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FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 1 BRAVO, F. Arthropoda: anatomia, biologia e filogenia, 2000. (ensino universitário para alunos da UEFS). Arthropoda: anatomia, biologia e filogenia. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 2 1 Introdução Em Arthropoda tradicionalmente são reconhecidos quatro grupos com representantes recentes: Chelicerata, Crustacea, Myriapoda e Hexapoda, e um grupo com apenas representantes fósseis, Trilobitomorpha (e.g. Snodgrass, 1935, 1938; Boudreaux, 1979, Weygoldt, 1979; Brusca & Brusca, 1990; Nielsen, 1995). O descobrimento de uma série de espécies fósseis, principalmente do Vendiano e do Cambriano (600-500 milhões de anos atrás), relacionadas com os grupos recentes de Arthropoda têm enriquecido o conhecimento sobre a filogenia desse grupo animal, porém como os fósseis têm apenas alguns caracteres para comparação isso têm ocasionado o aparecimento de várias filogenias, muitas vezez conflitantes. Alguns autores ampliaram o conceito de Arthropoda para incluir Onychophora, e, nesse caso, os grupos tradicionalmente tratados como Arthropoda foram colocados no táxon Euarthropoda (e.g. Weygoldt, 1986; Ax, 1987). Neste livro, Arthropoda é usado da maneira tradicional, ou seja, considera-se como táxon Arthropoda ao agrupamento dos táxons recentes acima mencionados e a todos os fósseis que fazem parte do grupo interno, isto é, as espécies fósseis relacionadas com os táxons Chelicerata, Crustacea, Myriapoda e Hexapoda. Como será visto ao longo do livro, alguns táxons recentes incluídos em Arthropoda não correspondem a táxons monofiléticos, o que não invalida o nome do táxon Arthropoda. Assim estabelecido nosso táxon Arthropoda, é válido dizer que esse táxon constitui o grupo animal com a maior diversidade de espécies (Boudreaux, 1979), representando mais ou menos 85% dos Metazoa conhecidos. Há mais de 1.000.000 de espécies descritas de artrópodes estando nele incluído os insetos, o táxon com o maior número de espécies que qualquer outro grupo animal (Brusca & Brusca, 1990). Por isso, esta época deverá ser conhecida como a era dos artrópodes. O registro fóssil de representantes de Arthropoda é abundante, porém, mesmo assim, o estudo dos fósseis tem ajudado pouco para resolver a filogenia desse grupo. A discussão sobre qual filogenia dos grupos de Arthropoda é a que melhor explica a evolução dos caracteres nesse grupo tem mais ou menos 150 anos de antigüidade. Vários pesquisadores têm proposto filogenias baseadas somente na interpretação de uma estrutura, como por exemplo da estrutura das antenas, da estrutura dos olhos, a anatomia interna, a embriologia da cabeça e da morfologia dos espermatozoides. No entanto, outros estudos têm sido levados a cabo com uma grande quantidade de dados morfológicos para tentar reconstruir a história filogenética dos artrópodes. Mais recentemente a análises com dados moleculares têm sido usadas para resolver a filogenia desse grupo. A origem dos Arthropoda se remonta a mais de 600 milhões de anos atrás, nos mares do Vendiano (Pré-Cambriano). Estudos genéticos para investigar o tempo de divergência entre os táxons de Metazoa sustentam a origem pré-cambriana de Arthropoda (Ayala, et al. 1998). Os fósseis artrópodes mais antigos são do Cambriano inferior, eram animais com corpos homonomorfos —i.e., um corpo com segmentos iguais—, recobertos por uma cutícula esclerotinizada, que formava um exoesqueleto rígido e articulado. Apêndices segmentados e birremes estavam presentes nesses artrópodes primitivos, e é uma das características mais relevantes do grupo e da qual deriva o nome Arthropoda (do grego arthron, articulação; podos, pé). Uma série de fósseis com apêndices não-articulados do Vendiano e do Cambriano inferior são ligados à evolução de Arthropoda (Waggoner, 1996), e são importantes peças para entender as séries de transformações dos caracteres dentro do grupo de Arthropoda. Os artrópodes ocupam uma infinidade de habitats e têm ampla distribuição, ocupando águas salgadas e doces, terra, e ar. Podem ser tão pequenos quanto 1 mm de comprimento FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 3 —alguns ácaros e crustáceos— ou alcançar até 4 m comprimento entre os ápices das pernas, como o caranguejo aranha japonês Macrocheria kaempferi. 2 O lugar dos artrópodes no Sistema Biológico A história da vida começou a aproximadamente 4,5 bilhões de anos, em uma Terra coberta principalmente por água e envolta em uma atmosfera com amônia (NH3), metano (CH4), hidrogênio (H2) e vapor de água (H2O). A atmosfera provavelmente também tinha dióxido de carbono (CO2), além de algumas fontes de fósforo e enxofre. Nessa época a Terra recebia uma radiação forte de raios ultravioleta provenientes do sol e que atravessavam a atmosfera porque ela não tinha oxigênio, além de uma grande atividade vulcânica. Esses dois fenômenos forneceriam a energia necessária para reações químicas. Todas as hipóteses para explicar a origem da vida têm necessariamente que partir da matéria inorgânica da qual teriam surgido as primeiras moléculas orgânicas que atualmente são a base da vida. Sugeres-se que a primeira molécula orgânica a surgir teria sido o ácido ribonucleico (RNA). As proteínas e o ácido desoxiribonucleico (DNA) teriam surgido depois do RNA. Por último, completando assim 1 bilhão de anos de evolução química, uma membrana lipídica deve ter envolvido essas moléculas originando-se assim a primeira célula. Essa molécula procarionte e heterótrofa, usava as moléculas diluídas na água para seu metabolísmo. Dessa célula primitiva originaram-se todos os seres vivos. Portanto, todos os seres vivos descendem de um único ancestral, e a universalidade do código genético é uma prova disso. Os primeiros seres vivos, procarióntes, que surgiram eram foram provavelmente as eubactérias, grupo no qual estão incluídas as formas patogênicas e de uso industrial e que possuem uma parede celular com peptidoglicanas. O seguinte grupo a surgir provavelmente foi Archeobacteria, um grupo de seres vivos procariontes que vivem em condições extremas, pelo que têm sido conhecidos como extremófilos. Esses organismos vivem em lugares muito quentes ou em crateras que exalam enxofre. O surgimento do envelope nuclear é um marco na evolução dos seres vivos que são denominados Eucarya, e deve ter surgido uma única vez. Outro marco importante na evolução dos seres vivos foi a incorporação de uma eubactéria aeróbia na célula eucarionte, aparecendo então a mitocôndria. Os eucariontes com mitocôndria diversificaram-se e a maior parte das espécies de seres vivos são desse grupo. Entre esses grupos estão as plantas (cujo desenvolvimento e a partir de um embrião), os fungos (cujo desenvolvimento e a partir de esporos) e os metazoários ou animais (cujo desenvolvimento se da com a formação de uma blástula) [fig. 1]. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 4 Figura 1. Cladograma para os Seres Vivos. Sinapomorfias para os seres vivos 1. Código genético universal para todos os seres vivos. 2. Parede celular de peptidoglicanas. 3. Envelope nuclear. 4. Presença de mitocôndria. 5. Desenvolvimento a partir de uma blástula. 6. Desenvolvimento a partir de esporos. 7. Desenvolvimento a partir de um embrião. Os Metazoa (=Animalia) formam um grupo morfologicamente heterogêneo [Fig. 2]. Ao menos três sinapomorfias podem ser propostas para o monofiletismo de Metazoa — organização multicelular; presença de colágeno; espermatozoides uniflagelados. Os grupos basais de Metazoa não têm tecidos e o agrupamento de células em tecidos somente acontece no grupo que inclui Cnidariae o resto de Metazoa (Cnidaria+). Os cnidários são animais diploblásticos, marinhos. O surgimento da outra camada embrionária, a mesoderme, constitui uma sinapomorfia do grupo Ctenophora+. Os ctenóforos se caracterizam por terem uma simetria birradial o que provavelmente constitui uma autapomorfia desse táxon. O surgimento da bilateralidade nos animais parece que permitiu uma melhor exploração do meio e neste grupo estão a maioria de táxons de Metazoa. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 5 Em Bilateralia são reconhecidos dos grupos, os deuterostomos, nos quais o blastóporo do embrião origina o ânus do adulto. No outro grupo de bilaterais, o blastóporo do embriâo persiste para originar a boca do animal ou divide-se para dar origem a boca e ânus. Todos os protostômios compartilham a presença de um cordão nervoso ventral. Esse grupo contém um dos grupos de maior diversidade de espécies, os Arthropoda. Figura 2. Árvore filogenética dos Metazoa. Sinapomorfias para os Metazoa 1. Multicelularidade; presença de colágeno; presença de espermatozoides uniflagelados. 2. Presença de tecidos; diploblásticos. 3. Presença de mesoderme —triploblásticos. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 6 6. BILATERIA: tecidos agrupados em órgãos; bilaterais ao menos em uma das fases da vida. 7. PROTOSTOMIA: o blastóporo do embrião persiste para originar a boca do animal adulto, ou divide-se para dar origem a boca e ânus. 8. DEUTEROSTOMIA: blastóporo origina somente o ânus do adulto, e a boca se forma independente do blastóporo. 3 Monofiletismo de Arthropoda Os animais com apêndices articulados foram reunidos no táxon Arthropoda em 1848 por Siebold & Stanius. Por muitos anos esse grupo foi tratado como sendo um agrupamento natural, até que Tiegs (1947) propôs que as características de Arthropoda, principalmente exoesqueleto rígido, olhos compostos e apêndices pares articulados com musculatura intrínseca, teriam originado-se duas vezes, idéia que seria conhecida como hipótese difilética da origem de Arthropoda (Fig. 4a). Segundo essa hipótese, as características de Arthropoda teriam aparecido em um grupo denominado Unirramia (Hexapoda + Myriapoda + Onychophora), e em um outro grupo que reúne Trilobita, Chelicerata e Crustacea, conhecido como grupo TCC. Foi proposto que cada uma dessas linhagens teria sido derivada a partir de ancestrais semelhantes a anelídeos. Cabe destacar que pela primeira vez foi apresentada a hipótese de que Onychophora seria um grupo relacionado filogeneticamente com Hexapoda e Myriapoda. Figura 4. Hipóteses da origem polifilética para a origem de Arthropoda. a. Hipótese de Tiegs (1948). B. Hipótese defendida principalmente por Manton. Em trabalhos posteriores, Tiegs & Manton (1958), Manton (1964, 1973, 1979) e Anderson (1973, 1979), foi estendida a hipótese difilética para uma de polifiletismo (Fig. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 7 4b). Eles mantiveram Uniramia como uma linhagem evolutiva, porém o grupo TCC foi desmembrado. Em resumo, foi proposto que a artropodização teria acontecido quatro vezes: em Trilobita, Chelicerata, Crustacea e Unirramia. A artropodização teria ocorrido a partir de ancestrais diferentes, de maneira que o agrupamento em Arthropoda apenas seria um grado de especialização, e suas semelhanças seriam convergências. A hipótese de polifeletismo baseia-se principalmente nos estudos sobre as mandíbulas de Crustacea e de Tracheata (Hexapoda + Myriapoda). Manton (1964, 1973), propôs que as partes mastigadoras das mandíbulas dos crustáceos seriam formadas pelos enditos da base do protópodo (gnatobase) e que as mandíbulas de Tracheata e de Onycophora seriam formadas pelo apêndice inteiro. Essa observação não sustentava, segundo Manton, a inclusão de Tracheata e Crustacea em Mandibulata, e pelo contrário, sustentava a inclusão de Onychophora e Tracheata em uma mesma linhagem evolutiva já que as mandíbulas desses dois últimos grupos derivam do apêndice inteiro. A ausência de apêndices como mandíbulas no terceiro somito de Chelicerata e Trilobita, sugeria, ainda segundo Manton, a origem independente desses grupos e assim a hipótese polifilética estaria fortemente respaldada por estes estudos. Os estudos embriológicos de Anderson (1973, 1979) ofereceram mais dados para reforçar a hipótese polifilética. A hipótese polifilética para a origem dos artrópodes foi amplamente criticada (e.g. Weygoldt, 1979, 1986; Kristensen, 1975, 1981; Brusca & Brusca, 1990), porque essa seria uma hipótese narrativa e porque enfatiza as diferenças de caracteres entre os grupos antes que as similaridades, i.e. sinapomorfias (Brusca & Brusca, 1990). Deve ser salientado que esses estudos são feitos apenas com um tipo de caráter, ou poucos caracteres, e não com um conjunto grande deles como é proposto pela metodologia cladística (e.g. Hennig, 1966). Estudos moleculares de expressão e supressão do gene controlador Distal-less (Dll), que promove o crescimento do apêndice pela parte apical em alguns crustáceos, insetos e milípedes, demonstraram que somente no milípede o Dll se expressava na parte distal da mandíbula (Popadic, et al. 1996). Por outro lado em crustáceos e insetos, o gene Dll não se expressa, de modo que a mandíbula só seria formada pela base do apêndice, contrariando assim os estudos morfológicos de Manton (1964), já que ao menos a origem da mandíbula em Myriapoda e Hexapoda, não seria homóloga como propunham os defensores da hipótese polifilética. Recentemente, o monofiletismo de Arthropoda foi sustentado por uma série de estudos morfológicos e/ou embriológicos, utilizando a metodologia cladística (Weygoldt, 1986; Brusca & Brusca, 1990; Eernisse, et al. 1992; Moura & Christoffersen, 1996; Waggoner, 1996), com caracteres moleculares (Turbeville, et al. 1991; Boore, et al. 1995, Friedrich & Tautz, 1995), ou com ambos tipos de caracteres, moleculares e caracteres morfológicos (Wheeler, et al., 1993). Fryer (1996), seguindo a mesma argumentação narrativa que caracterizou a argumentação inicial da hipótese polifilética para a origem dos Arthropoda, e baseando-se principalmente nos estudos de Manton (1964), conclui que muitos dos trabalhos realizados com o método cladístico não conseguiram interpretar a evolução de Arthropoda, e que a melhor explicação para a distribuição desses caracteres seria, ainda, a hipótese polifilética tal como proposta na década de 60. A hipótese de monofiletismo de Arthropoda têm uma abundante quantidade de dados que a corroboram, assim como há uma grande quantidade de trabalhos demonstrando-a. Os estudos mais recentes sobre a filogenia dos artrópodes, e que utilizam a metodologia cladística para a análise dos dados, levam em conta tanto caracteres morfológicos (Brusca & Brusca; Nielsen, 1995), esses caracteres combinados com caracteres embriológicos (Moritz, et al. 1992), ou ainda morfológicos usando os grupos de artrópodes mais vários grupos fósseis (Waggoner, 1996), ou com estudos moleculares de mapeamento dos genes mitocondriais (Boore, et al. 1995, têm demonstrado o monofiletismo de Arthropoda. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 8 Na Caixa 1 estão enumeradas as sinapomorfias de Arthropoda. Na listagem são considerados apenas os caracteres morfológicos. No capítulo 7 novamente serão listadas as sinapomorfias de Arthropoda quando seja vista a filogenia de Arthropoda. Caixa 1 Autapomorfias de Arthropoda (Não serão levados em conta os caracteres moleculares) 1. Esclerotinização da cutícula, formando um exoesqueleto rígido e articulado. 2. Presença de um par de olhos compostos laterais. 3. Presença de quatro olhos médios. 4.Ausência de cílios ou flagelos com função móvel, exceto nos espermatozóides. 5. O céfalo do adulto com um par de apêndices pré-orais (Ant1) e ao menos três pares de apêndices pós-orais (Ant2, Md, Mx1). 6. Órgãos segmentares (nefrídios modificados) restritos aos seis metâmeros pós-orais. 7. Presença de músculos estriados. 8. Mudas periódicas controladas por hormônios. 4 Relação de Arthropoda com os Metazoa A relação filogenética dos artrópodes com a dos outros grupos, e mesmo dentro dos mesmos artrópodes, é motivo de amplo debate nos meios científicos. O mesmo comentário pode ser dito para a filogenia dos Metazoa. Neste livro, aceitam-se dois grupos para os metazoários bilaterais: Protostomia e Deuterostomia. Em Deuterostomia estão reunidos, entre outros, os Echinodermata, e.g. estrelas do mar, e Chordata, e.g. peixes, lagartos e o homem. Em Protostomia estão incluídos Aschelmintes, Onychophora, Tardigrada e Arthropoda, além de Annelida e Mollusca, entre outros táxons, e devido a que este táxon inclui Arthropoda, se dará maior importância ao seu estudo . Os monofiletismos de Protostomia e de Deuterostomia são demonstrados por vários tipos de dados, como morfológicos e moleculares, como por exemplo as filogenias geradas a partir do análise das subunidades pequenas de rRNA (SSUrRNA). A relação de parentesco entre os táxons que integram Protostomia é ainda motivo de amplo debate. Com referencia específica aos grupos que estariam relacionados com Arthropoda, há pelo menos duas hipóteses que atualmente estão sendo discutidas. Uma delas é mais antiga e, poderia dizer-se, é a tradicional, pode ser chamada de hipótese dos articulados, nome que faz referencia à denominação do táxon Articulata que inclui Annelida, Onychophora, Tardigrada e Arthropoda. O nome Articulata foi dado por Cuvier (1817) para o táxon que incluía inicialmente Annelida e Arthropoda. Mais tarde, Haeckel (1866) popularizou a utilização de Articulata como uma linhagem evolutiva. A outra hipótese que pode ser chamada de hipótese dos ecdisozoários, que têm respaldo molecular com estudos da unidade 18S do rRNA, reúne em Ecdysozoa alguns dos táxons de Aschelminthes mais Arthropoda, Tardigrada e Onycophora. Hipótese dos articulados para o relacionamento dos Arthropoda com os táxons de Metazoa Linnaeus (1758) reconheceu seis grupos de animais —Vermes, Insecta, Pisces, Amphibia, Aves, e Mammalia—, colocando todos os "invertebrados" no grupo Vermes. No inicio do século 19, Lamarck e Cuvier reorganizaram o esquema taxonômico de Linnaeus, sendo nomeados, assim, alguns dos táxons conhecidos de artrópodes. Lamarck reconheceu quatro grupos de artrópodes: Cirripedia, Crustacea, Arachnida, e Insecta. A estreita relação entre os artrópodes e os anelídios foi reconhecida tanto por Cuvier que os juntou no táxon Articulata. No mesmo século foi proposto o táxon Appendiculata, táxon que incluía também os táxons de Articulata e Rotifera. No táxon Articulata as vezes foram incluídos por outros FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 9 pesquisadores Echiura, Sipuncula, Onycophora, Tardigrada, e Pentastomida. Leuckart, em 1848, separou somente os grupos de artrópodes dentre os outros táxons acima mencionados e os colocou em um Filo distinto. No mesmo ano Von Siebold cunhou o nome Arthropoda para esses animais separados por Leuckart. Haeckel publicou a primeira árvore evolutiva dos artrópodes em 1866. Recentemente em Articulata foram incluídos, além de Arthropoda e Annelida, os táxons Mollusca, Onycophora, e Tardigrada (Nielsen, 1995). No entanto, a inclusão de Mollusca no grupo de Articulata tem pouco respaldo empírico e neste livro, Mollusca não será incluído em Articulata, assemelhando-se assim a hipótese de Brusca & Brusca (1990) para as relações de parentesco entre eles (Figura 5). Na hipótese de Nielsen (1995) Arthropoda, Tardigrada e Onychophora foram agrupados em Panarthropoda. Outros grupos têm sido considerados como relacionados com Panarthropoda, por exemplo Pogonophora, Echiura e Sipuncula, e até mesmo Pentastomida. Os Panarthropoda, como os Annelida, acrescentam segmentos posteriores para seu crescimento durante a ontogenia. O crescimento desses táxons acontece a partir de uma região imediatamente anterior ao télson ou ao pigidio, conhecida como zona teloblástica de crescimento. Dessa maneira, o incremento de segmentos acontece da região anterior para posterior, então, sendo mais novos os segmentos posteriores . Essa característica de crescimento é proposta como uma sinapomorfia de Articulata (Caixa 2, sinapomorfia 1.1). Entre os táxons de Panarthropoda, Onychophora é tido como grupo irmão de Tardigrada + Arthropoda (Figura 5). Seis sinapomorfias são propostas para Panarthropoda (Caixa 2, sinapomorfias 2.1-2.6). Os panartrópodes têm uma cutícula de a -quitina e proteína, porém não têm colágeno (o tipo de quitina na cutícula dos tardígrados ainda não tem sido identificada). A cutícula na maioria dos tipos é mais grossa e funciona como um exoesqueleto pelo que o crescimento do animal é limitado é se da por uma série de mudas (ecdisis). Os segmentos têm apêndices lobôpodos com músculos e um ou mais garras terminais. Não possuem quetas (como dos anelídeos). O alimento é geralmente manipulado com apêndices anteriores. O desenvolvimento não é por meio de uma larva inicialmente ciliada para alimentação, nem larvas com cilios para locomoção em qualquer estágio. Mais duas sinapomorfias são reconhecidas (2.5, 2.6) (Weygoldt, 1986; Ax, 1987). Os sacos celômicos desenvolve-se durante a ontogenia porém suas paredes se desintegram parcialmente mais tarde, assim que a cavidade corporal é uma combinação do blastocele e das cavidades celômicas, i.e. um mixocele ou hemocele. Há um coração dorsal o qual é uma estrutura tubular com músculos circulares e pares de ostiólos em cada segmento; o sangue entra no coração através dos ostiólos a partir do hemocele, é impulsionado para frente, e deixa o coração pela extremidade anterior. Outros caracteres, que não são tidos como sinapomorfias de Panarthropoda, podem ser mencionados devido a sua importância para entender posteriormente a evolução de Arthropoda (capítulo 7). Os Panarthropoda não possuem protonefrídios como os anelídeos, no entanto, a presença de metanefrídios têm sido encontrados na maioria dos segmentos dos onicóforos, e traços deles em alguns segmentos da maioria dos artrópodes. Esses metanefrídios se desenvolvem a partir de pequenas bolsas dos sacos celômicos embrionários e que chegam a diferenciar-se em um sáculo que contém podocitos e um duto o qual modifica a urina primária proveniente do sáculo. Os onicóforos têm um funil ciliado no inicio do duto, embora os cilios não estejam presentes nos artrópodes. O funil ciliado é semelhante ao dos anelídeos, e portanto, as estruturas são certamente homólogas. Possuem um cérebro complexo com um protocérebro, que enerva os olhos e mais um ou dois gânglios que enervam os apêndices posteriores. A homologia entre as regiões cerebrais dos onicóforos e dos artrópodes ainda é incerta, no entanto os tardígrados têm regiões do cérebro que claramente são homólogas com as dos artrópodes. Pequenos órgãos sensitivos, sensilos, consistem de um ou poucos ou poucas células sensitivas que possuem um cílio modificado e que estão rodeados por três tipos de células, são encontradas nos três filo e provavelmente constitui uma sinapomorfia do grupo. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 10 Os tardígrados não têm metanefrídios nem coração, provavelmente devido a seu pequeno tamanho, e além disso, sua ontogenia é completamente desconhecida. Figura 5. Hipótese dos Articulata para explicar a evolução de Arthropoda (baseado em Brusca &Brusca, 1990 e Nielsen, 1995) Caixa 2 Sinapomorfias propostas para a hipótese dos Articulata 1. 1.1. Adição de segmentos a partir da zona teloblástica posterior. 2. 2.1. Cutícula com a -quitina; 2.2. Ausência de colágeno; sofrem ecdisis; 2.3. Apêndices com garras; 2.4. Alimento manipulado por apêndices modificados; 2.5. Presença de um hemocele; 2.6. Coração dorsal com óstios segmentares. 3. 3.1. Apêndices articulados com musculatura intrínseca; 3.2 presença de um proto-, deuto-, e tritocérebro. Hipótese dos ecdisozoários para o relacionamento dos Arthropoda com os outros Metazoa A idéia de que Annelida não compartilha um ancestral recente com Arthropoda é velha (Pelseneer, 1899, 1906; Naef, 1913, 1924) e tem recebido apoio recente graças a novos estudos morfológicos (Eernisse, 1992) e a estudos moleculares (Aguinaldo, et al. 1997). Esses estudos propõem o relacionamento de certos grupos de Aschelminthes com os grupos de Panarthropoda. Antes de seguir para frente, é importante dizer que o monofiletismo de Aschelminthes não esta firmemente corroborado, nem por estudos morfológicos nem moleculares. No grupo Aschelminthes estão agrupados geralmente Gastrotricha, Nematoda, Nematomorpha, Rotifera, Acanthocephala, Kinorhyncha, Loricifera. Alguns autores (e.g. Ruppert & Barnes, 1996) consideram a Tardigrada como parte de Aschelminthes. Outros autores (e.g. Nielsen, 1995), além dos grupos acima mencionados, exceto Tardigrada, incluí também Priapula e Chaetognatha, um táxon comumente aceito como deuterostómio. Nielsen (1995) aceita o monofiletismo de Aschelminthes, tal como ele o definiu. No entanto, outros autores (Ruppert & Barnes; Schram & Meglitsh, Valentine, 1997; e muitos outros) não aceitam o monofiletismo porque não encontraram ao menos uma sinapomorfia que defina esse táxon. A condição "pseudocelomada", que comumente define aos Aschelminthes, poderia ser apenas a condição final, i.e. a condição do adulto, de diferentes vias de desenvolvimento e FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 11 assim não seriam homólogas. Dessa maneira, a condição pseudocelomada poderia ter aparecido varias vezes, ou seja teriam uma origem polifilética, ponto de vista sustentado por dados morfológicos (e.g. Remane, 1963; Willmer, 1990; Ruppert, 1991; Eernisse et al., 1992; Conway Morris, 1993) e corroborado por estudos moleculares (Raff et al., 1994). As filogenias baseadas em análises das subunidades pequenas de rRNA (SSU rRNA) geralmente corroboram a dicotomia Protostomia-Deuterostomia, embora elas sugiram uma combinação distinta de táxons daquela que é tradicionalmente aceita por muitos estudos morfológicos (Aguinaldo, 1997). Duas sinapomorfias são propostas para o monofiletismo de Protostomia (Caixa 3). Os protostômios, segundo as análises com o SSU rRNA, são divididos em dois grupos: Ecdysozoa e Lophotrocozoa (Figura 6). Em Ecdysozoa estão incluídos os artrópodes e alguns táxons de Aschelminthes —Kynorhynchya, Priapulida, Nematomorpha, e Nematoda. Em Eutrochozoa, um subgrupo de Lophotrocozoa, estão incluídos Annelida e Mollusca e coincide aproximadamente com os grupos que possuem uma larva trocofora, i.e. uma larva cujo corpo encontra-se anelado por uma cintura de cílios, o protótroco (Ghiselin, 1988), em ao menos alguns dos representantes marinhos de cada grupo. O protótroco está ausente em Arthropoda. Alguns estudos paleontológicos tem alcançado conclusões similares concernente a uma relação entre os artrópodes e os asquelmintos, ou ao menos com alguns dos representantes desse último grupo. Tem sido proposta uma relação entre os Priapulida e todos os lobopodos e artrópodes (Onychophora, Tardigrada, Arthropoda), devido a similaridade entre um fóssil lobópodo Xenusion e os asquelmintos (Waggoner, 1996). Três conclusões podem ser obtidas dos estudos moleculares e paleontológicos. A primeira, é que Aschelminthes é um grupo polifilético, e por tanto, sem existência real na natureza, sem que possa ter um nome na classificação já que é apenas um grado de especialização. A segunda conclusão é que, alguns táxons de "Aschelminthes", principalmente Priapula, Kynorhincha, Nematomorpha e Nematoda, seriam táxons mais próximos filogeneticamente dos Panarthropoda (Onycophora, Tardigrada, Arthropoda). Por último, a terceira conclusão a ser obtida desses estudos é que a hipótese mais tradicional que reúne Mollusca, Annelida, Onycophora, Tardigrada, Arthropoda, no táxon Articulata poderia estar baseada em caracteres homoplásticos ou mesmo simplesiomórficos, não sendo assim monofilético esse táxon Articulata. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 12 Figura 6. Cladograma para os táxons de Bilateralia segundo hipótese dos ecdisozoários (baseado em Aguinaldo, et al. 1997) Caixa 3 Sinapomorfias para Protostomia 1. Cutícula externa cobrindo o corpo. 2. Muda controlada por hormônios. 5 Filogenia de Panarthropoda Como visto nos capítulos anteriores, é bem aceito que os táxons Onychophora e Tardigrada estão relacionados com Arthropoda, formando o táxon Panarthropoda. No entanto, ainda há controvérsia sobre como eles estão relacionados entre si, para o qual existem várias hipóteses (e.g. Brusca & Brusca, 1990; Meglhitsch & Scram, 1991; Eernisse, et al.1992; Nielsen, 1995; Waggoner, 1996; Aguinaldo, et al. 1997). Neste livro vai ser adotado uma visão mais conservadora que propõe o táxon Onychophora como grupo irmão de Tardigrada + Arthropoda (Brusca & Brusca, 1990; Nielsen, 1995). O descobrimento de fósseis animais bem conservados do Pré-Cambriano e do Cambriano (e.g. as faunas de Orsten em Suécia, Burgess Shale em Canadá, Chengjiang na China, e Ediacara de Austrália) relacionados com os três grupos recentes de Panarthropoda têm ajudado a entender a origem e evolução de Arthropoda. A diversidade da fauna fóssil dessas épocas é numerosa, porém pouco entendida devido principalmente a perda de FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 13 detalhes morfológicos produto da fossilização, o que impede uma melhor resolução da posição dentro da filogenia de Panarthropoda. Figura 7. Cladograma das relações entre os grupos de Panarthropoda O trabalho de Waggoner (1996)apresenta um estudo filogenético com a maioria de grupos fósseis relativos a Panarthropoda e com os grupos recentes de Panarthropoda (=Podophora de Waggoner). Um resumo dessa hipótese, considerando apenas os táxons mais representativos e os caracteres mais confiáveis e apresentada na Figura 7. A sinapomorfia provável para todos esses grupos é a presença de um par de apêndices modificados para a alimentação [Figura 7, nodo 1]. Outras sinapomorfias para os grupos recentes foram dadas na caixa 4, nodo 2. Figura 8. Representante de Onychophora Os representantes modernos de Onychophora são animais terrestres, vermiformes, restritos a ambientes e microhábitats úmidos (Figura 8). Quatro sinapomorfias têm sido propostas para Onychophora: 1 par de antenas, papilas orais com glândulas de limo; mandíbulas derivadas do terceiro par de apêndices; presença de traquéias. Alguns animais marinhos do Cambriano têm sido relacionados com Onychophora (Waggoner, 1996) entre os que se destacam e Xenusion (Figura 9a), Aysheaia (Figura 9b) e Hallucigenia (Figura 9c), não entanto, não existem sinapomorfias confiáveis para unir estes grupos em um táxon monofilético. Na figura 7, Onychophora, Xenusion, Aysheaia e Hallucigenia aparecem na base da filogenia dos Panarthropoda, porém, devido a falta de sinapomorfias para propor algum tipo de relação entre esses táxons são colocados em uma politomia junto com o táxon que reúne Tardigrada + Cephalata. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html14 Figura 9. Lobópodos do Cambriano. a. Xenusion; b. Aysheia; c. Hallucigenia. O grupo que reúne Tardigrada (Figura 10) e Cephalata caracteriza-se pela presença de apêndices segmentados o que constitui uma sinapomorfia do grupo [Figura 7, nodo 2]. Outras sinapomorfias apenas para os grupos recentes foram dadas na caixa 2 [nodo 3]. O táxon Tardigrada reúne animais pequenos com segmentação reduzida e a falta de um sistema sangüíneo (sinapomorfias do grupo). A redução no número de segmentos, a falta de um sistema sangüíneo constituem sinapomorfias deste grupo. Figura 10. Representantes de Tardigrada FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 15 Figura 11. a. Anomalocaris. b. Opabinia. O táxon Cephalata [Figura 7, nodo 3] inclui os Panarthropoda que possuem um tagma cefálico definido, característica que constitui uma sinapomorfia do grupo. Com o aparecimento do céfalo provavelmente algumas das funções que atualmente estão ligadas a esse tagma devem ter se concentrado ali —alimentação, estruturas sensoriais e de percepção. O surgimento de lobos paratergais com veias aconteceu em alguns grupos fósseis de Cambriano. Essa estrutura provavelmente surgiu apenas uma vez na história de Panarthropoda no grupo que inclui Anomalocaris (Figura 11a), Opabinia (Figura 11b), Peytoia e Arthropoda ( Figura 7, nodo 4). Os lobos paratergais desses animais podem ter sido as estruturas ancestrais do ramo externo —exópodo— da perna birreme de Arthropoda. Por isso, considera-se que os lobos paratergais representam uma sinapomorfia do grupo que reúne Opabinia, Peytoia, Anomalocaris e Arthropoda. Em Arthropoda, são reconhecidas duas linhagens evolutivas, Arachnata e Mandibulata, mais Pycnogonida, grupo cuja posição dentro dos Arthropoda é incerta. A presença de apêndices birremes pode ser uma sinapomorfia adicional de Arthropoda, além das 8 já listadas na caixa 1. Classificação proposta para Panarthropoda A classificação proposta para os Panarthropoda é por seqüenciação . Dois artifícios são usados, grupo * para denominar um táxon não nomeado cujos integrantes não estão completamente resolvidas (presença de politomia), e grupo +, para denominar um táxon não nomeado no qual as relações de parentesco entre grupos integrantes estão totalmente resolvidas (Dalton, 1997). Os nomes de fósseis são precedidos do epíteto Plesion. Três filos com representantes recentes são reconhecidos em Panarthropoda, Onychophora, Tardigrada e Arthropoda. Em Arthropoda são identificadas duas linhagens evolutivas classificadas com subfilos, Arachnata e Mandibulata. O táxon Pycnogonida cuja posição filogenética nos Arthropoda é incerta, também é colocado como subfilo, posição que deve ser revista com futuros estudos sobre as relações filogenéticas dos Arthropoda. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 16 Superfilo Panarthropoda Filo Onychophora Plesion Aysheaia Plesion Hallucigenia Plesion Xenusion Tardigrada+ Filo Tardigrada Monofilo Cephalata Plesion Sprigina Plesion Bomakelia Plesion Precambridium Plesion Vendia Opabinia* Plesion Opabinia Plesion Peytoia Plesion Anomalocaris Filo Arthropoda Subfilo Pycnogonida incertae sedis Subfilo Arachnata Subfilo Mandibulata 6 Plano-básico de Arthropoda Os artrópodes são animais bilaterais e segmentados. A segmentação torna-se evidente no desenvolvimento embrionário de todos os artrópodes e é uma característica evidente de muitos adultos, especialmente nas espécies mais conservadoras. O crescimento resulta da adição de novos segmentos na região imediatamente anterior à seção terminal do corpo (télson), em uma região chamada de teloblasto - crescimento teloblástico. Outros protostômios também têm um crescimento teloblástico, como por exemplo anelídeos, onicóforos. Há duas regiões não segmentares no artrópode, o ácron, anterior, e o télson, posterior. O número de segmentos é variável nos artrópodes podendo chegar a mais de trinta. Existe uma tendência para a redução da segmentação em muitos grupos de artrópodes, formando regiões especializadas funcionalmente conhecidas como tagmas. No plano-básico de Arthropoda, são reconhecidos dois tagmas: o céfalo e o tronco. As diferenças entre os artrópodes resulta da especialização dos segmentos e apêndices ao longo do corpo. No plano-básico, os artrópodes eram animais marinhos, provavelmente predadores, bentônicos, que nadavam nos mares do Cambriano com movimentos metacronais dos apêndices. Céfalo O céfalo é formado pelo ácron mais quatro somitos, o antenular, o antenar, o mandibular e o maxilular. Esses nomes são usados independentes da função que possa ter os apêndices a que vão dar origem cada um dos quatro somitos. Por exemplo na aranhas o apêndice do somito mandibular da origem às quelíceras, e o mesmo somito nas lagostas da origem às mandíbulas. Um par de olhos compostos e ao menos quatro olhos medianos fazem parte do plano- básico de Arthropoda. A boca, localizada na parte antero-ventral do céfalo, estava detrás de uma proeminência conhecida como labro. A carapaça, provavelmente, não fazia parte do plano-básico de Arthropoda. O primeiro par de apêndices, a antênula (Ant1) é unirreme e é pré-oral. A antênula tem função sensitiva. Os outros três apêndices do céfalo são birremes e pós-orais. Todos os apêndices pós-orais do céfalo são pernas caminhantes muito similares às do tronco. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 17 Tronco O tronco, no plano-básico era homonomorfo, isto é, com os segmentos muito parecidos uns com os outros (Figura 3). O tronco, provavelmente, estava formado por 20 segmentos, além do telson terminal que contém o ânus. Todos os segmentos têm um par de apêndices, todos birremes. Cada um dos segmentos do corpo é constituído de uma placa dorsal, o tergo, uma placa ventral, o esterno, e uma placa média, a pleura. O tergo e o esterno são placas mais esclerotinizadas a diferença da pleura que é menos esclerotinizada. É na pleura que o apêndice se articula ao corpo. Figura 12. Plano-básico de Arthropoda: anatomia externa. An, ânus; Ant1, antênula; bc, boca; CE, céfalo; Es, esterno; Lb, labro; oc, ocelo; Olh, Ohlo composto; Pl, pleura Tl, télson; TR, tronco. Apêndices Os apêndices dos artrópodes são evaginações da parede corporal, equipada com conjuntos de músculos extrínsecos—que conectam o apêndice ao corpo—, e músculos intrínsicos—que encontram-se dentro dos apêndices— que movimentam cada um dos segmentos— poditos ou podômeros— do apêndice (Fig. 2). Os apêndices dos artrópodes podem ser ou unirremes (com somente um ramo) ou birremes (como dois ramos formando um estrutura com formato de Y). No plano-básico de Arthropoda, somente a antênula é unirreme e todos os demais apêndices são birremes. Os apêndices birremes são estenópodos (Grego steno: delgado; podia: perna), compridos e delgados característico de pernas caminhantes. Outro tipo de apêndices, que aparecem em alguns artrópodes modernos, porém que não faz parte do plano-básico de Arthropoda, são os apêndices filópodos (Grego phyllo, formato de folha; podia, perna) que são apêndices muito expandidos e planos e são chamados de apêndices foliáceos. O apêndice birreme do plano-básico de Arthropoda é constituído de um segmento mais basal da perna (que se articula com a pleura do corpo), conhecido como protópodo ou símpodo. Alguns pesquisadores acreditam que o protópodo primitivo de um artrópode consistia de três artículos, e que o artículo proximal era a precoxa, que se articulava na membrana pleural flexível, entre o tergito e o esternito. Cedo na evolução dos artrópodes, a precoxa pode ter sido perdida, ou transformadaem pequenos escleritos, ou em placas pleurais, que se encontram cerca da base do apêndice dos artrópode modernos. Um terceiro artículo pequeno aparece em alguns artrópodes recentes, e é tomado, por vários especialistas como sendo a precoxa. Outros pesquisadores vem este artículo extra, como uma subdivisão da coxa. Por outro lado, muitos dos artrópodes do Cambriano têm protópodos de um único artículo pelo que dois e três artículos poderiam ser entendidos como condições derivadas. Assume-se, então, que no plano-básico de Arthropoda o protópodo não era dividido. Da base do protópodo surgem dois ramos, um lateral, externo, FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 18 o exópodo, e um medial, interno, o endópodo. O endópodo corresponde, no estenópodo, com a perna caminhante, e o exópodo corresponde com a estrutura respiratória do artrópode conhecida como brânquia. Do protópodo, a maneira de uma evaginação, está presente uma estrutura curta não segmentada, o endito. Os enditos estão presentes em todos os apêndices birremes. No plano-básico, alguns enditos, principalmente os próximos a boca, são maiores e participam na alimentação sendo estruturas cortantes o levando o alimento a boca, e são conhecidos como gnatobases. Figura 13. Plano-básico do apêndice de Arthropoda. End. Endópodo; end, endito; exp, exópodo; Prt, protópodo. O endópodo é dividido em 7 segmentos, cada um dos quais têm musculatura interna. Esses segmentos do endópodo recebem nomes diferentes nos distintos grupos de artrópodes, e em outros casos alguns segmentos podem estar divididos secundariamente. A parede corporal O corpo dos artrópodes estão cobertos por placas contíguas de cutícula, formando assim um exoesqueleto. A cutícula é secretada por uma epidermes subjacente. A epidermes, a miúdo denominado como hipodermes em artrópodes, é um epitélio simples cuboidal. A cutícula está formada por uma camada mais externa protéica denominada de epicutícula, que é mais fina. Uma outra camada mais interna e mais grossa, formada de proteína e de fibras do polissacarídeo quitina, e denominada de pró-cutícula. Esta última camada da cutícula é curtida, ou seja, interações químicas transversais entre as fibras de quitina com fenois a tornam mais rígida e impermeável, sendo maior na parte externa que na interna. Esse processo é conhecido como esclerotinização. De acordo a o grau de esclerotinização da pró-cutícula podem ser reconhecidas duas regiões da pró-cutícula, a exocutícula mais externa e mais rígida e a endocutícula menos esclerotinizada. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 19 Figura 14. Plano-básico de Arthropoda: cutícula. cer, cerda; End, endocutícula; epi, epidermis; Exo, exocutícula; gla, glândula; gla set, glândula setífera; mem, membrana basal; Pro, pró-cutícula. A epiderme é responsável pela secreção da cutícula e contem várias glândulas unicelulares, algumas das quais contêm dutos na superfície da cutícula. A epiderme está sobre uma membrana basal, a qual forma o limite externo do hemocele. As glândulas setíferas são responsáveis pela formação das cerdas. O movimento corporal torna-se possível através da divisão da cutícula em placas separadas. Primitivamente, essas placas confinam-se a segmentos únicos, e a placa de um segmento conecta-se à placa do segmento contíguo através de uma membrana articular, uma região na qual a cutícula é muito fina e flexível. Basicamente, cada segmento consta de quatro placas ou escleritos: um tergo dorsal, dois pleuras laterais, e um esterno ventral. Os tergos e os esternos são mais esclerotinizados que as pleuras. Um esqueleto interno também desenvolveu-se o que algumas vezes se chama de endoesqueleto. Esse endoesqueleto pode ser formado por invaginações da cutícula (pró-cuticula), que produz projeções internas ou apôdemas nos quais os músculos se prendem, ou podem envolver a esclerotização do tecido conjuntivo interno, formando placas livres para a ligação muscular dentro do corpo. Figura 15. Plano-básico de Arthropoda: articulação intersegmental. Mem art, membrana articular O esqueleto cuticular dos apêndices também se encontra dividido em segmentos conectadas entre si por membranas articulares, criando conseqüentemente uma articulação FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 20 em cada junção. Na maioria dos artrópodes, a membrana articular entre os segmentos corporais dobra-se por baixo do segmento anterior. O desenvolvimento adicional dos côndilos e dos encaixes articulares proporciona uma controle mais preciso do movimento e uma aplicação direcionada da força através do tendão e do músculo presos. Figura 16. Plano-básico de Arthropoda: articulação de uma perna. Art, articulação; com, cõndilo; Mem art, membrana articular. Suporte e locomoção Os artrópodes, tendo abandonado completamente o esqueleto hidrostático de seus ancestrais celomados, reduziram grandemente a cavidade celómica e os feixos de músculos que atuavam sobre eles. Em vez disso, eles se apoiam no exoesqueleto para suporte e manutenção da forma do corpo. Os músculos dos artrópodes estão arranjados em curtos feixes de músculos estriados que vão de um segmento a outro, ou entre as articulações dos apêndices. Os músculos prendem-se no lado interno do exoesqueleto por meio de células epidérmicas especializadas. Figura 17. Plano-básico de Arthropoda: corte transversal. dor, mísculolonguitudinal dorsal; Ext. músculo intrínseco extensor; Fle, músculo intrínseco flexor; Prt, músculo protator; Ret, músculo retrator; Trtmúsculo trocantérico. O exoesqueleto rígido que cobre todo o corpo do artrópode é interrompido por curtas áreas de cutícula fina e flexível, na qual a procutícula é muito reduzida e menos endurecida, FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 21 que se encontra entre cada segmento e entre cada artículo do apêndice, a membrana artrodial ou articular vista anteriormente. Geralmente, cada articulação e atravessada por um ou mais pares de músculos antagônicos. Um grupo de músculos, os flexores, trazem a parte do corpo ou do apêndice para o ponto de articulação; o grupo de músculos antagônicos, os extensores, estendem o corpo ou o apêndice. A flexão e extensão entre as placas é efetuada pela contração desses músculos, com músculos e cutícula agindo juntos como um sistema de alavanca. A extensão, particularmente dos apêndices, é realizada em parte ou completamente por um aumento da pressão sangüínea. Muitos artrópodes modernos possuem a habilidade de auto-amputação dos apêndices (autotomia) principalmente os apêndices torácicos e é de se pensar que esse comportamento estava presente no plano-básico de Arthropoda. Esse comportamento atualmente é usado para fugir de algum predador. Tais apêndices têm um plano de fratura no qual o apêndice se quebra, e isto acontece geralmente cerca da sua base. Crescimento O crescimento por médio de um incremento gradual do corpo externo do artrópode parece ser a única solução para esses animais que têm um exoesqueleto rígido ao redor de todo o corpo. Isto significa a eliminação periódica do exoesqueleto, para ser substituído por outro, processo denominado de muda ou ecdise. As mudas acontecem em outros animais que posuem cutículas grossas como onicóforos, tardígrados, quinorrincos, nemátodos, nematomorfos, loricíferos,e priapúlidos. É difícil dizer se a processo de muda é homólogo em todos os grupos que a possuem. Os processos de muda variam inclusive dentro dos mesmos artrópodes. Em todos os artrópodes, o inicio da muda, começa com os eventos da pró-ecdisis, e que é desencadeada pelo hormônio da muda, chamada ecdisona. As vias de controle de secreção de ecdisona parecem ser diferentesnos distintos artrópodes. Os estágios inter- muda entre mudas são chamados de instares. É durante a intermuda que se da o crescimento de tecido até que o animal "enche" a todo o espaço dentro do exoesqueleto então ele entra em um estagio fisiológico conhecido como pré-muda ou pró-ecdisis. Durante este estagio há uma preparação ativa para a muda. Neste estágio certas glândulas epidermais secretam enzimas que começam a digerir a endocutícula velha, separando assim o exoesqueleto da epiderme. Em alguns crustáceos parte do cálcio é removido da cutícula durante este período e armazenado dentro do corpo para uma deposição posterior. Como a velha cutícula está soltando-se, a epidermis começa a secretar uma cutícula nova e suave Assim que a velha cutícula, ou exuvia, esta totalmente solta e a nova cutícula está formada a ecdisis ocorre. A velha cutícula e deixada para atrás e o animal com a nova cutícula emerge. As linhas de ruptura variam de grupo para grupo, porém, são comuns para os indivíduos do mesmo grupo. Na muda são substituídos as partes do intestino anterior e posterior, as superfícies dos olhos, e a cutícula que cobre cada fossa, sulco, e cerda do corpo. Logo que o animal emerge da velha cutícula e enquanto a nova cutícula ainda está suave e moledavel, o corpo aumenta rapidamente de tamanho por ingestão de ar ou de água. Assim que o novo exoesqueleto cresceu, o animal entra na fase de pós-muda (pós- ecdisis) durante a qual a nova cutícula é endurecida por médio de esclerotinização e/ou por deposição de sais de cálcio. O excesso de ar ou de água é ativamente jogado para fora. Durante o período de pós-muda, antes de que o exoesqueleto esteja duro, o animal é vulnerável a predação e a danos físicos, assim como a estresse osmótico. O tempo de duração é variável entre os artrópodes. Os eventos do ciclo de muda são controlados por um complexo hormonal, porém ainda faltam muitos detalhes para serem entendidos, assim como são conhecidos apenas para poucos grupos. Em crustáceos os animais sofrem mudas periódicas, porém em alguns FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 22 as mudas param quando o animal alcança determinado tamanho. Os animais que alcançaram a muda final se diz que entraram no estado de anecdisis, ou de permanente intermuda. Em insetos, a muda está associada com a metamorfoses de um estágio de desenvolvimento ao próximo (e.g., pupa a adulto). Sistema digestivo Uma das características do intestino dos artrópodes é a ausência de cílios externos e funcionais. O intestino dos artrópodes difere do da maioria dos outros animais por ter grandes regiões estomodeais e proctodeais (Figuras 1, 13). Os derivados dessas porções ectodérmicas são revestidos com quitina e constituem o intestino anterior e o intestino posterior. A região interposta , derivada da endoderme, forma o intestino médio. O trato digestivo é geralmente reto, e vai desde uma boca ventral na cabeça até o ânus posterior. O intestino anterior relaciona-se principalmente com a ingestão, a trituração e o armazenamento dos alimentos. O intestino médio é o local da produção de enzimas digestivas, digestão química e absorção. O intestino posterior para absorção de água e para a preparação do material fecal. O intestino médio contém uma ou mais evaginações na forma de cecos digestivos (a miudo referido também como "glândula digestiva", "figado" ou "hepatopáncreas" nos distintos artrópodes). O número de cegos e o arranjo deles varia entre os grupos. Cérebro intestino anterior ceco câmara pericardial coração óstios Boca glândula coxal intestino médio cordão nervoso intestino posterior ânus Figura 18. Plano-básico de Arthropoda: anatomia interna. Cavidade corporal, sistema circulatório e intercâmbio gasoso A cavidade corporal de um artrópode é um hemocele, espaço no qual estão todos os órgãos banhados pelo fluído hemocélico denominado de hemolinfa ou sangue. O hemocele corresponde a fusão do celoma com o sistema circulatório, que resulta em um novo sistema de canais e lacunas delimitadas por tecido conetivo. O celoma só se encontra representado pela cavidade das gônadas e nos órgão excretores. A alteração relaciona-se provavelmente com a mudança de um esqueleto externo interno fluído para um esqueleto externo sólido. Essa alteração encontra-se bem ilustrada no desenvolvimento dos onicóforos. No inicio do desenvolvimento, os blocos segmentares da mesoderme (futuras cavidades celômicas) são evidentes, enquanto que os compartimentos teciduais conjuntivos são relativamente não evidentes. Mais tarde, o compartimento tecidual conjuntivo aumenta enormemente para formar uma hemocele, e os somitos mesodérmicos restringem-se às cavidades das gônadas e dos órgãos excretores. O sistema sangüineo-vascular dos artrópodes é composto de um coração, vasos e uma hemocele. O coração varia em posição e comprimento nos diferentes grupos de artrópodes, mas em todos eles, o coração é um tubo muscular perfurado por pares de aberturas laterais denominadas óstios. A sístole (contração) resulta da contração dos músculos da parede cardíaca, e a diástole (expansão e preenchimento) resulta das fibras elásticas suspensoras e, em algumas espécies, da contração dos músculos suspensores. Os óstios permitem que o sangue flua no interior do coração durante a diástole a partir do FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 23 grande seio circundante conhecido como câmara pericardial. O fluxo da hemolinfa que retorna ao coração quando este se contrai é ao longo de um gradiente decrescente de pressão a partir do pericárdio que têm baixa pressão. No entanto, nos artrópodes , o pericárdio não deriva do celoma como nos moluscos e vertebrados, mas é uma parte da hemocele. Após deixar o coração, o sangue é bombeado para os tecidos corporais através das artérias e é finalmente despejado no interior dos seios (coletivamente a hemocele) que os colocam em contato com os tecidos metabolizadores. O sangue então retorna por várias rotas até o seio pericárdico. O sangue de vários grupos de artrópodes é incolor, na qual os gases são transportados em solução. Vários grupos contém diferentes tipos de células e, em algumas espécies, contém o pigmento respiratório hemocianina ou, menos comumente, hemoglobina. É provável que o pigmento hemocianina faça parte do plano-básico de Arthropoda. Ambos pigmentos estão dissolvidos no fluido e não contidos em células. A estrutura da hemocianina dos artrópodes indica que ele apareceu independentemente da dos moluscos. O sangue dos artrópodes transporta detritos, nutrientes, e geralmente gases. Pode conter alguns tipos de amebócitos. Sabe-se que o sangue de várias espécies coagula, e os mecanismos de coagulação são provavelmente muito difundidos. A perda de um apêndice é um acidente comum, e a capacidade de tampar a articulação rompida é vantajosa. A coagulação é iniciada por determinadas células sangüíneas (hemócitos) quando sujeitas a condições alteradas. Nos crustáceos, por exemplo, os hemócitos liberam uma enzima que converte o fibrinogênio protéico sangüíneo em fibrina. Na maioria dos grupos de artrópodes, a via circulatória leva, ao menos, parte do sangue por alguma superfície de intercâmbio gasoso antes de retornar ao coração. A troca gasosa é problemática devido ao exoesqueleto rígido, e é principalmente importante nos artrópodes terrestres, nos quais um incremento na permeabilidade da cutícula favorece também a perda de água. Figura 19. Plano-básico de Arthropoda: sistema respiratório envolvendo o coração, os vasos e as brânquias. As setas mostram a direção que a hemolinfa percorre. No plano-básico de Arthropoda as estruturasdo intercâmbio gasosos são as brânquias, que possuem grandes áreas cuticulares que são expostas livremente ao médio circundante, que no caso do plano-básico de Arthropoda é a água. A hemolinfa deve passar pelas brânquias, nas quais se da o intercâmbio gasoso entre a hemolinfa e a água, antes de retornarem à câmara pericardial. Excreção e osmorregulação Com o surgimento de um sistema circulatório hemocélico, os nefridios com nefrostoma abertos (como em anelídeos) deixam de ser funcionalmente importantes. No plano-básico FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 24 de Arthropoda o órgão excretor são sacos cegos pareados (sacos finais) que se abrem por meio de dutos para o lado externo do corpo adjacente ao apêndice. As unidades excretoras são formadas em vários segmentos durante o desenvolvimento, e no adulto estão se abrem na base da coxa (glândulas coxais, estando algumas associadas com um segmento particular da cabeça (i.e., glândula antenal e glândula maxilar). Como o sáculo deriva embrionariamente do celoma, o túbulo pode representar um metanefrídio ancestral que originalmente drenava a urina primária (filtrado) a partir do celoma. Partes do túbulo podem modificar-se para uma reabsorção e uma secreção seletivas. Embora tais órgãos excretores pareados possam derivar dos nefrídios, nenhum artrópode vivo tem mais que alguns desses sáculos, ou seja, eles não se repetem em cada segmento. Figura 20. Plano-básico de arthropoda: saco excretor derivado de um nefrídio e do resto do celoma. Provavelmente a excreção era com cerca de 70 a 90 % de dejetos nitrogenados como amônia, e o restante em forma de uréia, ácido úrico, amino ácidos, como se observa ainda nos crustáceos modernos e outros protostômios marinhos. Sistema nervoso e órgãos dos sentidos O cérebro dos artrópodes tem três regiões, cada uma das quais é um gânglio separado. O protocérebro é o gânglio mais anterior, deriva do ácron e inerva aos olhos compostos. Detrás está o deuterocérebro derivado do primeiro somito e inerva o primeiro par de apêndices, ou seja a antênula. O tritocérebro completa o cérebro no plano-básico de Arthropoda, e corresponde as gânglios do segundo e terceiro somitos, inervando aos apêndices destes. O tritocérebro geralmente forma conectivos circumentéricos ao redor do esófago que se ligam com o gânglio subesofageal ventral (subentérico). O tritocérebro é formado pela união de outros gânglios cerebrais, geralmente os associados às mandíbulas e às maxilas. Um duplo cordão ventral ganglionar se extende em todos os segmentos posteriores do tronco. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 25 Fig. 21. Plano-básico: sistema nervoso. cor. ner. , cordão nervoso; gan; gânglio nervoso ventral; gl sub; gânglio subesofageal. Figura 22. Plano-básico de Arthropoda: Sistema nervoso. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 26 Figura 23. Plano-básico de Arthropoda: cerda sensorial. O exoesqueleto atua como uma barreira entre o meio ambiente e as terminações nervosas sensitivas da epidermes. Provavelmente, no plano-básico de artrópode, estavam presentes estruturas sensoriais que podem ser conhecidas como sensilos. Cada sensilo têm ao menos um neurônio sensoriail que transmite o impulso. Figura 24. Plano-básico de Arthropoda: omatídio de um olho composto. Os olhos simples dos artrópodes têm poucos fotorreceptores e não podem criar imagens. Os olhos compostos pelo contrário são mais complexos, são maiores e com milhares de células retinais, e podem formar uma imagem crua. Em todos os artrópodes, o esqueleto contribui com um cristalino/córnea transparente para o olho, pelo que este fato deve ser parte do plano-básico. Cada olho composto é constitído de uma série de unidades ou omatídios, cuja extremidade externa é recoberta por uma córnea translúcida derivada da cutícula esquelética. A córnea funciona como um cristalino. A superfície externa da córnea, chamada de faceta, é hexagonal. Por trás da córnea, o omatídio contém um elemento longo e cilíndrico chamado de cone cristalino, que funciona como um cristalino secundário. Como todos os elementos do cristalino derivam do exoesqueleto, são fixos em posição e não podem acomodar-se às diferenças de distância. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 27 A extremidade basal do omatídio é formada pelo elemento receptor (a retínula). O centro da retínula é ocupado por um cilíndro translúcido (o rabdoma), ao redor do qual arranja-se células fotorrecptoras alongadas ou retinulares, comumente sete ou oito . As superfícies fotossensitivas internas (rabdômeros) das células retinulares portam numerosos microvilos que se orientam em ângulos retos em relação ao eixo do omatídio. O rabdoma é formado por todos os rabdômeros e pelo espaço central fechado, quando este se encontra presente. Cada omatídio funciona como uma unidade fotorreceptora única e transmite um sinal que representa um único ponto luminoso. Um axônio estende-se de cada célula retinular, e conseqüentemente, um feixe de sete ou oito axônios deixam cada omatídio. Os axônios fazem conexões com neurônios de segunda ordem em um gânglio óptico dentro do cérebro ou, em alguns crustáceos, dentro de uma haste ocular. As células retinulares contêm grânulos pigmentares negros ou marrons, que constituem o pigmento retiniano proximal. Distalmente, o omatídio é circundado por várias células pigmentares especiais, que formam o pigmento retiniano distal. Os pigmentos proximal e distal estendem-se e agem como uma tela para evitar que a luz passe de um omatidio para outro, e conseqüentemente os raios de luz restringem-se à região axial do cone cristalino e do rabdoma. Reprodução e desenvolvimento Quase todos os artrópodes são gonocorísticos (dióicos) com fertilização externa. As gónadas têm paredes e dutos mesodermais, porém os gonodutos são invaginações ectodermais que levam ao exterior. Nos dois sexos numerosas glândulas podem estar presentes ao longo dos dutos. Os ovos da maioria dos artrópodes são ricos em gema e são centrlécitos. No ovo centrolécito, o núcleo é circundado por uma pequena "ilha"de citoplasma não-gemado no meio de uma grande massa de gema. A clivagem no plano-básica é holoblástica como acontece nos ovos dos xifosuros, alguns escorpiões e vários crustáceos (copépodos e cracas). A clivagem provavelmente é intralecita ou superficial, devido a que o núcleo centralmente localizado sofre divisões mitóticas, mas sem a formação de membranas celulares e sem qualquer clivagem da gema. O resultado, após várias dessas divisões é um ovo não-clivado, que contém um grande número de núcleos em seu centro. À medida que a divisão continua, os núcleos migram gradualmente a periferia, onde se formam membranas celulares, mas que não se estendem para o interio gemado. Esse estágio de desenvolvimento representa uma estereoblástula. O desenvolvimento continua com a formaçõ de um disco germinativo primordial localizado em um lado do embrião. Esse centro germinativo prolifera a endoderme e a mesoderme, e finalmente forma o corpo embrionário, que parece enrolado ao redor do ovo. Resumo sobre algumas das características de Arthropoda 1. São animais triploblásticos, bilateralmente simétricos 2. Corpo segmentado, tanto internamente como externamente; os segmentos vão sendo incrementados por crescimento teloblástico 3. A maioria dos grupos têm uma forte tendência para uma especialização regional e tagmosis. 4. A cutícula forma um exoesqueleto bem desenvolvido, geralmente com placas grossas esclerotizadas (escleritos: tergitos laterais, esternitos ventrais, e pleuritos laterais); a cutícula quitinosa é calcificada em muitos grupos. 5. Cada segmentoverdadeiro têm um apêndice articulado 6. Com um par de olhos compostos formados de facetas e um ou muitos olhos simples 7. Celoma reduzido apenas aos sistemas reprodutivo e excretório; a cavidade principal é um hemocele 8. Sistema circulatório aberto, coração dorsal é uma bomba musculosa com ostios laterais para o retorno do sangue 9. Intestino completo, com um estomodeo e proctodeo bem desenvolvido FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 28 10. Sistema nervoso com um cérebro dorsal (supraentérico) (=gânglio cerebral), conetivos circumentéricos (circumesofageal) e um cordão nervoso ventral com ganglios em cada segmento 11. Sem presença de cílios, exceto em espermatozoides de alguns grupos 12. Crescimento por ecdisis (mudas) periódicas; com glândulas cefálicas ecdisis 13. Músculos estriados e isolados em bandas em cada segmento 14. Maioria é gonocorísticos (dióicos), desenvolvimento direto, indireto ou misto. 7 Filogenia de Arthropoda As relações de parentesco entre os grupos de Arthropoda têm uma história de mais de 150 anos e atualmente é intensamente estudado, no entanto, não existe um consenso geral sobre qual das hipóteses é a que melhor explica a evolução dos caracteres do grupo. O monofiletismo de Arthropoda é bem corroborado e tem ampla aceitação nos médios científicos como foi visto no capítulo 3. Vários pesquisadores têm proposto filogenias baseados em apenas a interpretação de uma estrutura, como por exemplo baseados na estrutura das antenas, da estrutura dos olhos, a anatomia interna, a embriologia da cabeça e da morfologia dos espermatozoides. No entanto, outros estudos têm sido levados a cabo com uma grande quantidade de dados morfológicos para tentar reconstruir a história filogenética dos artrópodos. Mais recentemente análises com dados moleculares têm sido usadas para resolver a filogenia desse grupo. Duas hipóteses que tentam explicar o relacionamento entre os grupos de Arthropoda têm grande importância na discussão da filogenia dos artrópodes. A primeira, que pode ser chamada de hipótese TCC, reúne aos artrópodes primariamente marinhos em um grupo a Trilobita, Chelicerata e Crustacea (de aí o nome TCC), e em outro aos artrópodes primariamente terrestre a Tracheata (Myriapoda + Hexapoda) (Cisne, 1974). As relações de parentesco propostas por está hipótese podem ser resumidas da seguinte forma: (Trilobita, Crustacea, Chelicerata)(Myriapoda, Hexapoda). O grupo TCC não está resolvida e é representado como uma tricotomia. A outra hipótese, que pode ser chamada de hipótese dos mandibulados, reúne no táxon Mandibulata a Crustacea e Tracheata, cuja característica principal é a modificação do terceiro par de apêndices em estruturas mastigadoras, as mandíbulas (Snodgrass, 1938; Paulus, 1979; Weygoldt, 1979, 1986; Ax, 1987; Brusca & Brusca, 1990; Wheeler, et al. 1993; Boore, et al. 1995; Nielsen, 1995; Moura & Christoffersen, 1996). O grupo-irmão de Mandibulata seria, segundo alguns autores, Arachnata, um grupo formado por Chelicerata e Trilobita (Paulus, 1979; Weygoldt, 1979). Outras hipóteses também foram apresentadas como alternativa para explicar a filogenia dos artrópodes. Por exemplo, Brusca & Brusca (1990), propõe Trilobita como grupo-irmão do resto de Arthropoda, e Chelicerata como o grupo-irmão de Mandibulata: (Trilobita (Chelicerata + Mandibulata)). Boudreaux (1979) reuniu no grupo Gnathomorpha a Trilobita e Crustacea e Tracheata e esse grupo seria o grupo-irmão de Chelicerata e Pycnogonida. Também foi proposto que Crustacea seria grupo-irmão apenas de Hexapoda, e Myriapoda seria o grupo-irmão de Chelicerata (Friedrich & Tautz, 1995), e sem nenhuma consideração sobre Trilobita. Outra hipótese levantada por Wills et al. (1998) o grupo Schizoramia (Trilobita, Crustacea, Chelicerata), possuidores de apêndices birremes, que seria grupo-irmão de Tracheata (Myriapoda + Hexapoda), resolvendo o antigo grupo TCC mencionado anteriormente: ((Trilobita, Chelicerata)(Crustacea)) (Tracheata). A maioria desses trabalhos que tratam da filogenia de Arthropoda, com dados morfológicos ou moleculares, assume a priori o monofiletismo dos táxons supraespecíficos (Trilobita, Chelicerata, Crustacea, Myriapoda e Hexapoda). O taxon Trilobita têm sido considerado como grupo monofilético. No entanto, alguns autores consideram a Trilobita como um parafilo na linhagem tronco de Chelicerata (Lauterbach, 1973, 1989; Bergström, 1979; Ax, 1985, 1987; Weygoldt, 1986). FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 29 Há dúvidas também sobre o monofiletismo de alguns grupos de Arthropoda com representantes recentes. Somente Chelicerata (sem Pycnogonida) e Hexapoda tem suas hipóteses de monofiletismo bem corroboradas (Moura & Christoffersen, 1996). Os táxons que tradicionalmente são colocados em Crustacea não tem sinapomorfias bem estabelecidas que sustentem o seu monofiletismo (Nielsen, 1995; Moura & Christoffersen, 1996), no entanto, há autores que sugerem várias sinapomorfias para Crustacea (e.g. Wills, 1997; Wills et al. 1998). Segundo um trabalho recente (Moura & Christofersen, 1996) Remipedia seria o grupo-irmão de Tracheata, de modo que Crustacea seria um grupo merofilético de Mandibulata. O monofiletismo de Myriapoda também é contestado por alguns pesquisadores, sendo que Progoneata (Symphyla, Diplopoda, Pauropoda) tem sido proposto como grupo-irmão de Hexapoda (Moura & Christoffersen, 1996). O monofiletismo de Arthropoda é sustentado por 8 sinapomorfias, como visto no capítulo 3. Na filogenia para os grupos de Arthropoda (Figura 25) são reconhecidas duas linhagens: Arachnata e Mandibulata. Em Arachnata estão agrupados ao táxons Trilobita, Chelicerata e Cheloniellon. Muitos grupos de artrópodes do Cambriano têm sido colocados em Arachnata, geralmente como grupos basais a Chelicerata (Wills, et al. 1995; Wills, 1996; Dunlop & Selden, 1997), no entanto, ainda existe muita controvérsia sobre a posição desses grupos na filogenia de Arthropoda. Cheloniellon é um dos poucos grupos que podem ser colocados com segurança em Arachnata. O outro grupo de Arthropoda é formado pelos táxons que possuem ao menos dois apêndices cefálicos especializados para alimentação. Os grupos com representantes modernos são agrupados em Mandibulata. Os táxons fósseis com aquela característica mais Mandibulata são reunidos em Pan-Mandibulata (Moura & Cristoffersen, 1996). Crustacea e Myriapoda são grupos merofiléticos respeito a Hexapoda. O táxon Pycnogonida é considerado por alguns autores como parte de Arachnata, ou como grupo-irmão de Chelicerata, inclusão baseada principalmente em estudos moleculares e também morfológicos (Brusca & Brusca, 1990; Wheeler, et al. 1993; Wheeler & Hayashi, 1998), ou fora de Arthropoda (Waggoner, 1996). Outros autores, no entanto, consideram a inclusão de Pycnogonida dentro Arthropoda questionável porque não existem sinapomorfias confiáveis que sustentem essa inclusão, pelo que Pycnogonida é considerado como incertae sedis dentro de Arthropoda (Dunlop & Selden, 1997), e essa será a posição adotada neste livro. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 30 Figura 25. Filogenia de Arthropoda (modificada a partir de Moura & Cristoffersen, 1996). Sinapomorfias para os grupos de Arthropoda Arthropoda (nodo 1): • Esclerotinização da cutícula, formando um exoesqueleto rígido e articulado; • Presença de um par de olhos compostos laterais; • Presença de quatro olhos médios; • Ausência de cílios ou flagelos com função motil, exceto nos espermatozóides; • O céfalo do adulto com um par de apêndices pré-orais (Ant1) e ao menos três pares de apêndices pós-orais (Ant2, Md, Mx1); • Órgãos segmentares (nefrídios modificados) restritos aos seis metâmerospós-orais; • Presença de músculos estriados; • Mudas periódicas controladas por hormônios. • Arachnata (nodo 2): • Presença da carapaça; • Corpo trilobado; • 4 pares de apêndices no céfalo. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 31 Trilobita (nodo 3): • Corpo dividido em três tagmas: céfalo, tórax e pigídio. Cheloniellon+ (nodo 4): • 6 pares de apêndices no céfalo mais a antênula (Ant1); • gnatobases dos apêndices do tronco ausentes. Chelicerata (nodo 5): • Primeiro apêndice cefálico modificado em quelícera; • Antênula (Ant1) ausente; • Corpo dividido em dois tagmas: prossoma, cujos apêndices são usados para locomoção, e opistossoma, cujos apêndices são usados para respiração; • Presença de uma espina pós-anal. Xiphosura (nodo 6): • Presença de um lobo cardíaco; • Segmento opistossomal 1 reduzido. (Diploaspis+Chasmataspis) + (Arachnida+Eurypterida) (nodo 7): • opistossoma com 12 segmentos. Diploaspis + Chasmataspis (nodo 8): • Fusão dos 3 primeiros segmentos do opistossoma. Arachnida + Eurypterida (nodo 9): • Sétimo segmento opistossomal sem apêndices; • Tarso dividido em basitarso e telotarso; • Sensila em fenda. Pan-Mandibulata (linhagem tronco+grupo apical de Mandibulata) (nodo 10): • Presença de ao menos dois apêndices cefálicos (Mandíbula —Md—, Maxila —Mx) especializados para alimentação. • Endito proximal do protópodo diferenciado no segundo e terceiro apêndice (homólogo com a Md). • Divisão do tronco em tórax com apêncice e um abdômen sem apêndice. Cambropachyope + Goticaris (nodo 11): • Apêndice do tronco unirremes e com formato de remo (filópodo). Martinssonia+ (nodo 12): • Primeiro apêndice pós-oral deslocado para uma posição pré-oral; • Endito proximal de terceiro apêndice cefálico mais desenvolvido que os enditos do segundo e quarto apêndices. Hennigsmoenicaris+ (nodo 13): FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 32 • Quinto apêndice incorporado no céfalo. Canadaspis+ (nodo 14): • Anus terminal. • Labro cobrindo parte dos apêndices bucais. Bredocaris+ (nodo 15): • Diferenciação da mandíbula (terceiro par de apêndice, Md) —coxa transformada em gnatobase; • Presença de uma larva naúplio, com três apêndices especializados para a locomoção e alimentação; • Antena 2 e mandíbula (segundo e terceiro apêndices) com protópodo dividido em base e coxa; • Presença de furca; • Protópodo do quarto par de apêndices (Maxila 1, Mx1) dividido em coxa e base. Mandibulata (nodo 16): • Olhos compostos especializados, com duas células corneais, um cone cristalino central composto de quatro partes, e uma retinula com 8 células; • Perda do palpo mandibular no adulto ( retido em Maxilopoda e um palpo novo surge emMalacostraca); • Presença de epipoditos nos apêndices torácicos (perdidos secundariamente em Maxillopoda e remipedia). Cephalocarida (nodo17): • Olhos compostos ausentes; • Apêndices torácicos posteriores da fêmea modificado em um saco ovígero; • Hermafroditas (homoplásico em Remipedia). Entomostraca+ (nodo 18): • Quinto apêndice cefálico (Mx2) especializada para alimentação (apêndice esquizorreme, com protópodo dividido e gnatobase); • Protópodo dos apêndices pós-cefálicos divididos em coxa e base (esta divisão não é necessariamente a mesma que a dos apêndices cefálicos). Entomostraca (nodo 19): • Presença de um órgão dorsal (orgão-x), com função supostamente osmoregulatória. Maxillopoda (nodo 20): • Presença de palpo mandibular (caracteística neotênica); • Ausência de epipoditos nos apêndices torácicos; • Tórax ao menos com 7 segmentos, cujos apêndices são usados primariamente para locomoção; • Perda dos enditos do protópodo nos apêndices torácicos; • Olho naupliar típico dos maxilópodos; • 7º par de apêndices reduzido, associado com o sistema genital, e sem diferenciação em protópodo e endópodo; • Abdômen com 3 somitos mais telson. Branchipoda (nodo 21): FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 33 • Redução da Mx2 a pequenos lobos, bilobados e não segmentados; vestigial durante o desenvolvimento larval (Homoplástico com Progoneta); • Toracópodos especializados para filtração; endópodo, exópodo e protópodo não segmentado. Malacostraca+ (nodo 22): • A larva naúplio, quando presente, não se alimenta; • Antena (Ant2) com endópodo especializado para uma função sensorial e com um exópodo formando um escafocerito laminar; • Mandíbula com lacinia móbilis (revertido em Phyllocarida); • Tronco (homólogo ao tórax dos outros crustáceos) com 15 somitos mais telson, usada primariamente para locomoção (o abdômen desaparece neste táxon). Eumalacostraca + Phyllocarida (nodo 23): • Olhos compostos pedunculados e mobile; • Esperma sem flagelo e não móbile; • Presença de um palpo mandibular unirreme adquirido secuandariamemnte, primariamente tri-articulado (homoplásico em maxillopoda); • Olho naupiliar típico de Malacostraca; • Tórax dividido em perion e pleon, sendo os apêndices periópodos e pleópodos; • Antena 1 com flagelo bifurcado distalmete, formando um pedúnculo basal de ao menos três segmentos; • Gonóporo masculino no oitavo segmento e o feminino no sexto; • Ausência do apêndice no sétimo somito do pleon; • Carapaça presente e cobrindo parte do tórax. Phyllocarida + Nahecaris (nodo 24): • Presença de uma carapaça bivalve cobrindo todos os apêndices torácicos. Phyllocarida (nodo 25): • Perda da lacinia mobilis; • Antena 1 com quatro segmentos no pedúnculo; • Redução do quinto pleópodo e ausência do sexto; • Bolsa de cria formada pelas partes distais dos toracópodos femininos. Eumalacostraca (nodo 26): • Redução da furca; • Perda do sétimo segmento do pleon; • Pleópodos do sexto somito abdominal funcionalmente unido com o telson, formando um leque caudal. Tracheata + Remipedia (nodo 27): • Redução parcial da Antena (Ant2) (perdido totalmente em Tracheata); • Gonóporos primariamente no último segmento do corpo (segmento pré-anal); • Coxa reduzida ou provavelmente fundida a pleura dos somitos torácicos; • Internalização da mandíbula formando uma cavidade bucal (atrium oris). Remipedia+ (nodo 28): • Antênula (Ant1) com pedúnculo bisegmentado; • Maxila e maxilípedes raptoras. FONTE: http://www.uefs.br/dcbio/lent_sis/index2.html 34 Remipedia (nodo 29): • Perda dos olhos compostos; • Apêndices torácicos homeomorfos, especializados para nadar, sem epipoditos e endópodo de 5 segmentos; • Hermafroditos; • Primeiro segmento torácico é maxilípede. Tracheta (nodo 30): • Perda total da antena (Ant2); • Perda do músculo elevador do pretarso (dactilopodito); • Presença de túbulos de Malpighi; • Perda da função digestiva; • Sistema traqueal para a respiração aérea. Chilopoda (nodo 31): • Primeiro somito torácico com glândula de veneno e apêndice especializado como garra; • Maxíla (Mx2) especializada, fechando a cavidade bucal. Progoneata + Hexapoda (nodo 32): • Fusão da coxa da maxila formando o lábio. Progoneata (nodo 33): • Perda do olho composto (homoplástica com remipedia e Cephalocarida); • Redução da maxila (Mx2) (homoplástico com Branchiopoda); • Deslocamento dos gonóporos ao 4º somito torácico; • Gónadas localizadas ventralmente. Pauropoda + Diplopoda (nodo 34): • Desaparecimento da maxila (Mx2); • Modificação do primeiro segmento para formar o colo. Pauropoda (nodo 35): • Antena biflagelada; • Perda do sistema circulatório. Diplopoda (nodo 36): • Dois pares de pernas por segmento. Symphyla (nodo 37): • Presença de fiandeiras no segmento 30 do tronco. Hexapoda (nodo 38): •
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