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Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS CAPÍTULO II- ANFÍBIOS 1. INTRODUÇÃO esigna-se por Herpetologia (do grego - herpeton- aquilo que rasteja) a ciência que estuda os anfíbios e répteis. Estes dois grupos aparecem geralmente associados, primeiro pela escassez de espécies actuais face à sua diversidade no passado, segundo pela semelhança de métodos usados no seu estudo e captura. D A palavra «anfíbio» - do grego amphibios - define uma criatura com um duplo modo de existência, ou seja, que vive indiferentemente em terra e em água. Esta dualidade é regra dos anfíbios, todavia, existem excepções. alguns taxa são unicamente aquáticos, quanto outros se mostram exclusivamente terrestres). Os anfíbios foram os primeiros vertebrados a conquistar os ambientes terrestres, e estiveram na origem dos répteis. Os primeiros anfíbios conhecidos terão aparecido no Devónico. Neste período os continentes estavam colapsados na Pangea, uma ligeira subida continental reduziu a área ocupada pelos mares epicontinantais criando um grandes número de áreas pantanosas e dulcaquícolas. A abundância de artrópodes terrestres (crustáceos, insectos, aracnídeos) providenciou uma nova fonte de recursos em ambientes terrestres. Talvez em resposta a estes novos recursos ou ao abundante número de peixes predadores nos mares, existentes no Devónico, os crossopterígeos deram origem aos primeiros anfíbios, os Ichthyostega. Este passo na evolução dos vertebrados foi complexo anatómica e fisiologicamente e requereu milhões de anos. A razão de alguns vertebrados deixaram um ambiente aquático, para o qual estavam bem adaptados, para colonizarem um ambiente terrestre radicalmente diferente, tem sido objecto de interesse para vários investigadores, tendo-se desenvolvido várias hipóteses: i) Teoria dos períodos de secas sazonais. Segundo esta teoria os pequenos lagos secavam durante períodos secos obrigando os seus habitantes a estratégias de sobrevivência: uso de membros para locomoção em terra e deslocação para massas de água maiores, com desenvolvimento de adaptações para respirar num ambiente aéreo; ii) Um ambiente tropical uniforme de humidade e temperatura elevadas, provocaria um défice de oxigénio na água, o que levaria os peixes a desenvolverem formas de respiração aéreas - pulmões; iii) Exploração de recursos terrestres ainda inexplorados pelos vertebrados. Qualquer proto- anfíbio que pudesse ocupar território terrestre dispunha de um ambiente livre de predadores e competidores, providenciando-lhe ainda, talvez, facilidades reprodutivas. 2. ORIGEM DOS ANFÍBIOS De entre os mais ancestrais anfíbios conhecidos, encontra-se o Metaxygnathus, encontrado na Austrália, em leitos de rios constituídos por sedimentos da última época do Devónico, Ichthyostega e o Acanthostega, descobertos na Gronelândia, em leitos com características semelhantes. Todos estes taxa datam de há cerca de trezentos e sessenta milhões de anos antes da nossa era (Figura 1). No Devónico a área que hoje corresponde à Gronelândia era uma região tropical quente e húmida. 13 Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS A origem dos anfíbios partiu certamente dos rafidistanos Raphidistia, ordem que conjuntamente com os Actinistia, constitui os crossopterígeos. Eram peixes grandes (4 m), de grandes queixadas, provavelmente predadores por emboscada. Os membros alargados e fortes serviam para ajudar o movimento e suportar o seu peso. Figura 2.1. Evolução temporal aproximada da Terra (Paleozóico-Cenozóico) e localização da origem dos vertebrados terrestres (adaptado de Storer e Usinger, 1979). Números indicam início aproximado do período, em milhões de anos antes do presente, ma BP. Paleozóico Mesozóico Cenozóico Câmbrico Ordovício Silú rico Devónico Carbónico Pér mico Triás sico Jurássico Cretácico 500 450 360 330 290 230 200 170 130 70 PANGEIA GONDWANA LAURÁSIA ↑Ostracodermos ↑Primeiras plantas terrestres ↑Primeiros anfíbios O oxigénio dissolvido na água deveria ser pouco nestes lagos e pântanos muito produtivos, pelo que ajudava a posse de estruturas tipo pulmões para aproveitar o ar atmosférico, elevando-se sobre os membros. Desenvolve-se também uma estrutura óssea peitoral separada da craniana e articulada, permitindo mover lateralmente a cabeça e, em consequência, obter movimentos rápidos de captura de presas. Três grupos de peixes são sugeridos como possíveis parentes originais dos anfíbios: os dipnóicos (peixes pulmonados), os condrósteos fósseis (cujos representantes actuais são os esturjões) e os crossopterígeos. Todos tinham pulmões ou estruturas aparentadas, barbatanas modificadas no sentido de membros tetrápodes usados para rastejar no fundo dos lagos. Uma origem polifilética também é possível visto desde muito cedo (fim do Devónico) se encontrarem fósseis de anfíbios com diferentes características e em diferentes regiões. Os Ichthyostega eram semelhantes ao Eusthenopteron, um peixe crossopterígeo extinto, descoberto nas jazidas devónicas da Europa e da América do Norte. Ambos possuíam pulmões e narinas internas, e tinham em comum dois traços característicos, apenas presentes nalguns outros crossopterígeos e nos primeiros anfíbios: um caixa craniana dividida transversalmente numa parte posterior, bem como um enrugamento da superfície do esmalte dos dentes, formando em corte uma forma labiríntica complexa. Os Ichthyostega tinham também costelas toráxicas uma cauda suportada por vértebras, e um revestimento integumentar de escamas dérmicas, assemelhando-se um pouco aos actuais crocodilos. Apesar de ser indubitavelmente um anfíbio, conservava muitas características específicas dos peixes, como por exemplo, os ossos operculares (Figura 2.2). 14 Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS Figura 5. Em cima um Ichthyostega e em baixo um Seimuria, sendo este último puramente terrestre, tendo perdido a barbatana caudal. Fonte: Ruffié (1982). O aparecimento dos primeiros anfíbios durante o último período do Devónico foi seguido por uma rápida evolução, que se saldou por uma imensa diversificação dos tipos de anfíbios. Todavia, no final do Triássico (150 ma mais tarde) quase todas estas espécies se encontravam extintas. O maior destes anfíbios, o Mastodosaurus, tinha um esqueleto de 1.25 m de comprimento e um tamanho total calculado em 4 m, bem distante do 1.70 m das representantes asiáticas das salamandras gigantes. Embora fossem na generalidade robustos, semelhante à de um lagarto, existiam também formas bastante singulares, como por exemplo, espécies ápodes, animais anguiliformes e outros dotados de uma enorme cabeça com projecções. No final do Pérmico a diversidade de formas de anfíbios diminuiu imenso, talvez por competição com os répteis, que entretanto se tornaram dominantes, ou devido à aridez que se verificou neste período. Das grandes linhas de anfíbios primitivos apenas uma se manteve para dar origem aos anfíbios actuais. Outra evoluiu no sentido do aparecimento dos répteis, as restantes extinguiram-se. Descobriram-se vestígios destes antigos anfíbios, que foram os animais terrestres predominantes no seu tempo, em todos os continentes, ao passo que os mamíferos e as aves só começaram a sua evolução após extinção da maior parte dos antigos taxa de anfíbios; em compensação, os primeiros répteis originados a partir destes, fizeram o seu aparecimento logo no princípio do Período Carbónico (há cerca de 345 ma). Os primeiros répteis conhecidos, semelhantes aos membros da ordem anfíbia Anthracosauria, eram geralmente de pequeno tamanho, e a sua grande irradiação adaptativa iniciou-se apenasno fim do Pérmico (há cerca 225 ma) precisamente quando já só subsistem uns poucos de grupos dos antigos anfíbios. Para se adaptarem à vida terrestre os primeiros vertebrados tiveram de desenvolver as seguintes características: i) suporte do peso do corpo - que implica desenvolvimento da estrutura óssea, ossificação da coluna vertebral e das costelas (Figura 2.3); ii) novas formas de locomoção - desenvolvimento de membros, quatro (tetrápodes), a partir de barbatanas largas e carnudas (Figura 2.3). Os membros desenvolvidos possuem 5 dígitos (pentadáctilos). Contudo os anfíbios mantêm a habilidade e capacidade de nadar, permanecendo ainda ligados ao meio aquático mesmo que seja apenas nas primeiras fases de vida (larvares) e épocas de reprodução; 15 Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS iii) maior mobilidade, que permita não só a locomoção em terra como agilidade para a captura de presas e, mais tarde a fuga. Os anfíbios desenvolvem processos articulares no tronco e região anterior da cauda. Uma cintura entre o crânio e o tronco (pescoço). Maior mobilidade da cabeça assim como lateral . A - membro horizontal B - membro transversal C - membro erguido parassagital Figura 2.3. Evolução dos membros nos vertebrados. Fonte: Ruffié (1982). iv) respiração do oxigénio aéreo, que é feita pelo recurso ao desenvolvimento de pulmões e, em simultâneo no caso dos anfíbios, pela respiração cutânea (perda de escamas). Em íntima conexão com a evolução dos mecanismos respiratórios está a evolução do sistema circulatório - vasos e coração. Com a progressiva adaptação ao meio terrestre e com a necessidade de tornar mais rentável o processo respiratório do O2 atmosférico, o sistema circulatório evolui no sentido da separação do sangue oxigenado do não oxigenado. Isto faz-se pela compartimentação do músculo cardíaco e pela existência de canais separados - artérias e veias - que asseguram a saída e retorno do sangue; iv) capacidade de exploração de novos recursos alimentares. Uma característica dos anfíbios primitivos é o desenvolvimento muito maior da região anterior às órbitas em relação à região posterior inversamente aos peixes. O desenvolvimento do focinho parece estar relacionado com a eficiência do mecanismo de predação, e com o maior desenvolvimento dos lobos olfactivos; v) adaptação dos orgãos sensoriais - aquisição de orgãos sensoriais funcionais tanto no meio aquático como aéreo. Com a invasão do meio terrestre, o olfacto, já importante nos peixes, desenvolve-se ainda mais. A visão teve de se adaptar no seu sistema de lentes, do ponto de vista óptico, e na presença de estruturas protectoras que protegem o orgãos de visão da dissecação, pálpebras (protecção física) e glândulas orbitais que segregam líquidos 16 Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS lubrificantes (protecção química). Há ainda modificações auditivas com o aparecimento de uma membrana, tímpano, sensível às vibrações do meio aéreo; vi) adaptações fisiológicas - um dos aspectos de índole bioquímica de maior relevância da adaptação dos vertebrados ao meio terrestre é o da eliminação dos produtos finais de metabolismo, azoto sob a forma de ureia (ácido úrico), muito menos tóxico que a amónia excretada pelos peixes. Desta forma reduz-se o dispêndio de água, necessária em grandes quantidades para dissolver os produtos tóxicos da excreção, o que proporciona uma economia hídrica. vii) protecção das fases juvenis da dissecação - a protecção do embrião e juvenis é feita nos anfíbios por recurso a metamorfoses. Os primeiros estádios de vida mantem-se ligados à água, os ovos são protegidos apenas por uma substância gelatinosa e necessitam de água para não desidratarem. 3. CARACTERÍSTICAS DOS ANFÍBIOS ACTUAIS A ascendência dos anfíbios actuais é complexa, em grande parte por não dispormos de vestígios fósseisabundantes que nos permitam fazer a ponte entre as antigas formas paleozóicas e qualquer uma das três ordens actualmente existentes. O primeiro de todos os fósseis conhecidos Triadobatrachus, do princípio do Triásico, assemelha-se já aos ranídeos por alguns traços caracteríscos; quanto às primeiras salamandras verdadeiras, que datam do fim do Triásico, às rãs verdadeiras (do princípio do Jurássico) e aos ápodes (do princípio do Terciário, cerca de 65 ma BP), são já tão especializados, cada um a seu modo, como as actuais formas. Uma questão pertinente é a da escassez de animais fossilizados, enquanto se descobriram até minúsculas larvas de labiridontes, apesar da sua fragilidade, mas a explicação pode ser de ordem ecológica: por exemplo, os antepassados dos anfíbios vivos podem ter vivido em águas pouco profundas e correntes, isto é, locais onde os grandes anfíbios primitivos não podiam persegui-los, mas onde, precisamente, as hipóteses de fossilização são fracas. Apesar da diversidade do seu aspecto, os Anuros, os Urodelos e os Ápodes tinham em comum muitas características fundamentais (por exemplo da pele, ouvidos, esqueleto e dentes). Alguns indícios, em particular relativos à coluna vertebral, ao esqueleto e à musculatura das maxilas, sugerem contudo que as formas vivas actuais podem provir de diferentes ordens de anfíbios primitivos. Entre as principais características dos anfíbios actuais, incluem-se: i) pele húmida e glandular, sem escamas externas; ii) dois pares de patas (andar/nadar/saltar), lateralmente orientadas, 4 ou 5 ou menos dedos. Nas cecílias faltam as patas, nos sirenídeos faltam apenas as anteriores; iii) duas fossas nasais em comunicação com a boca e com válvulas que impedem a entrada de ar. Os olhos frequentemente com membranas móveis. Um tímpano externo está presente em muitos dos Anuros. A cavidade bucal não tem queixo, na maioria dos anfíbios a língua é bem desenvolvida e extensível. Os dentes, quando presentes, situam-se nos maxilares ou no palato. Muitos anfíbios produzem sons distintos; iv) esqueleto em grande parte ósseo. A cabeça assenta numa única vértebra cervical, com a qual se articula através de dois côndilos. As costelas, quando existem, não apresentam externo; 17 Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS v) respiração por brânquias, pulmões, cutânea ou pela mucosa da boca, separadamente ou em combinação. Nalgumas fases da vida podem existir brânquias; vi) coração tricompartimentado, duas aurículas e um ventrículo; viii) exotermia (poiquilotérmicos); viii) fecundação externa ou interna. Na sua maioria são ovíparos. Os ovos possuem algum vitelo, estão dentro de um invólucro gelatinoso, sem membranas embrionárias. Podem ter fases larvares com metamorfoses. A pele nua e húmida permite a respiração cutânea. Tanto a água como os gases passam facilmente através da pele dos anfíbios. A pressão osmótica interna é inferior à dos outros vertebrados (cerca de 2/3 menor), os fluídos internos contêm menos sais. Os Anuros do deserto, após a estação chuvosa, enterram-se absorvendo água do solo através da pele como se fossem uma planta aproveitando um gradiente de pressão osmótica entre o solo e a pele. Quando o gradiente deixa de ser suficiente param de excretar urina, o que eleva o potencial osmótico interior até aos 600 meq. Este aumento de potencial permite-lhes continuar a absorver água. Um grande número de glândulas permite a secreção de substâncias que mantêm a pele húmida protegendo-a contra dissecação, assim como algumas de natureza tóxica que providenciam uma protecção contra os predadores. Há três tipos de glândulas: hedónicas, mucosas e venenosas (tóxicas), também chamadas de granulares. As glândulas hedónicas estimulam a reprodução da fêmea. As mucosas distribuem-se por todo o corpo e segregam mucopolissacáridosque mantêm a pele húmida e permeável. Embora estas glândulas possam ser tóxicas existem glândulas venenosas especiais, constituindo um sistema de defesa químico, concentradas na superfície dorsal. Frequentemente apresentam colorações brilhantes (aposematia) para aviso dos inimigos. Por vezes estas secreções tóxicas têm um cheiro próprio identificável quando se pega no animal. A cavidade bucal não tem queixo, na maioria dos anfíbios a língua é bem desenvolvida e extensível. Os dentes, quando presentes, situam-se nos maxilares ou no palato. Os anfíbios adultos são carnívoros, havendo pouca especialização nos alimentos procurados. Comem o que conseguem apanhar, matar ou engolir. Nas formas aquáticas a língua é pequena, frequentemente possuem dentes e há perseguição das presas. Nas formas terrestres a língua é frequentemente protáctil (extensível), não apresentam dentes e a caça faz-se por um comportamento de espera. As principais presas dos anfíbios são invertebrados (insectos, crustáceos, anelídeos e pequenos moluscos). As espécies de maior porte podem predar vertebrados, as aquáticas peixes, as terrestres pequenos mamíferos (roedores), répteis e anfíbios. As larvas aquáticas são detritívoras, zooplanctívoras e algívoras. Podem ser também canibais, comportamento comum a muitos anfíbios. Quase todos os Urodelos comem patas e caudas de outros indivíduos. Para respirar os anfíbios utilizam mais meios que qualquer outro grupo, o que pode ser considerado um carácter de transição água/meio terrestre. Nos embriões e larvas existem seis pares de brânquias externas que persistem nalguns adultos (pedomorfose). A água entra pela aberturas nasais pela acção da boca. É impelida para fora pelas fendas branquiais, passando pelas brânquias onde se dão as trocas gasosas. Alguns 18 Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS Urodela nem utilizam a boca como bomba, as brânquias, muito ramificadas, extraem oxigénio directamente da água (Necturus). Os pulmões são simples sacos com algumas divisões internas, pouco profundas, com vasos sanguíneos, resultantes, no estádio larvar, de um sétimo par de brânquias. São também orgãos hidrostáticos, ajudando no equilíbrio durante a natação. Nalguns casos não há pulmões (Plethodontidae), noutras há uma redução. A pele está muito vascularizada facilitando o arejamento do sangue, permitindo as trocas gasosas por este meio. Quando a respiração é bucofaríngica, pulsações da boca provocam a entrada e saída do ar pelas fossas nasais, a oxigenação ocorre nas mucosas da cavidade bucal. A laringe dos Anuros contem cordas vocais que emitem sons, diferentes para cada espécie, com vários objectivos, na sua maioria este comportamento está relacionado com hábitos reprodutivos. Nalgumas espécies a separação das aurículas não é completa. Um a três pares de arcos aórticos. Dada a sua ectotermia os anfíbios evitam as temperaturas externas, assim como a secura dada a natureza da sua pele nua e húmida. As rãs e salamandras aquáticas hibernam na estação fria, por vezes refugiando-se mesmo no hipolímnion de massas de água mais profundas. Nos locais muito quentes (desertos) podem fazer migrações em profundidade num ritmo circadiano (dia/noite). Nas zonas temperadas quentes muitas espécies estivam no período quente e seco. Nos trópicos e zonas temperadas húmidas permanecem activos durante todo o ano. Fecundação externa ou interna. Na sua maioria são ovíparos. Os ovos possuem algum vitelo, estão dentro de um invólucro gelatinoso, sem membranas embrionárias. Podem ter fases larvares com metamorfoses. 4. BIOLOGIA DOS ANFÍBIOS ACTUAIS As três ordens dos anfíbios actuais distinguem-se em particular pelo seu modo de locomoção embora haja outras características anatómicas, fisiológicas e de comportamento a separá-las. • Ordem Apoda ou Gymnophiona (cecílias) - cinco famílias, aproximadamente 34 géneros e 163 espécies. • Ordem Urodela ou Caudata (salamandras e tritões) - nove famílias, aproximadamente 60 géneros e 358 espécies. • Ordem Anura ou Salienta (rãs e sapos) - vinte famílias, aproximadamente 303 géneros e 3494 espécies. 4.1. ORDEM URODELA Os Urodela (salamandras e tristões) têm a cabeça e o pescoço diferenciados, o tronco largo e cilíndrico, por vezes achatado dorsoventralmente e uma cauda larga, bastante desenvolvida. Os dois pares de membros têm um desenvolvimento em comprimento semelhante. Na locomoção utilizam o "deslizar em torção". Os olhos são pequenos, mas funcionais, podendo ter ou não pálpebras e não emitem sons. Os pulmões são pouco desenvolvidos mas funcionais, excepto nos Plethodontidae. As larvas são aquáticas e parecidas com os adultos. Nalgumas espécies ocorre a pedomorfose: manutenção das formas larvares, incluindo dentes e ossos, ausência de pálpebras, retenção de uma linha lateral funcional e de brânquias exteriores. 19 Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS A fertilização pode ser interna ou externa, ovípara ou ovivípara. Existe um grande desenvolvimento e diversidade de hábitos reprodutores. Figura 2.4. Exemplos de formas da Ordem Urodela. Fonte: Pough e tal. (1999). Alguns Urodelos são totalmente aquáticos outros francamente terrestres na sua forma adulta. As formas aquáticas vivem em pequenos rios, lagos, pântanos, pauis e até em águas subterrâneas. As formas terrestres podem ser encontradas no solo, sob pedras ou nas árvores. Na sua maioria estão limitados a sítios húmidos. Muitas espécies dos climas mais secos são trogloditas (refúgio em cavernas). A distribuição dos Urodelos é essencialmente Holárctica, parecendo preferir locais frios e húmidos (Figura 2.5). Entre as Famílias mais importantes, encontram-se: 20 Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS Os Proteida têm brânquias permanentes, muito ramificadas. Não têm pálpebras. São permanentemente aquáticos. Os Ambystomatidae têm dentes e pálpebras. As larvas são aquáticas mas os adultos terrestres. Os Salamandridae têm dentes na abóbadas da boca. Os adultos são terrestres sem brânquias, com pulmões e com pálpebras. Os Amphiumidae tem corpo cilíndrico, com patas pequenas. Não possuem pálpebras. Os adultos possuem simultaneamente brânquias e pulmões. Os Plethodonthidae são muito pequenos. Não possuem pulmões, só apresentam respiração cutânea. Os adultos são seres terrestres de lugares muito húmidos. 4.2. ORDEM APODA Os Ápodes (cecílias) são anfíbios de corpo alongado, vermiforme, sem extremidades nem cinturas. A cauda está muito reduzida ou é ausente nos adultos, não existe um pescoço distinto, a cabeça é externamente contínua com o corpo, o crânio é compacto, não possuem costelas nem membros. A pele é lisa com pregas transversais, que se assemelham a anéis o que contribui para o seu aspecto vermiforme. Possuem uma cobertura dérmica de escamas mesodérmicas, não perceptíveis exteriormente. Os olhos são reduzidos, cobertos por uma pele pigmentada ou por uma placa óssea, permitindo uma visão deficiente ou não funcionais. Possuem um par de tentáculos sensoriais próximo dos olhos, que de certa forma deverão compensar a sua falta de visão. Figura 2.5. Exemplos de formas da Ordem Apoda. Fonte: Pough e tal. (1999). 21 Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS Tal como os Urodela não possuem tímpano e não apresentam nem laringe nem voz. A fertilização é interna, a cloaca do macho possui um orgão copulatório protáctil. A reprodução é ovípara, ovovípara ou vivípara. São espécies tropicais associadas sempre a ambientes quentes e húmidos, característicos das florestas tropicais. A maioria das espécies têm hábitos escavadores,procurando solos pantanosos e macios. Existe contudo uma família, Typhlonectidae, que compreende formas lóticas. 4.3. ORDEM ANURA Os Anuros são o grupo maior e mais ubíquo dos anfíbios actuais. Todas as espécies deste grupo têm uma forma peculiar, característica, independentemente da diversidade de habitats que habitam. As suas adaptações a diferentes meios envolve mais aspectos fisiológicos e comportamentais, em particular reprodutivos, que anatómicos. Figura 2.6. Exemplos de formas da Ordem Anura. Fonte: Pough e tal. (1999). 22 Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS Os Anuros apresentam a cabeça e tronco não distintos externamente, sem pescoço nem cauda. As suas patas anteriores são curtas e as posteriores alongadas adaptadas para o salto. Possuem membranas interdigitais que lhes permitem ainda actividade natatória. A postura e fecundação é em geral externa neste grupo. As larvas são geralmente aquáticas com uma cauda resultante duma barbatana média. As espécies aquáticas engolem em geral alimento flutuante, as terrestres e semi-aquáticas têm língua extensível e colante que lhes permite uma caça de espera. Algumas das famílias mais comuns são: Discoglossidae, Xenopidae, Pipidae, Pelobatidae, Bufonidae, Hylidae e Ranidae (Figura 2.6). 5. HÁBITOS REPRODUTIVOS 5.1. ÁPODES Neste grupo as adaptações reprodutivas são muito especializadas. A fertilização interna é conseguida por um orgão masculino intromissor, protáctil, que sai junto à cloaca. Algumas espécies são ovovivíparas e transportam os ovos nos anéis do corpo, outras são vivíparas. Neste caso o crescimento do embrião no interior do corpo é suportado inicialmente pela albumina do ovo fertilizado. Mais tarde os embriões raspam o epitélio das paredes do oviducto com dentes embrionários especializados, sendo uma parte do epitélio ingerida. As trocas gasosas são conseguidas por aposição das brânquias embrionárias às paredes do oviducto. Antes do nascimento, as brânquias desaparecem. 5.2. URODELOS A maior parte dos Urodelos utiliza a fertilização interna, embora duas famílias mais primitivas, Hynobiidae e Cryptobranchidae, retenham a fertilização externa, na superfamília Salamandroidae a fertilização é sempre interna. A fertilização interna é realizada pela transferência de um pacote de esperma (o espermatóforo) do macho para a fêmea. Todo o comportamento de parada nupcial é fundamental para despoletar o processo e é característico de cada espécie. Estes mecanisnmos comportamentais contribuem para o isolamento específico (Figura 2.7). O comportamento mais típico compreende as seguintes fases: i) o macho pressiona a região cloacal da fêmea com o focinho. Se esta está receptiva, monta-a e aperta-a com as patas traseiras. Glândulas hedónicas especiais no corpo do macho estimulam a fêmea durante esta fase; ii) o macho liberta a fêmea e avança indicando-lhe uma direcção, normalmente o fundo da massa de água. A fêmea segue-o até ao fundo do charco, altura em que pressiona a região cloacal do macho induzindo-o a depositar um espermatóforo no fundo; iii) a fêmea passa então sobre o espermatóforo, apanha-o na sua cloaca, e o invólucro gelatinoso que reveste o espermatóforo dissolve-se na cloaca libertando o esperma. Trata-se de um comportamento que envolve estímulos visuais, tácteis e químicos, frequentemente específicos de cada espécie. No mesmo charco pode haver muitas espécies a 23 Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS procriar e a variabilidade de comportamento ajuda no isolamento genético. Nalgumas espécies vários machos depositam os espermatóforos, dos quais as fêmeas escolhem alguns. As salamandras que criam na água põem geralmente os seus ovos neste meio. Os ovos são postos isoladamente ou numa massa gelatinosa. Formam-se larvas aquáticas branquiadas que mais tarde darão origem a adultos terrestres. Algumas famílias dispensam o estado larvar aquático (Plethodontidae), neste caso os ovos são postos em zonas muito húmidas. Algumas salamandras são ovovivíparas em situações de secura. Outro comportamento de resistência à secura é a retenção do espermatóforo viável por 2 anos, até se obterem condições favoráveis à fecundação e postura. Figura 2.7. Transferência de ferormonas entre macho e fêmea das espécies de salamandra (a) Taricha granulosa, (b) Plethodon jordani, (c) Eurycea bislineata e (d) Triturus vulgaris. Fonte: POUGH e tal., 1999. 24 Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS 5.3. ANUROS Os Anuros possuem hábitos reprodutivos associados a vocalizações. Ao contrário dos ápodes e urodelos em que não existem vocalizações, nos Anuros a emissão de som é um fenómeno importante. O som é produzido pela deslocação do ar através das cordas vocais, situadas na laringe entre a boca e os pulmões. Os sons podem ainda ser intensificados por um saco de ressonância interno ou externo. Os chamamentos são diversos, variando com a espécie, e na mesma espécie existem vários tipos de vocalizações associadas a fins diferentes. As características do som podem identificar a espécie e o sexo do indivíduo. Estão identificados 5 tipos de sons: i) “Courtship call” - produzido pelo macho para atrair as fêmeas; ii) “Territorial call” - produzido por machos residentes é um som de aviso e marcação de território; iii) “Reciprocation call” - produzido pelas fêmeas receptivas em resposta ao chamamento dos machos; iv) “Encounter call” - indica o reconhecimento específico de indivíduos; v) “Distress call” - exibido em situações de stress. Segundo Oliveira & Crespo (1989), todas as espécies portuguesas podem ser identificadas pelo som, à excepção dos Alytes sp. para os quais é necessário registo magnético e tratamento estatístico (Figura 2.8). As fêmeas durante o curto período em que os ovos estão preparados emitem sons. A vocalização parece ser actuada por via hormonal. Figura 2.8. Análise dos sons emitidos por Anuros através de um sonograma. Fonte: C.L. (1986). 25 Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS Os coros mistos são também frequentes na estação de procria. Uma dúzia ou mais de espécies podem criar no mesmo charco, a resposta da fêmea constitui um mecanismo de isolamento, para além das diferenças de comportamento e de emissões químicas. As fêmeas são em geral maiores que os machos. A fertilização é externa na maior parte dos Anuros. O macho segura a fêmea pelo tórax ou pela região pélvica. O amplexo pode ser mantido durante horas ou até dias até a fêmea depositar os ovos. Nalgumas espécies há fertilização interna. O padrão reprodutivo dos anfíbios mais primitivos consistiria em posturas grandes e ovos pequenos, e este padrão é mantido em espécies dos géneros Rana e Bufo (até 10000 ovos/postura). A protecção das posturas noutras espécies conduz à necessidade de um menor número de ovos. De facto, é frequente em muitas espécies actuais o cuidado parental dos ovos e nalguns casos a protecção dos girinos. Pode haver formação de um ninho. São exemplo de protecção de posturas a colocação destas em árvores sobre a água para onde caem os girinos ao eclodirem; os ninhos de espuma flutuantes; as posturas em poças nas margens, ou mesmo em poças construídas, os girinos eclodem quando há cheias. Algumas rãs tropicais não apresentam a fase de girino, os seus ovos são grandes e colocados em terra donde saem pequenas rãs (Therodactylus, Arthroleptis). O cuidado parental pode ser expresso na territorialidade do macho sendo a postura realizado no interior do território; algumas espécies transportam os ovos e outras protegem as posturas com o seucorpo. Nalguns sapos as fêmeas carregam os girinos no dorso, outros Anuros carregam os ovos, tal como o macho do sapo parteiro (Alytes obstetricans). No taxon Rhinoderma darwinii, da Argentina, os ovos são transportados em bolsas vocais onde os girinos crescem, emergindo como adultos pequenos. Os girinos da rã australiana Rheobatrachus silus são incubados no estômago, o único caso de incubação gástrica conhecido nos vertebrados. Existem ainda casos de viviparidade, é o caso do sapo africano do género Nechophryroides cujas fêmeas retêm os ovos e girinos em oviductos até á sua emergência. Os Anuros do deserto têm um comportamento reprodutivo oportunista, adaptado a chuvas muito raras e intensas. Vivem em galerias, enterrados na maior parte do tempo. Na estação das chuvas sobem à superfície, iniciam uma fase de alimentação intensa (de insectos). Põem os ovos nas poças criadas pela chuva logo no primeiro dia da sua ocorrência. As populações crescem depressa e quando as poças começam a secar e a população é muito grande surge o canibalismo entre os girinos, inicialmente algívoros, o que lhes permite acelerar o seu desenvolvimento e metamorfosearem-se depressa, por forma a se enterrarem durante o ciclo de seca seguinte. 6. METAMORFOSES A metamorfose é um processo anatómico e fisiológico complexo que permite a transformação da larva ou girino no adulto. Todo o processo está dependente da actividade endócrina e do equilíbrio hormonal. Antes da metamorfose a tiroxina (produzida pela tiróide) encontra-se num nível baixo no corpo, sendo a hormona então dominante a prolactina, produzida pela glândula pituitária. A prolactina estimula o crescimento da larva. A dada altura o hipotálamo, activado pela tiroxina existente, sob a influência de factores genéticos e externos, estimula a produção de mais tiroxina através de dois químicos, o factor de libertação da tiróide (TRF) e a hormona de estímulo da tiróide (TSH). O TRF inibe ainda a produção de prolactina. 26 Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS Nos Urodelos a metamorfose é menos dramática que nos Anuros, dá-se apenas a perda da cauda e brânquias. A pedomorfose, comum nalguns Urodelos, resulta da deficiência em tiroxina. Nos Anuros a metamorfose envolve todo o corpo. A cauda é absorvida; a boca pequena do girino, adaptado a um regime alimentar algívoro dá lugar à boca larga dos adultos; do mesmo modo o intestino largo, adequado à herbívoria, encurta-se para um regime carnívoro; a respiração passa de brânquias a pulmões (os girinos semi-metamorfoseados vêm aflitos à superfície respirar ar). 7. HÁBITOS ALIMENTARES Os anfíbios adultos actuam apenas como carnívoros, alimentam-se de presas vivas. O seu comportamento de caça está muito dependente da visão, reagem só a objectos que se movam. Mas sabe-se relativamente pouco à cerca das particulariedades do seu regime alimentar. O estudo deste faz-se em geral por observação da actividade de caça das espécies, análise de conteúdos estomacais e dos excrementos ou pelo seu comportamento de caça em cativeiro, por exemplo análise de preferências. Enquanto os adultos podem suportar jejuns prolongados, as larvas necessitam de uma alimentação contínua. Tanto uns como outros são em geral polifágicos, embora existam alguns casos de monofagia (por ex. os Microhylidae comem só formigas e térmitas). As larvas de Urodelos são sempre carnívoras, alimentando-se de insectos, crustáceos e moluscos. Tem uma armadura bucal desenvolvida e são pouco selectivas dependendo os seus hábitos alimentares do tamanho das presas. São frequentemente canibais. Figura 2.9. Especificidade alimentar e partilha de recursos em larvas de Anuros (a) Megophrys minor, (b) Rana aurora, (c) Agalychnis callidryas e (d) Nyctimystes sp. Fonte: POUGH e tal. 1999. As larvas de Anuros não têm mandíbulas funcionais, apenas dentes córneos. Algumas adaptações permitem chupar, lamber ou raspar as superfícies vegetais ou aspirar a superfície 27 Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS da água. Apresentam especificidade alimentar e nichos próprios diferentes. Por exemplo, a superfície ou o fundo dos charcos (Figura 2.9). De uma forma geral, a natureza e tipo das presas reflecte: i) as características da fauna do meio no qual o anfíbio vive (aquático, terrestre; solo, árvore; etc.); ii) a dimensão da armadura bucal que determina o tamanho de presas possíveis. Há uma relação privilegiada com os peixes no meio aquático, estes comem as larvas e adultos, mas os seus ovos também são comidos. Apesar de haver uma dependência do tamanho do predador, é inegável que há certas preferências alimentares. Os Urodelos têm um regime mais variado, ingerem todas as presas que o seu tamanho lhes permite. Os anfíbios actuais são muito abundantes nos habitats florestais das zonas temperadas e tropicais onde dispõem de alimento e humidade. Cerca de metade dos anfíbios europeus vivem ou são encontrados em ambientes florestais e 1/4 estão estreitamente ligados a este meio. No meio florestal o volume e variedade das presas depende da natureza e estrutura da vegetação que condiciona os herbívoros e, consequentemente a densidade dos predadores. As florestas húmidas são mais favoráveis, resultando numa estratégia do tipo K (Bufo, Rana) apesar de uma forte predação no estado larvar. A monofagia está mais dependente dos ritmos das presas que duma especificidade alimentar. Alguns exemplos em meio florestal, França (Pesson, 1985): • Salamandra salamandra, salamandra comum, ordem decrescente de preferências: insectos; moluscos; isópodes; anelídeos; miriápodes; aracnídeos. Os picos populacionais de invertebrados como coleópteros resultam em monofagia temporária. • Hyla meridionalis - As principais presas são espécies que se encontram sob a vegetação. • Bufo bufo - Formicídeos (63%); coleópteros (14%); outros insectos e isópodes (restantes); moluscos e anelídeos (muito raros). Presas grandes, demasiado lentas, arborícolas, aéreas ou diurnas são inacessíveis ao sapo. Só depois da ingestão rejeita pelo gosto as menos comestíveis. • Discoglossus pictus - Espécie oportunista, aproveita-se das áreas de ocupação humana, parques e jardins para se desenvolver. Na sua alimentação figuram moluscos, crustáceos, anelídeos, insectos, girinos e pequenos peixes. 8. ANFÍBIOS PORTUGUESES No Quadro do final deste capítulo são indicadas as espécies de anfíbios existentes em Portugal Continental, a respectiva família, as dimensões médias máximas que atingem, alguns aspectos mais relevantes da sua ecologia, a sua área de distribuição aproximada e finalmente os seus hábitos reprodutivos. Para mais pormenores, consultar Oliveira e Crespo (1990) bem como bibliografia da especialidade. O estatuto de conservação de cada espécie pode ser consultado em http://www.icn.pt/sipnat/ . O Instituto de Conservação da Natureza prepara neste momento uma nova versão actualizada do estatuto de conservação, com novos critérios UICN. 28 Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS 29 9. BIBLIOGRAFIA CITADA CÍRCULO DOS LEITORES (C.L.) (1986). Animais do Mundo - Anfíbios e Répteis. Edição Portuguesa 1989, Círculos dos Leitores. 146 pp. MCFARLAND, W.N.; POUGH, F.H.; CADE, T.J. & HEISER, J.B. (1985). Vertebrate Life. 2nd Edition, Cornell University, New York. 636 pp. OLIVEIRA, M.E. & CRESPO, E.G. (1989). Atlas da distribuição dos anfíbios e répteis de Portugal Continental. Serviço Nacional de Parques e Conservação da Natureza. 98 pp. POUGH, F.H.; C.M. JANIS & J.B. HEISER. Vertebrate Life, Fifth Edition. Prentice-Hall, Inc. New Jersey. RUFFIÉ, J. (1982). Tratado do Ser Vivo - A História Natural e as Populações. Fragmentos,Lisboa. 181 pp. SNPRCN 1990 Livro Vermelho dos Vertebrados de Portugal. Lisboa. Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS DISTRIBUIÇÃO EM PORTUGAL HÁBITOS REPRODUTIVOS ANFÍBIOS PORTUGUESES FAMÍLIA DIMENSÕES (cm) ECOLOGIA Salamandra-lusitânica, chioglossa Chioglossa lusitanica Salamandridae 13 Semi-aquática, frequentando sobretudo áreas montanhosas com índices superiores aos 1000mm de precipitação anual. Alimentam-se de artrópodes e anelídeos. Endemismo ibérico. Relevos montanhosos da faixa litoral norte e centro e sistema Central. Reprodução aquática na Primavera ou Outono. Larvas oxibiontes procuram ribeiros, comem copépodes. Posturas com cerca de 200 ovos. Salamandra-de- costelas-salientes Pleurodeles waltl Salamandridae 30 Todo o país, excepto Trás- os-Montes e Beira Interior. Regiões montanhosas. Aquática, de meios lênticos especialmente charcos profundos. Alimentam-se antrópodes e anelídeos. Hibernam em grupo. Reprodução aquática por espermatóforos. Reproduz-se desde meados do Outono até aos primeiros meses de Inverno. Posturas com algumas centenas de ovos. Salamandra-de-pintas- amarelas Salamandra salamandra gallaica* Salamandridae 20 Endemismo ibérico. Todo o território. Fertilização terrestre por espermatóforos, todo o ano. A fêmea pode armazenar esperma durante dois anos. Ovoviviparidade em situações secura. Terrestre, abriga-se em lugares húmidos e sombrios. Alimenta-se de artrópodes, gastrópodes, anelídeos, etc. São muito sedentários e hibernam em grupo. Tritão-de-ventre-laranja Triturus boscai Salamandridae 7-10 Semi-aquática em ribeiros e locais lênticos, especialmente charcos profundos. Alim. anelídeos, antrópodes e moluscos. Endemismo ibérico. Todo o país, com preferência por zonas montanhosas. Fertilização terrestre, com espermatóforo, em Fevereiro. Ovos depositados em plantas submersas desde meados do Inverno até ao fim da Primavera. Tritão-de-patas- espalmadas Triturus helveticus saqueirei Salamandridae 8 Semi-aquática, alimenta-se de pequenos artrópodes e moluscos aquáticos.Com hibernação. Endemismo ibérico. Faixa costeira a norte do rio Mondego. Reprodução aquática, sendo a postura durante o Inverno, podendo estender-se até ao final da Primavera. Posturas entre 2-4 centenas de ovos. Tritão-marmorado Triturus marmoratus Salamandridae 16 Terrestre. Al. moluscos, anelídeos, insectos, girinos e crustáceos. Todo o país, sobretudo litoral a norte do Tejo. Reprodução aquática bianual, Inverno e Outono. Ovos depositados em plantas submersas. Sapo-parteiro-ibérico Alytes cisternasii Discoglossidae 5 Endemismo ibérico. Todo o território, com preferência pelo Sul. Reprodução em Outubro até finais de Abril, semelhante à da espécie anterior. Postura com cerca de 100 ovos. Terrestre, hábitos escavadores. Alimenta-se sobretudo de artrópodes, moluscos, etc. Sapo-parteiro Alytes obstetricans boscai* Discoglossidae 5 A norte do Tejo. Terrestres, gregários, Al. Vermes, moluscos, insectos. Acústicos activos à noite em terras baixas e ao meio dia em terras altas. Hibernação. Reprodução terrestre e transporte da postura no dorso até a fase larvar aquática. Período reprodutivo entre Fevereiro a Junho com posturas constituídas por várias dezenas de ovos. Discoglosso Discoglossus pictus* Discoglossidae 7 Todo o território, especialmente litoral. Aquática, margens de cursos de água e zonas encharcadas. Alimenta-se de insectos, aracnídeos, , moluscos, anelídeos, etc. Reprodução na água, todo o ano, em especial entre o Inverno e príncipio do Verão. Textos de Apoio de Biologia e Ecologia de Vertebrados CAPÍTULO II - ANFÍBIOS Pelodytidae 10 Terrestre. Escavador de galerias até 30 cm. Sapo-de-unha-negra Sobretudo a sul do rio Douro. Pelobates cultripes Al. plantas, vermes, coleópteros, anfíbios. Reprodução aquática, postura em plantas submersas entre Outubro a meados da Primavera. 1000-3000 ovos depositados. Sapinho-de-verrugas- verdes Pelodytes punctatus Pelodytidae 5 Terrestre e de hábitos nocturnos. Hábitos fossadores, frequentes em grutas. Hibernação. Orla ocidental costeiras, Rara. Reprodução aquática entre o Outono e meados da Primavera. Posturas de 1000-2000 ovos sobre plantas submersas. Sapo Bufo bufo spinosus* Bufonidae 15, fêmeas até 22cm Terrestre, hábitos fossadores. Al. insectos, moluscos, anelídeos e mamíferos. Hibernação. Todo o território, sendo muito comum. Reprodução em água entre Novembro a Abril, em charcos pouco profundos. 2000-10000 ovos sobre plantas submersas. Sapo-corrredor Bufo calamita Bufanidae 8 Todo o território, sendo mais comum no interior. Reprodução na água, doce ou salobra, Abril- Setembro. 3000-10000 ovos em vegetação submersa. Terrestres, escavador, hábitos nocturnos. Alimenta- se de himenópteros, coleópteros, ortópteros e larvas de insectos. Rela Hyla arborea molleri Hylidae 5 Todo o território, excepto Algarve. Arborícola. Bordos de cursos de água (discos adesivos). Hábitos nocturnos. Alimenta-se de himenópteros, miriápodes, coleópteros, aracnídeos, etc. Reprodução na água entre Fevereiro a Abril/Maio com posturas aproximadas de 1000 ovos. Rela-meridional, rela- barítona Hyla meridionalis Hylidae 5 Arborícola, com discos adesivos. Bordos de cursos de águas. A sul do Mondego. Simpátrica com a anterior. Reprodução na água, entre Fevereiro e Abril, com a idade de 4-5 anos. Posturas entre 600- 1800 ovos. Rã-ibérica Rana iberica Ranidae 7 Zonas montanhosas do Norte e Centro. Junto a cursos de água, em lugares sombrios. Alimenta-se de coleópteros, aracnídeos, miriápodes e gasterópodes. Reprodução na água entre Novembro a Março com posturas entre 200-500 ovos. Rã-verde Rana perezi Ranidae 15 Todo o território. É o anfíbio mais abundante. Ovos depositados no fundo da massa de água. Reproduz-se sobretudo na Primavera com posturas até 1000 ovos. Aquática, incluindo em arrozais. Diurna. Hiberna na água, enterrada na vasa. Al. insectos, anelídeos, moluscos, peixes, anfíbios e pequenos roedores. Muito voraz. 31 CAPÍTULO II- ANFÍBIOS 2. ORIGEM DOS ANFÍBIOS 3. CARACTERÍSTICAS DOS ANFÍBIOS ACTUAIS 4. BIOLOGIA DOS ANFÍBIOS ACTUAIS 4.1. ORDEM URODELA 4.2. ORDEM APODA 4.3. ORDEM ANURA 5. HÁBITOS REPRODUTIVOS 5.2. URODELOS Figura 2.7. Transferência de ferormonas entre macho e fêmea das espécies de salamandra (a) Taricha granulosa, (b) Plethodon jordani, (c) Eurycea bislineata e (d) Triturus vulgaris. Fonte: POUGH e tal., 1999. 5.3. ANUROS 6. METAMORFOSES 7. HÁBITOS ALIMENTARES 8. ANFÍBIOS PORTUGUESES 9. BIBLIOGRAFIA CITADA
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