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Embriologia Comparada Professora Dra Cristiane Latgé Tetrápodes Tetrápodes - São vertebrados com quatro patas. - datam do final do Devoniano, há 360 milhões de anos. - Representados por quatro classes de animais: 1. Anfíbios - mais primitivos, com pele úmida, hematose cutânea intensa e sem escamas externas. 2. Répteis - apresentam pele seca, com escamas ou escudos protetores. 3. Aves - com penas, as extremidades anteriores são tipicamente asas e são animais de temperatura constante. 4. Mamíferos - apresentam a pele com pelos, são de temperatura constante e as fêmeas amamentam os filhos com leite produzido em glândulas mamárias. Tetrápodes ? Peixes devonianos com nadadeiras lobadas e fortes que migraram para a terra lentamente através da seleção natural adaptaram-se a vida na interface terra-água, dando assim origem aos anfíbios. Evolução dos Tetrápodes Crossopterígios: - Peixes com nadadeiras lobadas e musculosas que podiam se arrastar em terra firme (entre uma poça d’água e outra). Observe os ossos que sustentam as nadadeiras anteriores, que passaram a funcionar como ossos dos membros adaptados para andar em terra firme. Transição para terra - Surgimento dos Anfíbios A figura mostra o ancestral dos anfíbios (e por consequência de todos os tetrápodes) a partir dos peixes crossopterigios. Características compartilhadas pelos tetrápodes Pescoço livre - Permite o movimento da cabeça: dobrar o pescoço para os lados Mobilidade na articulação do pulso -Favorece a natação - Favorece movimento em terra firme. Anfíbios - Características Esqueleto - Apresentam esqueleto ósseo formado por bicarbonato de cálcio e fosfato de cálcio. Respiração - respiração pulmonar (a bexiga natatória dos peixes originou um pulmão primitivo que foi se desenvolvendo e se aprimorando ao longo do tempo). - Respiração cutânea - através da pele lisa, sem escamas, sem queratina e muito vascularizada (vasos sanguíneos que levam o sangue oxigenado para todo o corpo). Dois pares de membros locomotores. Pálpebras - por não estarem mais na água as pálpebras são essências para a umidificação dos olhos, sem elas os organismos ficariam cegos. Coração formado por dois átrios e um ventrículo. Primeiro grupo de organismos a apresentar tímpanos (membrana fina que capta sons por meio de ondas sonoras na atmosfera). -captação de sons para proteção, localização de presas, localização de parceiros para cópula. Primeiros organismos apresentar vocalização -localizar coespecíficos para reprodução e demarcação de território e afastamento de competidores. Sistema digestório completo terminando em uma cloaca. Anfíbios - Características Répteis A grande inovação nos répteis: o ovo aminiótico Casca do ovo: - proteção contra impacto e contra desidratação, fonte de calcio para o embrião. Membrana da casca: - proteção contra desidratação (evita a perda de água). Cório ou Córion: - proteção para o saco vitelínico e para o embrião. Câmara de ar: - reserva de ar para o embrião. Répteis A grande inovação nos répteis: o ovo aminiótico Saco vitelínico ou Vitelo: - reserva alimentar (constituído por lipoproteínas, vitaminas, colesterol). Alantóide: - depósito de resíduos do metabolismo das proteinas (excretas); - responsável pelas trocas gasosas do embrião com o meio, - retira calcio da casca para o embrião. Âmnio: - proteção contra traumas (choques mecânicos) e evita o ressecamento (desidratação) do embrião. Répteis A grande inovação nos répteis: o ovo aminiótico Répteis Aves Endotermia ou Homeotermia -temperatura constante (não varia com o ambiente) Desenvolvimento das penas - isolamento térmico (forma um colchão de ar que isola o corpo do meio externo), auxiliam no voo e impedem que a água da chuva alcance a pele da ave. Desenvolvimento de ossos pneumáticos. - Os ossos das aves desenvolveram câmaras internas que se comunicam com os sacos aéreos, tornando o esqueleto das aves mais leve, todavia muito resistente. Desenvolvimento de um sistema de sacos aéreos - diminuição do peso e da densidade, facilitando alçar voo rapidamente, e aumentando a oxigenação do sangue. Osso esterno se expande para suportar as enormes forças durante o voo. -O osso esterno adquire a forma de quilha (ou carena) para a inserção dos músculos peitorais adaptados ao voo. Desaparecimento da bexiga urinária, urina pastosa ou sólida - redução do peso Perdas dos dentes, mandíbula e maxilar transformado em bico - redução do peso Cuidado parental - os pais se revezam no cuidado com a prole, chocando os ovos e alimentando a prole até que estejam aptos a sobreviverem sozinhos no ambiente . Aves Tipos de Fecundação Fecundação Externa (anfíbios) -Animais com desenvolvimento no meio aquático - ovócitos de grande tamanho e dotados de revetimento externo - ovócitos liberados em grande quantidade - espermatozóides sem variação de tamanho, liberados em grande quantidade, sempre sobre os ovócitos Fecundação Interna (répteis, aves e mamíferos) Também chamada de clivagem, esta é a etapa do desenvolvimento que tem como finalidade aumentar o número de células a partir do zigoto. Alguns fatores interferem diretamente na divisão celular nesse período, entre eles a quantidade de vitelo, formado por substâncias nutritivas. Entre os diferentes grupos animais encontramos uma grande variedade de tipos de ovos também classificados de acordo com a quantidade de vitelo. Segmentação Os animais que apresentam desenvolvimento externo possuem ovos com grande quantidade de vitelo, cuja finalidade é nutrir o embrião durante todo o desenvolvimento embrionário que ocorrerá fora do corpo da mãe. Tipos de Ovos Telolécitos: -vitelo totalmente segregado do restante da célula - aves, répteis, mamíferos não placentários, cefalópodes e alguns grupos de peixes Centrolécitos: - vitelo localizados no centro do ovo -Insetos Heterolécitos: -vitelo está desigualmente distribuído no interior da célula - anfíbios, anelídeos, gastrópodos e alguns peixes. Alécito - totalmente desprovidos de vitelo -poríferos, celenterados e mamíferos. Oligolécitos - os ovos apresentam pouca quantidade de vitelo - Invertebrados e cordados inferiores, equinodermos No reino animal, a diferença na quantidade e na distribuição do vitelo no ovo determina diferença na segmentação, pois a quantidade de vitelo influi na velocidade de divisão da célula. Quanto maior a quantidade de vitelo, menor a velocidade de divisão. Tipos de Segmentação 1. Segmentação Total: - pode ocorrer em todo o ovo - blastômeros poderão ter tamanhos iguais ou diferentes. 1.1. Segmentação Total e Igual: - Ovos alécitos e oligolécitos - Blastômeros apresentam o mesmo tamanho 1.2 Segmentação Total e Desigual: - Ovos heterolécitos (mesolécitos) - blastômeros formados apresentam tamanhos diferentes, os macrômeros, com grande quantidade de vitelo e os micrômeros, com pouco vitelo. Tipos de Segmentação 2. Segmentação Parcial: - segmentação ocorre em parte do ovo 2.1. Segmentação Parcial e Discoidal: -apenas uma determinada região do ovo, no disco germinativo- répteis e aves (ovos telolécitos) 2.2. Segmentação Parcial e Superficial: - O vitelo não entra em divisão - Ovos centrolécitos (insetos) Tipos de Segmentação Resumindo... Resumindo... A segmentação do zigoto acontece de maneira bastante semelhante nos diversos tipos de ovos encontrados na natureza. Um embrião de um animal de vida aquática mantém-se hidratado sem necessidade de acessórios para desempenhar essa função. Embriões de répteis, as aves e os mamíferos se desenvolvem no ambiente terrestre sejam dentro de um ovo ou dentro do organismo da mãe. Contudo, após a fecundação, a segmentação dos ovos segue um determinado padrão comum. Segmentação Primeira clivagem vertical Segunda clivagem vertical Terceira clivagem transversal Quarta clivagem vertical Quinta clivagem transversal = 32 blastômeros = Mórula Gastrulação Neurulação Célula-ovo mórula blástula gástrula nêurula Neurula Número de folhetos embrionários Diblásticos: ectoderme e endoderme - poríferos e celenterados Triblásticos: ectoderme, mesoderme e endoderme - demais animais pluricelulares Presença de celoma - Acelomados: platelmintos - Pseudocelomados: cavidade não revestida por mesoderme: asquelmintos - Celomados: anelídeos, moluscos, artrópodes, equinodermas e os cordados. Destino do blastóporo Protostômios : - originam a boca - celenterados, platelmintos, asquelmintos, anelídeos, moluscos e artrópodes Deuterostômios: - originam o ânus - equinodermas e cordados A seguir daremos um exemplo da gastrulação em mamíferos, muito semelhante ao que ocorre em répteis e aves. Nesses animais ela ocorre somente na região do epiblasto Anexos Embrionários Anexos embrionários Além dos folhetos germinativos, encontramos ainda na fase embrionária, que participam efetivamente do desenvolvimento do embrião: • Saco ou vesícula vitelina • Âmnio ou bolsa amniótica • Cório • Alantoide • Placenta • Cordão umbilical Saco Vitelino - Presente em todos os grupos de animais. - Função de armazenamento de vitelo: ovos telolécitos (aves, répteis e alguns peixes), centrolécitos (insetos) e heterolécitos (anfíbios e alguns peixes) - Processo de incubação dos ovos de aves e répteis: células endodérmicas secretam enzimas que fragmentam os grânulos vitelínicos fosfolipídicos presentes na gema tornando-os assimiláveis. Essa reserva é suficiente para até os primeiros dias de vida dos recém eclodidos. - Presente em répteis, aves e mamíferos - Líquido amniótico que é produzido inicialmente pelos amnioblastos (células da própria vesícula) e, posteriormente, por células dos sistemas respiratório e digestório, além da própria urina embrionário-fetal. -Nos mamíferos, há participação também da circulação materna e da atividade de células uterina. - Funções: hidratação, manutenção da temperatura, impede o colabamento entre o feto e as membranas, proteção contra choques mecânicos. - Após o nascimento, em mamíferos, a vesícula amniótica é eliminada no parto, juntamente com a placenta. No caso de répteis e aves, ela é absorvida. Cavidade Amniótica Alantóide - A vesícula alantoidiana e alantóide têm origem a partir do divertículo da vesícula vitelina. - Está associada à formação da placenta, dos vasos sanguíneos placentários e do cordão umbilical, além de participar da formação da bexiga urinária. - Em répteis e aves, também realiza trocas gasosas, armazena produtos nitrogenados e contribui com a calcificação. - Funciona como um depósito de produtos de excreção fetal que não podem ser transferidos rapidamente para a mãe. - Constituído por: uma veia e duas artérias (maioria das espécies) - Ruminantes e carnívoros apresentam duas veias que se fundem próximo ao feto. Cordão Umbilical Placenta - presente principalmente em mamíferos. - Também presente em alguns grupos de répteis e peixes, ainda que com sistema de organização e complexidade mais simples. - funções metabólica e endócrina, a placenta também está ligada às trocas gasosas, nutrição e excreção.
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