos principais: amniotas e não amniotas. Além disso, uma herança comum dos vertebrados é seu padrão similar de desenvolvimento, uma evidência mar- cante de um ancestral comum compartilhado, bem notável na similaridade dos embriões de vertebrados após o estágio de gástrula (Figura 9). U N ID A D E 1 28 No estágio de gástrula (linha superior), fica evidente a semelhança entre todos os representantes do subfilo Vertebrata. Ao longo do desenvolvimento, eles se diferenciam e apresentam, gradativamente, as características de suas respectivas classes, ordem, família, gênero e espécie. Neste estágio, todas as características-chave dos cordados (o tubo nervoso dorsal, a notocorda, as bolsas faríngeas com arcos aórticos, o coração ventral e a cauda pós-anal) estão presentes nos embriões. Este momento de similaridade é extraordinário, uma vez que existe uma variedade enorme de ovos e de configu- ração corporal final, mas que, em algum momento, forma criaturas tão similares. Portanto, compreender o início do desenvolvimento dos vertebrados possibilita o entendimento sobre as homologias e a descendência evolutiva comum. Descrição da Imagem: a imagem ilustra os embriões quase indistinguíveis nas fases iniciais do desenvolvi- mento embrionário. São cinco retângulos que representam, respectivamente, os embriões de peixes, anfíbios, répteis, aves e mamífero (humano). PEIXE ANFÍBIO RÉPTIL AVE MAMÍFERO Figura 9 - Embriões dos principais grupos de vertebrados U N IC ES U M A R 29 Homologia (do grego homologo = concordar)é a similaridade de partes de órgãos de dife- rentes organismos, geralmente, codificadas pelos mesmos genes, com origem embrioná- ria semelhante, que podem ou não apresentar as mesmas funções. Fonte: adaptado de Hickman, Roberts e Larson (2016). conceituando Todos os animais multicelulares começam como um zigoto, passam por clivagem das células e seguem com estágios subsequentes do desenvolvimento (gástrula, blástula,fechamento do blastóporo). Se você precisar relembrar estes conceitos, eles foram descritos, de forma completa, em Silva (2019), material da disciplina Zoologia I e Parasitologia. De maneira geral, todos os animais são formados pela deposição de camadas germinativas embrionárias (endoderme, mesoderme e ectoderme), e o destino dessas camadas tem sido muito conservativo durante a evolução dos vertebrados. A ectoderme origina a epiderme, camada superficial da pele do adulto, e re- veste estruturas cranianas, sistema nervoso e órgãos dos sentidos (olho e orelha), cauda e trato digestório. A endoderme dará origem ao revestimento do trato digestório, ao fígado e ao pâncreas bem como às superfícies respiratórias das brânquias e dos pulmões dos vertebrados. Já a mesoderme, camada intermediá- ria e última a se desenvolver, formará todo o restante do corpo, como músculos, esqueleto (inclusive, notocorda), tecidos conjuntivos e o sistema circulatório bem como os órgãos urogenitais, e, posteriormente, dará origem à cavidade do corpo (celoma). No celoma, encontram-se os órgãos internos e é dividido em uma cavi- dade pleuroperitoneal, que reveste as vísceras (peritônio), e em uma cavidade pericárdica (pericárdio), a qual reveste as estruturas do coração. Já o intestino está suspenso por camadas de peritônio, chamadas mesentérios. Além dessas estruturas, o desenvolvimento da cabeça e dos órgãos senso- riais singulares nos vertebrados é um resultado incontestável de duas inovações embrionárias, presentes apenas nos vertebrados: a crista neural e os placódios ectodérmicos (HICKMAN; ROBERTS; LARSON, 2016). A crista neural é um conjunto de células ectodérmicas situadas ao longo do tubo neural embrionário e que auxiliam na formação de muitas estruturas do corpo, como parte do crânio, nervos cranianos, gânglios, sistema nervoso periférico, esqueleto faríngeo, denti- na dos dentes, algumas glândulas endócrinas e adrenais, células de pigmento da U N ID A D E 1 30 Cemento: uma substância semelhante ao osso que, em alguns vertebrados, incluindo mamíferos, fixa os dentes em seus alvéolos e que pode se desenvolver para se tornar parte da própria estrutura do dente. Fonte: adaptado de Pough, Janis e Heiser (2008). conceituando pele, células secretoras do intestino e músculos lisos que revestem a aorta. Por sua vez, os placódios ectodérmicos são estruturas similares a uma placa, que se situam em ambos os lados do tubo neural. Essas placas dão origem ao epitélio olfatório, ao cristalino do olho, ao epitélio da orelha interna, a alguns gânglios e nervos cranianos, aos mecanorreceptores da linha lateral e aos eletrorreceptores. Os estudos com os genes Hox, que controlam o plano corporal do embrião dos cordados, indicam que esses genes foram duplicados, simultaneamente, à origem dos vertebrados. O anfioxo e os invertebrados possuem apenas uma có- pia dos genes Hox, enquanto grande parte dos vertebrados apresentam quatro cópias, o que, possivelmente, favoreceu a evolução de muitas características dos vertebrados. Esses genes estão presentes em todos os filos Metazoa. Tegumento: revestimento externo dos vertebrados que inclui a pele e seus derivados, como glândulas, escamas, armadura dérmica e pelos; podem compor até 20% do peso corporal dos vertebrados. Com função protetora, trocas e sen- sações, a pele interage com o meio externo e é dividida em epiderme (a camada superficial de células), derme (a camada mais profunda) e hipoderme (ou ca- mada de tecido subcutâneo que se situa entre a derme). A epiderme possui glândulas secretoras que podem realizar a regulação os- mótica; a derme fornece estruturação e elasticidade à pele, por meio de fibras colágenas. Contém vasos sanguíneos, melanócitos, pigmentos, fibras musculares, estruturas sensoriais e nervos associados às sensações de temperatura, pressão e dor. A hipoderme contém fibras colágenas e elásticas e armazena a gordura subcutânea nas aves e mamíferos. Os vertebrados possuem, ainda, alguns tecidos mineralizados, sendo os prin- cipais: esmalte, dentina, osso, cartilagem, enamelóide (presente na maioria dos peixes) e o cemento. No caso dos ossos, existem dois tipos principais nos ver- tebrados: osso dérmico, formado na pele, e osso endocondral, formado no interior de cartilagem. Em ambos os tipos, a função principal é proporcionar sustentação ao corpo e mobilidade. U N IC ES U M A R 31 Sistema esquelético: o tamanho corporal e a atividade metabólica distinguem os vertebrados de cordados mais primitivos. O sistema esquelético tem tama- nho consideravelmente grande para muitos vertebrados, pois estes necessitam de sistemas especializados para os processos de alimentação, respiração, processos fisiológicos e mobilidade, que, neste caso, são muito mais expressivos do que nos cordados não-vertebrados. Para garantir a alta mobilidade dos vertebrados, são necessários músculos e esqueleto bem estruturado, assim, a maioria dos vertebrados tem endoesqueleto e exoesqueleto de cartilagem ou ósseo. A evolução de um endoesqueleto permitiu aos vertebrados um tamanho corporal quase ilimitado, sendo muito mais eficien- te em termos de investimentos em materiais que o exoesqueleto dos artrópodes. Esta condição permitiu a alguns vertebrados atingir os maiores tamanho e peso corporal da Terra. A ramificação da coluna vertebral forma os espinhos neurais, estes fornecem aos músculos segmentares (miômeros) uma área mais extensa de inserção, o que permite um controle mais efetivo sobre o maior comprimento do corpo. Nos peixes, as nadadeiras raiadas desempenham esta função e auxiliam na natação, sendo uma característica única nos vertebrados. A notocorda é o aspecto estrutural básico do endoesqueleto de cordados e atua como um bastonete rígido ao longo do corpo. Adicionalmente à notocorda, os vertebrados possuem o crânio, envolto pelo encéfalo, e o esqueleto dos arcos branquiais. Nos vertebrados mais recentes, encontramos, também, o esqueleto axial, composto por vértebras, costelas e suportes medianos das nadadeiras, onde está presente o esqueleto apendicular (ossos dos membros esqueléticos e cinturas pélvica e escapular). Ao longo do processo evolutivo, possivelmente, o endoesqueleto era cartila- ginoso e, só depois, tornou-se ósseo. Esta modificação permitiu mais proteção contra predadores e, mais importante, resistência estrutural superior à cartilagem cujos músculos têm mais fixação em áreas de altos impactos mecânicos, embo- ra, atualmente, alguns vertebrados ainda possuam endoesqueleto cartilaginoso, como feiticeiras, lampreias, tubarões e esturjões. Além do endoesqueleto, grande parte dos vertebrados tem amplo exoesque- leto que, geralmente, desenvolve-se a partir da pele, com várias modificações em termos de formas, como placas dérmicas ósseas e estruturas de queratina pro- venientes da epiderme, como escamas reptilianas, pelos, penas, garras e cornos. U N ID A D E 1 32 Alimentação: ser um animal vertebrado pode ter elevado custo energético, dependendo de sua estrutura física, locomoção e atividade de predação. Para atender às suas demandas energéticas, os vertebrados precisam se alimentar de outros animais (carnívoros) ou plantas (herbívoros). No caso dos carnívoros, estes podem ser predadores, que caçam suas presas por longas distâncias ou as aguardam virem até eles e as atacam por espreita, e podem utilizar a mordida (com dentes afiados) bem como a injeção de venenos para matá-las ou a ingestão delas por inteiro, ainda vivas. Quanto aos herbívoros, embora a atividade de captura seja muito mais econômica energeticamente, por ser estática, existe uma limitação evolutiva, uma vez que esses animais necessi- tam de especializações nos dentes para cortar e mastigar as folhas. Além disso, as folhas das plantas são compostas, em sua maioria, por celulose, e nenhum vertebrado consegue digerir este carboidrato. Para se alimentarem de plantas, os vertebrados precisam ter associaçõesendossimbióticas com microrganismos vivos em seus tratos digestórios, que realizam a função de digestão da celulose (POUGH; JANIS; HEISER, 2008). A alimentação dos vertebrados inclui a captura do alimento para o interior da boca, algum processamento oral ou faríngeo (mastigação), deglutição e di- gestão, que compõem a quebra do alimento em moléculas menores para serem absorvidas na parede do intestino. Os vertebrados secretam enzimas digestivas produzidas pelo fígado e pelo pâncreas para digerir o alimento no intestino e, depois, realizam as excretas dos resíduos por meio da cloaca, uma abertura co- mum para os órgãos urinário, reprodutivos e digestório. Respiração e circulação: os cordados ancestrais (anfioxos) realizavam a respiração por difusão cutânea. Embora alguns vertebrados ainda utilizem este tipo de respiração (anfíbios), o tamanho corporal grande e os altos níveis de atividades resultaram em evolução de sistemas especializados para a maioria dos vertebrados. As brânquias, por exemplo, são mais efetivas na água, enquanto que pulmões têm melhor desempenho no ar. Ambos possuem extensas áreas superficiais que permitem a difusão do oxigênio do ambiente circundante (água ou ar) para o sangue. O sangue, por sua vez, transporta oxigênio e nutrientes através dos vasos sanguíneos até as células do corpo e retira dióxido de carbono e resíduos meta- bólicos para o meio externo. Além disso, transporta hormônios de sua origem até os tecidos-alvo. U N IC ES U M A R 33 O sistema circulatório dos vertebrados é fechado, onde o sangue flui por vasos sanguíneos e órgãos especializados; nesse sistema, as artérias e veias estão interligadas por meio de capilares. As artérias transportam o sangue “sujo” para longe do coração e as veias retornam com sangue oxigenado para o mesmo. Nas artérias, a pressão sanguínea é maior e as paredes são mais espessas do que nas veias, os capilares são onde ocorrem as trocas de gases, nutrientes e produtos de excreção entre o sangue e os tecidos. O sangue é considerado um tecido fluido, constituído por plasma líquido e células sanguíneas (eritrócitos, leucócitos, trombócitos). O coração dos vertebra- dos é muscular, que bombeia o sangue por meio da aorta ventral. Ele é dividido em três câmaras: o seio venoso, o átrio e o ventrículo, que sofrem variações na quantidade de átrios e ventrículos entre os grupos. Sistema excretor: os rins são estruturas segmentares que filtram e drenam para o meio externo resíduos nitrogenados resultantes do metabolismo das pro- teínas. Também regulam a água e os minerais do corpo, como sódio, cloreto, cál- cio, magnésio, potássio, bicarbonato e fosfato. Os rins são formados por néfrons que realizam a ultrafiltração nas paredes capilares e fazem a eliminaçãopor meio da urina, a qual é expelida pela cloaca. Reprodução: os vertebrados exibem um admirável conjunto de comporta- mentos reprodutivos onde podem ocorrer processo de corte, construção de ninhos, cuidado parental, entre outros. Neste processo, são produzidos os gametas (ovos e espermas) que, posteriormente, são liberados e fertilizados para formar um zigoto. A maioria dos vertebrados são dioicos, com reprodução sexuada. As gônadas são pares, geralmente, encontradas na parede caudal do corpo, atrás do peritônio, apenas nos mamíferos os testículos são situados na parte externa do corpo. Os ovários possuem grandes células sexuais primárias chamadas folículos, durante o amadurecimento, a camada de células foliculares aumenta, nutre o óvulo em desenvolvimento e estimula a formação de hormônio estrógeno e de vitelo no ovócito. Quando os óvulos amadurecem, ocorre o rompimento dos folículos e completa-se a ovulação (Figura 10). A produção de óvulos pode acontecer de forma contínua (humanos), sazonal (maioria dos vertebrados) ou uma única vez na vida (alguns peixes e mamíferos). U N ID A D E 1 34 Os espermatozoides se desenvolvem nos testículos, onde são sustentados e nutri- dos por células de suporte, que ficam permanentemente aderidas às paredes dos túbulos. Nos testículos também é produzido o hormônio testosterona. Os ovos fertilizados podem ser depositados para se desenvolver fora do corpo ou o desenvolvimento pode acontecer, por completo, no interior do corpo da mãe. Animais que põem ovos com casca necessitam que estes sejam fertilizados no oviduto, antes da deposição da casca e da albumina, além disso, precisam ter algum órgão copulatório para inserir o esperma no trato reprodutivo da fêmea. O mesmo deve acontecer para os vertebrados vivíparos. Sistema nervoso: composto, basicamente, por neurônios. Na maioria dos vertebrados, os axônios dos neurônios são envoltos por uma capa gordurosa isolante chamada bainha de mielina, que amplia a velocidade de condução dos impulsos nervosos. Os axônios são terminações dos neurônios, denominados nervos, no sistema nervoso periférico (SNP = no corpo) e tratos no sistema nervoso central (SNC = encéfalo e medula espinhal). Os corpos celulares são denominados gânglio no SNP e núcleo no SNC. Os dendritos, por sua vez, são estruturas usadas para se comunicar com outros neurônios (Figura 11). Descrição da Imagem: a imagem ilustra um ovário feminino em cor rosa, com as diferentes fases do processo de ovulação, sendo elas: folículos primários, crescimento dos folículos, maturação dos folículos, ovulação, oócitos secundários, epitélio germinativo, corpo lúteo, corpo albicante e regressão do corpo lúteo. FOLÍCULOS PRIMÁRIOS CRESCIMENTO DOS FOLÍCULOS TEMPO MATURAÇÃO DOS FOLÍCULOS OVULAÇÃO OÓCITOS SECUNDÁRIOS EPITÉLIO GERMINATIVOCORPO LÚTEO CORPO ALBICANTE REGRESSÃO DO CORPO LÚTEO VEIAS DE SANGUE Figura 10 - Processo completo de ovulação nos vertebrados U N IC ES U M A R 35 A medula espinhal é constituída por um tubo oco que contém, internamente, corpos celulares (massa cinzenta) e axônios revestidos com bainhas de mie- lina (massa branca) na parte externa (Figura 12). Os nervos do SNP são distri- buídos em segmentos e se ramificam da medula espinhal entre as vértebras; a medula capta impulsos sensoriais e os interliga com o SNC, que envia impulsos para a contração dos músculos. A medula espinhal é responsável por movimen- tos complexos e autônomos, como natação, reflexos (ex.: reflexo patelar, tirar a mão rapidamente de superfície quente etc.), neste sentido, a evolução tende a desenvolver conexões mais complexas no interior da medula espinhal e do encéfalo dos vertebrados. Descrição da Imagem: a imagem representa um neurônio com suas principais estruturas, sendo elas: núcleo, dendritos e corpos celulares na extremidade posterior, axônio e bainha de mielina no centro do neurônio e axônio terminal na extremidade inferior. Axônio Terminal Bainha de Mielina Dendritos Axônio Corpos Celulares Núcleo Figura 11 - Visão geral de um neurônio dos vertebrados U N ID A D E 1 36 Os vertebrados possuem duplo sistema nervoso: somático (sistema nervoso vo- luntário) e visceral (sistema nervoso involuntário), característica singular deste grupo. O sistema nervoso somático é responsável pelos movimentos conscientes dos músculos estriados e pelas sensações que recebemos, por exemplo, tempera- tura e dor na pele. O sistema nervoso visceral controla os músculos inconscien- temente, como a musculatura cardíaca e intestinal, e monitora ações, como os níveis de dióxido de carbono no sangue. Descrição da Imagem: A Figura mostra a esquematização da medula espinhal humana, na qual a composição de duas vértebras mostraa a posição dos nervos espinais emergentes e da cadeia de gânglios simpáticos. A medula é envolta por três camadas de membranas (meninges), e, protegido de fluido cefalorraquidiano. Figura 12 - Esquematização da medula espinhal humana Fonte: adaptada de Hickman, Robert e Larson (2016). U N IC ES U M A R 37 A parte motora do sistema nervoso visceral é conhecida como sistema ner- voso autônomo. Nos mamíferos, esse sistema divide-se em duas partes:o sistema nervoso simpático e o parassimpático, que controlam muitas funções corpo- rais, conforme descritos na Figura 13. Descrição da Imagem: A imagem ilustra os sistema nervoso simpático do lado esquerdo, onde observa-se um cérebro, medula espinhal e cadeia de gânglios simpáticos, e as funções do corpo animal, coordenadas por esse sistema (ex. dilatação da pupila, acelera batimentos cardíacos, etc.). Do lado direito da imagem, observa-se o sistema nervoso parassimpático representado pelo cérebro e medula espinhal, bem como as respectivas funções do corpo animal desempenhadas por esse sistema (ex. secreta saliva, esvazia a bexiga, etc.). Figura 13 - Sistema nervoso autônomo em humanos Fonte: adaptada de Hickman, Robert e Larson (2016). U N ID A D E 1 38 A saída dos nervos autônomos do sistema nervoso central é mostrada à esquer- da. O fluxo simpático (vermelho) ocorre nas áreas lombar e torácica da medula espinal por meio de uma cadeia de gânglios simpáticos; o fluxo parassimpático (azul) origina-se das regiões craniana e sacral do sistema nervoso central. Gân- glios parassimpáticos (não mostrados) estão localizados nos órgãos inervados adjacentes a eles e muitos órgãos são inervados por fibras de ambas as divisões. Quanto ao encéfalo, este sofreu consideráveis mudanças ao longo da evolução. O encéfalo primitivo dos peixes e dos tetrápodes ancestrais expandiu-se e formou um encéfalo profundamente sulcado e enormemente intrincado na linhagem que leva aos mamíferos (Figura 14). Com mais complexidade nos humanos, o encéfalo chega a ter 35 bilhões de neurônios, capaz de receber informações de dezenas de milhares de sinapses ao mesmo tempo. A razão entre o peso do encéfalo e o da medula espinhal é um critério determinante da inteligência animal, por exemplo, 1:1 em peixes e anfí- bios, 55:1 nos humanos. PEIXE RÉPTIL AVE MAMÍFERO MACACO HUMANO PEIXE RÉPTIL AVE MAMÍFERO MACACO HUMANO Descrição da Imagem: A imagem representa as diferenças no taean.ho do encéfalo dos vertebrados, seguindo uma linha evolutiva, sendo respectivamente peixes, répteis, aves, mamífero, macaco e humano. Figura 14 - Evolução do encéfalo dos vertebrados. Observe o aumento progressivo no tamanho do cérebro (telencéfalo) nos seres humanos U N IC ES U M A R 39 Nos vertebrados, o encéfalo é dividido em rombencéfalo e bulbo, parte posterior que, juntamente com o mesencéfalo, forma o “tronco encefálico”, o qual controla atividades vitais e subconscientes, como o batimento cardíaco, a respiração, o tô- nus vascular, as secreções gástricas e a deglutição; o cerebelo, por sua vez, controla o equilíbrio, a postura, o movimento e a destreza manual. O mesencéfalo é formado, especialmente, pelo teto (incluindo os lobos óp- ticos), o qual possui núcleos que atuam como centros para os reflexos e as in- formações visual, tátil e auditiva (linguagem neurofisiológica). O mesencéfalo mudou muito pouco a sua anatomia durante a evolução, mas as suas funções se alteraram, significativamente, entre os vertebrados. Já o prosencéfalo, formado pelo tálamo e o hipotálamo, está relacionado à informação sensorial para os centros encefálicos superiores, que regulam a temperatura do corpo, o equilíbrio hídrico, o apetite e a sede. Produzem diversos neurormônios e regulam funções reprodutivas e comportamento sexual, além de comportamentos emocionais. Posição filogenética dos vertebrados O cladograma dos cordados mostra uma hierarquia aninhada de táxons reunidos pela posse de caracteres derivados compartilhados. Tais caracteres podem ser morfológicos, fisiológicos, embriológicos, comportamentais, cromossômicos e/ ou moleculares (Figura 15). U N ID A D E 1 40 - N ot oc or da , c or dã o ne rv os os d or sa l o co , f en da s fa rín ge as , c au da p ós -a na l, en do st ilo . -C ep ha lo ch or da ta (a n� ox os ) -C ris ta n eu ra l -U ro ch or da ta (t un ic ad os ) Pr ot oc ho rd at a Ag na th a - C ab eç a di st in ta e c ér eb ro tr ip ar tid o, ó rg ão s se ns or ia is e sp ac ia liz ad os d up lic ad os , u m p ar d e ca na is se m ic irc ul ar es , r im g lo m er ul ar , p la có di os e ct od ér m ic os . - G lâ nd ul as d e m uc o, c or aç õe s ac es só rio s. -M yx in i (fe iti ce ira s) - 2 p ar es d e ca na is se m ic irc ul ar es , v ér te br as - D isc o or al su ga do r, es tá gi o la rv al lo ng o, 7 pa re s d e br ân qu ia s -M an dí bu la s, 3 p ar es d e ca na is s em ic irc ul ar es , a pê nd ic es d up lic ad os , � la m en to s la te ra is b ra nq ui ai s pa ra s up or te d a br ân qu ia . - N ad ad ei ra ca ud al he te ro ce rc a, es ca m as pl ac oi de s, es qu el et o ca rt ila gi no so . - C ho nd ric ht hy es (tu ba rõ es , r ai as , qu im er as ) -P ul m ão o u be xi ga n at at ór ia d er iv ad os d o tu bo d ig es tiv o, e nd os qu el et o ós se o. - A ct in op te ry gi i (p ei xe s c om na da de ira s r ai ad as ) - E le m en to s d e su po rt e ún ic os n o es qu el et o ou c in tu rã o de a pê nd ic es . Sa rc op te ry gi i (p ei xe s pu lm on ad os , ce la ca nt os ) O st ei ch th ye s (p ei xe s ó ss eo s) - M em br os d up lic ad os u sa do s p ar a lo co m oç ão te rr es tre Am ph ib ia -O vo c om â m ni o Pe lo , gl ân du la s m am ár ia s M am m al ia (m am ífe ro s) -C râ ni o co m a be rt ur as te m po ra is su pe rio r e in fe rio r, be ta qu er at in a na e pi de rm e Le pi do sa ur ia (la ga rt os , se rp en te s) Te st ud in es (ta rt ar ug as ) Cr oc od ili a Av es Re pt ili a Am ni ot a (te tr áp od es c om e m br iõ es qu e tê m m em br an as e xt ra em br io ná ria s) Te le os to m i ( pe ix es ó ss eo s + te tr áp od es ) Te tr ap od a (v er te br ad os c om 4 m em br os ) G na th os to m at a (c ra ni at a co m m an dí bu la s) Cr an ia ta (e uc or da do s c om u m c râ ni o) = v er te br at a Ch or da ta (a ni m ai s c om n ot oc or da e m a lg um e st ág io d o ci cl o de v id a) C hhhh l hhhhhhh d -P et ro m yz on tid a (la m pr ei as ) M i i A i ii Ch ddddddddd i h h S ii A hi b hhhhhhhhhh i L id iiiiiiii Te s uttt d tu d tu dudtu dddd tt d t dudt d t in es A es D es cr iç ão d a Im ag em : a F ig ur a 15 m os tr a o Cl ad og ra m a at ua l d o fil o Ch or da ta , d es ta ca nd o po ss ív ei s re la çõ es e nt re g ru po s m on ofi lé tic os (i de nt ifi ca do s pe la s lin ha s co lo ri da s an in ha da s na p ar te s up er io r d o cl ad og ra m a) . O te rm o Cr an ia ta é u til iz ad o aq ui , p oi s in cl ui a lg un s ve rt eb ra do s se m m an dí bu la s (A gn at ha ) q ue tê m c râ ni o, m as n ão v ér te br as . A s lin ha s m ai s es pe ss as , na p ar te in fe ri or , ev id en ci am o s ag ru pa m en to s tr ad ic io na is d e Pr ot oc ho rd at a, A gn at ha , O st ei ch th ye s e Re pt ili a. S ão g ru po s pa ra fil ét ic os q ue , a tu al m en te , nã o sã o co ns id er ad os p el a cl ad ís tic a, m as s ão a bo rd ad os p or s ua a m pl a ut ili za çã o. Fi gu ra 1 5 - C la do gr am a at ua l d o fil o Ch or da ta / Fo nt e: a da pt ad a de H ic km an , R ob er t e L ar so n (2 01 6) . U N IC ES U M A R 41 Por outro lado, os ramos de uma árvore filogenética procuram representar as linhagens reais que ocorreram no passado evolutivo(Figura 16). A informação geológica a respeito das idades das linhagens é adicionada à informação do cla- dograma para, assim, gerar uma árvore filogenética para os mesmos táxons. Pré-cambriano Paleozóico Mesozóico Cenozóico até o presente Cephalochordata, Urochordata Ostra code rmes Plac ode rme s tetrápodes primitivos amniotas primitivos equinodermos Hemicordados An�oxos Tunicados Feiticeiras Lampreias Peixes cartilaginosos, Peixes ósseos modernos Anfíbios modernos Répteis não voadores Aves Mamíferos Ancestral cordado livre-nadante Ancestral deuterostômio hipotético 541 252 66Tempo geológico (milhões de anos atrás) Descrição da Imagem: a imagem ilustra o tempo geológico há milhões de anos. Em sua base, observa-se, em ordem cronológica, os Períodos Pré-Cambriano, Paleozoico, Mesozoico e Cenozoico até o presente. Cada uma destas Eras apresenta uma divisão na figura, onde estão inseridos seus principais representantes. No PréCambriano, temos o ancestral deuterostômio hipotético e o ancestral cordado livre-nadante. No Paleozoico, temos Equinodermata, Cephalochordata, Urochordata, Ostracodermes, Placodermes, tetrápodes primitivos e amniotas primitivos. No Mesozoico, não observamos a irradiação de nenhum grupo. Do Cenozoico até o pre- sente, temos equinodermos, hemicordados, anfioxos, tunicados, feiticeiras, lampreias, peixes cartilaginosos, peixes ósseos modernos, anfíbios modernos, répteis não voadores, aves e mamíferos. Figura 16 - Árvore filogenética dos cordados, com prováveis origens e correlações Fonte: adaptada de Hickman, Robert e Larson (2016). U N ID A D E 1 42 A taxonomia tradicional divide os vertebrados em classes que, tradicionalmen- te, são chamados de peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Os vertebrados = Craniata são divididos em animais com maxilas, os gnatostomados, e peixes sem maxilas, os agnatos, que não têm elementos rígidos sustentando as bordas da boca (Figura 15). Os répteis, aves e mamíferos formam um grupo monofilético, denominado amniota, pois possuem uma membrana transparente e delicada em forma de bolsa, o âmnio, que envolve o embrião em um compartimento aquoso protetor. Os verte- brados que não possuem o âmnio são anamniotas (peixes e anfíbios) (Figura 15). Gnathostomata, por sua vez, podem ser subdivididos em pisces, vertebrados com mandíbulas, com membros (se algum) em forma de nadadeiras, e em te- trapoda (do grego tetras = quatro + podos = pé), vertebrados com mandíbulas e apêndices, se alguns, em forma de membros. Note que vários destes agrupa- mentos são parafiléticos (Protochordata, Agnatha, Anamniota, Pisces) e, conse- quentemente, não são aceitos nas classificações cladistas. Os táxons monofiléticos aceitos são mostrados no topo do cladograma (Figura 15), como uma hierarquia aninhada de agrupamentos, cada vez mais, inclusivos. Neste material, muitos grupos e nomenclaturas ainda serão abordados de acordo com o sistema de classificação lineana. No entanto, foi publicada, em 2020, a obra conhecida como PhiloCode, um novo código de nomenclatura dos seres vivos que leva em consideração as teorias evolutivas de Charles Darwin e rela- ciona apenas as espécies com grau de parentesco filogenético. A ideia é eliminar a classificação dos seres em “caixinhas“ predefinidas, como filo, classe, ordem etc. A partir deste novo código internacional de classificação, apenas duas unidades fundamentais serão consideradas: espécie e clado (ramos que agrupam espécies que derivaram de ancestral comum = grupos monofiléticos). Portanto, baseadas na filogenia dos grupos (anatomia, DNA e fósseis), as espécies serão atribuídas às suas respectivas árvores genealógicas, e os nomes antigos atribuídos aos grupos não serão descartados, apenas a lógica de classificação será alterada. Como esta publicação é muito recente, ainda não podemos aplicá-la em nosso contexto. Em- bora a abordagem de cladograma já seja utilizada em grande parte do material, ainda há menções à organização de Lineu em muitos grupos. U N IC ES U M A R 43 CONSIDERAÇÕES FINAIS Nesta unidade, foi narrada a história evolutiva dos cordados e, mais especifi- camente, dos vertebrados. Estes animais evoluíram há mais de 500 milhões de anos, no entanto apenas começamos a desbravar seus mistérios há cerca de um século e meio. Os registros fósseis contam detalhes da trajetória, mas ainda estamos longe de compreender a magnitude deste grupo. Os cordados são considerados deuterostô- mios, com simetria bilateral, celomados e tribloblásticos, como os equinodermos e hemicordados. Atualmente, considera-se que o cordado ancestral era uma criatura pequena, livre-nadante e filtradora de alimento, no entanto evidências sugerem que os urocordados são o grupo-irmão mais recentes dos vertebrados, e o anfioxo é o animal com o formato corporal mais próximo do ancestral pré-vertebrado. Os cordados, que incluem, além dos vertebrados, outros dois filos, Urochor- data e Cephalochordata, compartilham cinco caracteres não encontrados em nenhum outro filo animal, sendo eles: notocorda, cordão nervoso dorsal oco, fendas faríngeas, endóstilo e cauda pós-anal. Essas características possibilitaram a irradiação desse grupo, uma vez que proporcionou mobilidade, sustentação corporal, melhor capacidade respiratória e metabólica e sistema nervoso com cérebro altamente desenvolvido. Para os Urochordata e Cephalochordata, não está presente uma cabeça diferenciada. Embora os vertebrados se dividam em classes completamente distintas entre si, como os peixes com nadadeiras, os répteis com escamas, as aves com asas e penas bem como os anfíbios e mamíferos com pelos e glândulas mamárias, todas elas apresentam sucesso evolutivo e são, atualmente, distribuídas por toda a superfície terrestre, no ambiente marinho e de água doce. Apresentam tamanhos corporais significativos, com diferentes tipos de locomoção e atividades metabólicas. Quer co- nhecer essas classes mais profundamente? Acompanhe-me nas próximas unidades. 44 na prática 1. A biologia e o registro fóssil dos vertebrados têm estado no centro das mudanças da vida. Estudos comparativos de anatomia, embriologia e fisiologia de vertebrados atuais comple- mentam, frequentemente, o registro fóssil. Esses estudos revelam que a evolução atua por meio da modificação de estruturas existentes. Assim, todos os vertebrados compartilham características únicas, as quais são produto de sua ancestralidade comum (POUGH; JANIS; HEISER, 2008). Neste sentido, qual destas características, a seguir, não está presente nos cordados? a) Notocorda. b) Cordão nervoso dorsal oco. c) Fendas faríngeas. d) Endóstilo. e) Placodermes. 2. O Urochordata é composto por cerca de 2 mil espécies, com morfologia corporal singular e altamente especializada. Popularmente conhecidos como tunicados, estes organismos vivem em todos os ambientes marinhos, desde as regiões entremarés até as grandes pro- fundidades oceânicas. Sobre esse grupo, analise as afirmativas a seguir: I - Seu revestimento é composto por uma túnica resistente, formada por tecido vivo ani- mal, que possui uma proteína semelhante à celulose das plantas, chamada de tunicina. II - Apresentam hábitos bentônicos e sésseis, associando-se a substratos duros, como rochas, estacas ou cascos de navios. Podem, ainda, ser solitários, coloniais (túnicas próprias) ou compostos (compartilham a mesma túnica). III - As cinco características principais dos cordados estão todas presentes nas ascídias adultas. IV - As ascídias solitárias, geralmente, são cilíndricas ou esféricas, com um manto que re- veste a túnica. É correto o que se afirma em: a) Apenas I e II. b) Apenas II e III. c) Apenas III. d) Apenas I, II e IV. e) I, II, III e IV. 45 na prática 3. Quando os vertebrados ancestrais trocaram a alimentação por filtração pela preda- ção ativa, novos controles integrativos, sensoriais e motores tornaram-se essenciais para a localização e captura de presas maiores. Aextremidade anterior do cordão nervoso tornou-se dilatada como um cérebro tripartido (prosencéfalo, mesencéfalo e rombencéfalo), protegido por um crânio ósseo ou cartilaginoso. Sobre estas divi- sões do cérebro, assinale Verdadeiro (V) ou Falso (F): ( ) O mesencéfalo, o bulbo e a parte posterior, juntamente com o mesencéfalo, formam o “tronco encefálico”, que controla atividades vitais e subconscientes, como o batimento cardíaco, a respiração, o tônus vascular, as secreções gás- tricas e a deglutição. O cerebelo controla o equilíbrio, a postura, o movimento e a destreza manual. ( ) O prosencéfalo, formado pelo tálamo e o hipotálamo, está relacionado à infor- mação sensorial para os centros encefálicos superiores, que regulam a tempe- ratura do corpo, o equilíbrio hídrico, o apetite e a sede. ( ) O rombencéfalo é formado, especialmente, pelo teto (incluindo os lobos ópticos) e possui núcleos que atuam como centros para os reflexos e as informações visual, tátil e auditiva (linguagem neurofisiológica). O mesencéfalo mudou muito pouco a sua anatomia durante a evolução, mas as suas funções se alteraram, significativamente, entre os vertebrados. Assinale a alternativa correta: a) F, V, F. b) F, F, V. c) V, F, V. d) F, F, F. e) V, V, V. 46 na prática 4. Conhecidos popularmente como anfioxos, os cefalocordados são animais pequenos, achatados lateralmente e translúcidos, medindo, aproximadamente, de 3 a 7 cm de comprimento. Compostos, atualmente, por 29 espécies, são organismos marinhos bentônicos que habitam as áreas costeiras em todo o mundo. Esses animais vivem enterrados em fundos arenosos, apenas com a cabeça emergindo acima do sedi- mento. Sobre os anfioxos, assinale a alternativa correta: a) Apresentam somente duas características distintas dos cordados. b) O sistema circulatório é composto por vasos abertos. c) As larvas eclodem logo após a fertilização, em função da pouca reserva de vitelo. d) Possuem um sistema nervoso central dos cefalocordados bem complexo. e) Quanto à reprodução, os anfioxos são monoicos, com gametas liberados para o meio externo, onde ocorre a fecundação. 5. Foi apenas em meados do século XIX que o processo pelo qual a diversidade biológi- ca é originada, a evolução, começou a ser desvendado. A percepção de que todas as espécies existentes são aparentadas entre si, ou seja, conectadas através do tempo geológico, forneceu, pela primeira vez, na história da humanidade, uma explicação coerente para o fato de a diversidade biológica poder ser organizada em categorias taxonômicas hierarquicamente inclusivas, como gêneros, famílias, ordens e classes (BENEDITO, 2017). Neste aspecto, cite quais são as classes em que os vertebrados se dividem, atualmente. 47 eu recomendo! A Vida dos Vertebrados Autores: F. Harvey Pough, Christine M. Janis e John B. Heiser Editora: Atheneu Sinopse: o macho do peixe-mandarim (Synchiropus splendidus, Teleostei, Callionymidae) luta por territórios sobre o topo de re- cifes de coral de águas rasas no Estreito de Lembeh, ao norte das ilhas Célebes, na Indonésia. Estes locais são favoráveis para as fêmeas desovarem, e os machos que controlam esses territórios desejáveis aumentam suas chances de se repro- duzir. As amplas nadadeiras e o padrão de colorido dos machos atraem as fêmeas de peixe-mandarim, mas também são atrativos para os aquaristas de todo mun- do. Coleções de peixes-mandarim e outros peixes tropicais e invertebrados volta- dos para o comércio de aquaristas ameaçam de extinção as populações naturais locais. Somam-se a isso a destruição acelerada, em escala global, dos habitats de corais de águas rasas, associadas, diretamente, às invasões das populações hu- manas e, indiretamente, ao aquecimento global antropogênico. Comentário: este livro é um clássico da Zoologia de vertebrados. Dessa forma, recomendo, fortemente, a leitura, para complementar e aprofundar os conheci- mentos adquiridos nesta unidade. livro 48 eu recomendo! Quando Éramos Peixes Ano: 2017 Sinopse: tendo os ossos da mão como ponto de partida, o paleontólo- go Neil Shubin vai à procura do antepassado mais distante da huma- nidade, o peixe. O episódio apresenta esta aventura, que começa no departamento de anatomia da Universidade de Chicago e termina no Ártico canadense com o encontro do fóssil do peixe de cabeça chata, o Tiktaalik. Neil apresenta a evolução do corpo humano e revela as semelhanças entre as duas espécies. documentário Cordados – Somos todos família Este documentário detalha a história da evolução dos cordados e suas relações com os anfioxos. Conta, exatamente, como estes animais es- tão relacionados e suas principais características. conecte-se https://www.youtube.com/watch?v=hSQ32EqdRfo https://www.youtube.com/watch?v=K-BUOgovCro&ab_channel=Document%C3%A1riosEvolu%C3%A7%C3%A3oHD 2PEIXES PROFESSORA Dra. Jislaine Cristina da Silva PLANO DE ESTUDO A seguir, apresentam-se as aulas que você estudará nesta unidade: • Peixes: características gerais e aspectos evolutivos • Agnatha: peixes sem mandíbulas • Gnathostomata: vertebrados com mandíbulas • Chondrichthyes: peixes cartilaginosos • Osteichthyes: peixes ósseos. OBJETIVOS DE APRENDIZAGEM Discorrer sobre as definições e características gerais dos peixes e seus aspectos evolutivos • Caracterizar o clado Agnatha e compreender aspectos de sua biologia • Conhecer os caracteres distintivos e agrupa- mentos dos Gnathostomata • Identificar as características morfofisiológicas gerais compartilhadas entre os Chondrichthyes • Descrever aspectos gerais sobre a biologia, a ecologia e a evolução dos Osteichthyes. INTRODUÇÃO Olá, caro aluno(a), seja bem-vindo(a) a nossa segunda unidade do livro Zoologia II. Nas páginas a seguir, abordaremos o grupo dos peixes, o mais diversificado entre os ver- tebrados. Com distribuição em praticamente todos os ambientes aquáticos (marinho e água doce), apresentam adaptações impressionantes de sobrevivência. Os peixes atuais, basicamente, dividem-se em Agnatha (feiticeiras e lampreias), Chon- drichthyes (tubarões e raias) e Osteichthyes (peixes ósseos). Os agnatos são os peixes “sem maxilas”, que possuem características mais próximas do ancestral vertebrado, porém não têm ossos. As feiticeiras possuem corpo alongado, sem escamas e se alimentam de animais mor- tos ou moribundos. As lampreias também apresentam o corpo alongado e possuem o hábito de se agarrar a uma pedra com a boca, para manter sua posição na correnteza. Algumas são parasitas de outros animais e, também, usam a boca para se fixar ao seu hospedeiro. Chondrichthyes e Osteichthyes pertencem ao clado Gnathostomata (“presença de mandíbulas”). Os Chondrichthyes são representados pelos tubarões, raias (Elasmo- branchii) e quimeras (Holocephali). A principal característica é possuir um esqueleto cartilaginoso, além de órgãos sensoriais bem desenvolvidos, mandíbulas e dentição potentes, musculatura para natação, hábitos predatórios e um órgão copulatório ca- racterístico, chamado clásper. Osteichthyes são os peixes que possuem esqueleto ósseo. Este clado se divide em dois grupos, os Actinopterygii (peixes ósseos atuais), com nadadeiras raiadas e detentor da maior biodiversidade, e os Sarcopterygii (peixes de nadadeiras lobadas), composto pelos peixes pulmonados e celacantos, além de todos os demais tetrápodes existentes. As principais características que definem os peixes ósseos são: hábito de vida aquático, corpo coberto por escamas, forma corpo- ral fusiforme, natação por meio de ondulação lateral da coluna vertebral, respiração por brânquias situadas nos arcos faríngeos e cobertas por um opérculo, presença de nadadeiras, inclusive pares, bexiga natatória, presença de linha lateral e ectotermia. U N IC ES U M A R 51 1 PEIXES: CARACTERÍSTICAS GERAIS e aspectos evolutivos Denominamos peixe os vertebrados aquáticos que possuem brânquias, mem- bros na forma de nadadeiras (quando presentes) e pele com escamas de origem
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