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UNIVERSIDADE ESTADUAL DA PARAÍBA CAMPUS I CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA CURSO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS (LICENCIATURA) Componente Curricular: Zoologia dos Vertebrados I Nomes: Ionara Nunes, Helmer Kefrem, Raysla Maria 1 Suponha que novos dados moleculares mostrem que os tunicados e vertebrados são grupos-irmãos. Que diferença isso faria com nossas suposições sobre o forma do animal cordado original? Que adicional características que este animal pode possuir? Os cefalocordados, representados pelos anfioxos, apresentam diversas características semelhantes aos vertebrados como sistema circulatório similar (com uma aorta dorsal e coração ventral bombeador que força o sangue através das brânquias), além de compartilhar células excretoras chamadas de podócitos e nadadeiras caudais semelhantes. Pode-se citar também os aspectos embrionários e morfológicos que aproximam anfioxos de um peixe, por exemplo. Dessa maneira os cefalocordados são colocados como grupo-irmão dos vertebrados, sendo o ancestral comum dos cordados um animal nadador com região cefálica bem definida e músculos ao longo do corpo, aparentando um peixe bem primitivo. Entretanto, quando nos questionamos sobre a origem dos vertebrados nos deparamos com outro grupo de animais invertebrados que também dispõe das características básicas para ser um cordado. Os Urocordados ou Tunicados, representados pelas Ascídias, possuem bem como os Anfioxos as sinapomorfias para o grupo dos cordados, as quais são: Presença de Notocorda, pelo menos em uma fase da vida; Cordão nervoso dorsal; Cauda pós-anal; Fendas faringeanas e Endóstilo. Vale ressaltar que a presença total dessas características ocorre durante a fase larval dos tunicados, quando adultos eles são animais marinhos filtradores, sésseis, parecidos morfologicamente com poríferos que mantém apenas o endóstilo e a faringe com fendas. Então, no caso de uma pesquisa apontar com dados moleculares tunicados e vertebrados como grupo irmão teríamos um animal diferente do que se imagina para um ancestral de cefalocordado. Esse animal teria desenvolvimento indireto, um indivíduo adulto filtrador como uma Ascídia primitiva, porém possivelmente com morfologia diferente, em que as larvas dotadas de notocorda, um tubo nervoso dorsal oco e uma cauda muscular pós-anal, que movimentariam o animal com um padrão semelhante ao dos peixes, passaria por uma modificação evolutiva originando o restante do grupo. Concluindo que ocorreu uma modificação nas larvas, as Ascídias ocorreriam a partir de um ancestral adulto que tornou-se séssil, enquanto um grupo de larvas livre natantes cresceriam com a morfologia da larva e se modificariam para se tornarem animais vertebrados. Essa teoria já foi sustentada em alguns momentos na história respaldada pela ideia da ocorrência de pedomorfose nas larvas livre natantes. Walter Garstang propôs que as larvas poderiam se tornar sexualmente maduras originando adultos móveis ao contrário das Ascídias adultas sésseis. Sendo assim, algumas poucas espécies de tunicados atuais que permanecem numa forma larval seriam os animais que se assemelham ao cordado ancestral. 2 Pesquise ao menos 2 artigos que tratem sobre a filogenia dos protocordados (Urochordata e cephalochordata) e faça apontamentos sobre o que encontrou de mais importante. Em uma das análises de 2008 sobre filogenia funcional, que levou em consideração não só a morfologia, mas também as funções estruturais, Tunicata e Cephalochordata são grupos irmãos. Assim, muitos estudos apontam para a monofilia dos Chordatas, entretanto ainda há muita incerteza quanto ao nível de parentesco dentro do filo, gerando dúvidas acerca de qual grupo se mostraria mais basal segundo todas as evidências. Alguns pesquisadores defendem a proximidade entre Tunicata e Vertebrata, enquanto outros sugerem que há maior proximidade entre Cephalochordata e Vertebrata, ZENG & SWALLA defendem que essa é a mais correta, já que os dois táxons apresentam estilo de vida solitário, diferentemente de Tunicata que tem indivíduos com hábitos coloniais. A dissertação de Lopes et al., (2006) aponta que há divergências de concordância entre os pesquisadores dentro do próprio grupo, Tunicata, no que diz respeito as classes dentro do grupo, embora que hoje a classificação mais aceita é a de que Tunicata se divide em três classes: Ascidiaceas, Appendicularia e Thaliacea, outros pesquisadores dizem que ainda há uma quarta classe denominada de Sorberacea, ainda que também ocorra controvérsias na aceitação de Sorberacea como um Táxon. Desse modo, os conflitos de opiniões se expandem para a contestação que submerge Tunicata como um subfilo de Chordata, pois de acordo com ZENG & SWALLA os Tunicatos apresentam sinapomorfias específicas que poderiam lhe conferir como um filo separado de Chordata. Esse estudo de Lopes et al., (2006) mostrou que em um cladograma constituído pelo método UPGMA apresentou parafilia em muitos táxons, apesar da presença do táxon monofilético Cephalochordata. Também evidenciou que Tunicata é um grupo monofilético, Appendicularia foi identificado como um grupo basal, segundo os cladogramas formados, e que os grupos Ascidiacea e Thaliacea se mostraram parafiléticos Imagem retirada da dissertação 1: Filogenia molecular de Tunicata com ênfase em Ascidiacea, (LOPES et al., 2006). Imagem retirada da dissertação 1: Filogenia molecular de Tunicata com ênfase em Ascidiacea, (LOPES et al., 2006). A dissertação de Bosne et al., (2009) aponta que os Urochordatos tem um genoma menor que o Anfioxo devido a perdas genéticas. E que devido a sua morfologia simples e da dificuldade de estabelecer uma homologia entre suas estruturas e a dos vertebrados, é considerado o grupo mais basal dos cordados segundo estudos anteriores, mas pesquisas recentes dizem que o perfil do cordado ancestral teria mais características em comum com os anfioxos, já que foram descobertas características nesse grupo que foram perdidas e não teriam como existir depois, assim as sinapomorfias dos Urochordatos seriam derivadas. Dessa forma, o subfilo Cephalochordata é o mais basal entre todos que compõe Chordata. Imagem retirada da dissertação 2: The Eph /ephrin gene Family in the European Amphioxus – an Evo-Devo Approach, (BOSNE et al., 2009). 3 Que características permitem dizer que existe relação entre os cordados e os equinodermos e hemicordados. Devido a realização de análises filogenéticas das sequências gênicas dos animais pertencentes ao grupo dos deuterostomados foi possível considerar esse grupo como um clado, sendo os principais representantes dele os equinodermos (exemplo: estrelas-do-mar e ouriços-do-mar), os hemicordados (exemplo: enteropneustos e pterobrânquios), por fim, os cordados (tunicados, cefalocordados e vertebrados). A imagem abaixo mostra a filogenia dos animais pertencentes ao grupo dos deuterostomados, apontando algumas características particulares e semelhantes entre eles de acordo com a figura escolhida. Porexemplo, as larvas ciliadas que são compartilhada tanto pelos equinodermos quanto pelos hemicordados, tornando-os grupos irmãos quando comparados aos cordados que não apresentam essa particularidade, ou as novidades evolutivas exclusivas (sinapomorfias) dos vertebrados como a coluna vertebral, crânio anterior, cérebro grande e um coração ventral. Imagem retirada do livro Vida: A Ciência da Biologia - Vol II - 11.ed.: Evolução, Diversidade e Ecologia, pág 685. Apesar disso, a relação entre cordados, hemicordados e equinodermos não é muito bem compreendida ainda, eles estão ligados basicamente por serem deuterostômios e principalmente por aspectos embrionários semelhantes como a clivagem e a morfologia das larvas. Os hemicordados possuem em comum com os cordados as fendas faríngeas, usadas para filtrar partículas alimentares da água, além da cauda pós-anal, simetria bilateral e movimentação lateral da coluna semelhante a movimentação lateral da coluna de alguns animais cordados como peixes, crocodilos e cobras. Nos equinodermos, os indivíduos atuais não possuem fendas faríngeas mas animais extintos do filo possivelmente possuíam, da mesma forma a simetria nos equinodermos adultos atuais é pentarradial porém as larvas possuem simetria bilateral e possivelmente equinodermos primitivos também à possuíam. Outra característica que aproxima os equinodermos dos cordados é a presença de um endoesqueleto de origem mesodérmica. Contudo, o grupo irmão dos vertebrados pode ser um equinodermo livre-natante extinto bem como os hemicordados podem estar relacionados aos equinodermos e aos demais deuterostômios primitivos. 4 Pesquise sobre Tunicados e Anfioxos encontrados no Brasil e aponte suas principais características Tanto os animais pertencentes ao grupo dos anfioxos (cefalocordados), dos tunicados (urocordados) e dos vertebrados são classificados como cordados por apresentarem determinadas estruturas em alguma etapa da sua vida, como por exemplo, a presença de um cordão nervoso dorsal oco; de uma cauda que se estende para além do ânus e uma haste de sustentação dorsal, denominada de notocorda, entre outras. Imagem retirada do livro Vida: A Ciência da Biologia - Vol II - 11.ed.: Evolução, Diversidade e Ecologia, pág 685. Os tunicados e cefalocordados fazem parte do filo Chordata, junto com os vertebrados. Tunicata apresenta cerca de 3000 espécies, sendo a maior diversidade de indivíduos entre os protocordados. Existem 3 classes de animais em Tunicata, Thaliacea, Appendicularia e Ascidiacea compreendendo animais marinhos e filtradores em geral, possuem hábito bentônico ou holoplanctônico, com formas coloniais ou solitárias e larvas livre natantes. Possuem um papel importante dentro da cadeia trófica aquática, uma vez que servem de alimento para diversos animais e ao mesmo tempo conseguem filtrar um grande volume de água, auxiliando no ciclo do nitrogênio e carbono. Esses animais apresentam uma ampla distribuição nos mais diversos ambientes marinhos, da costa a grandes profundidades, de pólo a pólo do globo terrestre. No Brasil, São Paulo apresenta o melhor conhecimento da fauna de Ascídias, as quais são os representantes mais numerosos entre os Tunicata. Nos últimos 50 anos houve um crescimento constante no conhecimento da biodiversidade dessa fauna, contando atualmente com 70 espécies aproximadamente, vale ressaltar que existem regiões ainda que não foram exploradas. Em todo o país estima-se um total de 130 espécies. Os Cefalocordados contém cerca de 22 espécies marinhas, pequenas, superficialmente semelhantes a peixes e geralmente com menos do que 5 cm de comprimento. O cefalocordado mais conhecido e que carrega o nome popular para esses animais é o Branchiostoma lanceolatum, o anfioxo. Eles são amplamente distribuídos nas águas oceânicas das plataformas continentais e, quando adultos, são animais escavadores e sedentários. Em algumas poucas espécies, os adultos retêm o comportamento ativo e livre-natante das larvas. São animais com características bastante próximas às dos vertebrados, possuem uma faringe modificada formando uma estrutura de cesta que auxilia o processo de filtração. No Brasil, existem referências do século passado a esses animais, porém esse registro é de apenas quatro espécies: Branchiostoma caribeum Sundevall, 1853 (Sawaya, 1964; Silva, 1977); Branchiostoma platae Hubbs, 1922 (Sawaya e Carvalho, 1938; Sawaya e Carvalho, 1950; Moure, Björnberg et al, 1954; Tommasi, Valente et al, 1972) e Branchiostoma marambaiensis Silva, 1977 (Silva, 1977), encontradas nos estados da região sudeste e sul, além de Amphioxides pelagicus (Günther, 1889) (Björnberg, 1954) coletado no plâncton da Ilha de Fernando de Noronha. REFERÊNCIAS ALVES, Marcos Souto et al. CEPHALOCHORDATA DO ESTUÁRIO DO RIO PARIPE, ITAMARACÁ, PERNAMBUCO. 2001. 10 f. Tese (Doutorado) - Curso de Biologia, Zoologia/ecologia, Ufrpe, ItamaracÁ, 2001. BOSNE, Stéphanie Correia de Matos David et al. The Eph /ephrin gene family in the European Amphioxus – an Evo-Devo Approach. 2009. 47 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Biologia Evolutiva e do Desenvolvimento, Biologia Animal, Universidade de Lisboa, Lisboa, 2010. Disponível em: https://pdfs.semanticscholar.org/f95b/a78255fd0f16492036200355001da32de5e0. pdf. Acesso em: 07 jun. 2020 LOPES, Daniele Pequeno et al. Filogenia molecular de Tunicata com ênfase em Ascidiacea. 2006. 134 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia de Pesca, Centro de Ciencias Agrarias, Universidade Federal do Ceará, Ceará, 2006. Disponível em: http://www.repositorio.ufc.br/bitstream/riufc/1127/1/2006-dis-dplopes.pdf. Acesso em: 07 jun. 2020. MARCEL, Guellity. Protocordados - Urocordados e Cefalocordados. Biólogo, mestre em ecologia e conservação. Disponível em: https://www.euquerobiologia.com.br/2012/07/protocordados-e-cordados-diferenca shtml. Acesso em: 05 jun. 2020. POUGH, Janis Christine M.. A vida dos vertebrados. 4. ed. São Paulo: Atheneu, 2008. 720 p. ROCHA, Rosana Moreira da et al. 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