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Ariane Furtado de Lima Mestrado em Engenharia de Pesca e Recursos Pesqueiros-UNIOESTE Estágio de docência 09/07/2012 Biologia dos Vertebrados Aquáticos BIOLOGIA DOS ANFÍBIOS Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 INTRODUÇÃO Os anfíbios incluem os sapos, rãs, pererecas (ordem Anura), salamandras (ordem Caudata), cobras-cegas alongadas e desprovidas de pernas (ordem Gymnophiona) e várias formas fósseis do devoniano em diante. O nome da classe (gr. Amphi (dual) + bios (vida)) indica apropriadamente que a maioria das espécies vive parcialmente na água. Tanto na estrutura como na função, os anfíbios situam-se entre os peixes e os répteis, sendo o primeiro grupo de cordados a viver fora da água. Alguns caracteres “novos” os adaptam para a vida terrestre, como pernas, pulmões, narinas comunicadas com a cavidade bucal e órgãos dos sentidos que podem funcionar tanto na água como no ar. Características gerais Pele húmida e glandular; sem escamas externas; Dois pares de extremidades para andar ou nadar (não há nadadeiras pares); 4-5 dedos, ou menos (sem pernas nas cobras-cegas sem pernas posteriores em SIRENIDAE); quaisquer nadadeiras medianas sem raios; Duas narinas, comunidades com a cavidade bucal e com válvulas para impedir a entrada de água; olhos frequentemente com pálpebras móveis; tímpano externo em sapos e rãs; boca geralmente com dentes finos; língua frequentemente protrátil; Esqueleto em grande extensão ósseo; crânio com dois côndilos occipitais; costelas, quando presentes, não presas ao externo; Coração tipicamente com três câmaras, duas aurículas e um ventrículo, mas o septo atrial é incompleto nas salamandras que tem função pulmonar reduzida ou ausente; um ou três pares de arcos aórticos; glóbulos vermelhos nucleados e ovais; Respiração por brânquias, pulmões, pele, mucosa bucal, separadamente ou em combinação; brânquias presentes em algum estágio da vida; cordas vocais em sapos e rãs; Encéfalo com 10 pares de nervos cranianos; Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Excreção por meio de rins mesofrenéticos; a ureia é o principal produto de excreção nitrogenada dos indivíduos metamorfoseados; Temperatura do corpo variável (ectotérmicos); Fecundação externa ou interna; maioria ovípara; ovos com algum vitelo e encerrados com cápsulas gelatinosas; clivagem holoblástica, mas desigual; sem membranas embrionárias; Geralmente um estágio larval aquático com metamorfose para a fase adulta. Os anfíbios são os primeiros TETRAPODA (gr. Tetra, quatro + podos, pé) vertebrados terrestres. A transição da água para a terra envolveu: Modificação do corpo para andar em terra firme; Desenvolvimento de pernas em lugar de nadadeiras pares; Modificações da pele para facilitar a respiração; Maior ênfase na respiração pulmonar, geralmente com perda das brânquias nos adultos; Modificações no aparelho circulatório para permitir a respiração pelos pulmões e pela pele; Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Modificações no metabolismo e na excreção; Aquisição de órgãos dos sentidos que funcionam tanto no ar como na água. Na larva jovem de todos os anfíbios e naquelas salamandras que retêm as brânquias por toda a vida, há arcos aórticos múltiplos (artérias), como nos peixes. Após a metamorfose, as outras salamandras, os sapos, as rãs e as cobras-cegas tem apenas um par de arcos aórticos, como os répteis. O crânio dos anfíbios é mais simples, com menos ossos que nos peixes, mas os músculos das pernas são mais complexos que os das nadadeiras laterais dos peixes. As salamandras têm cabeça e pescoço distintos, tronco longo, cilíndrico ou comprimido dorsoventralmente e uma longa calda. Sapos e rãs tem cabeça e tronco unidos num grande corpo achatado, sem pescoço e cauda, pernas anteriores curtas, pernas posteriores longas e tímpano exposto. Cobras-cegas não tem pernas, são vermiformes e sua pele contem pequenas escamas internas. Evolução Os primeiros antepassados dos anfíbios surgiram há cerca de 370 milhões de anos. Acredita-se que, nesta época, chuvas abundantes eram seguidas de secas prolongadas. Assim, pequenas lagoas se formavam e depois secavam. Nestas condições, alguns peixes que respiravam fora da água conseguiram sobreviver. Com nadadeiras musculosas teriam surgidos ao longo de milhares de anos, as quatro patas dos anfíbios, com seus cinco dedos. A respiração pulmonar tornou-se de longe a mais importante quando as brânquias foram perdidas nos adultos com o advento da vida terrestre, e tal respiração aumentou pela transformação da pele com escamas dos peixes na fina membrana respiratória dérmica dos anfíbios. Isto exigiu a perda das escamas, aumento do componente aquoso das secreções dérmicas e grandes modificações no sistema circulatório. Começou a divisão do coração em quatro câmaras para acomodar o fluxo de sangue, mas esta não é completa nos anfíbios. As nadadeiras lobadas, com suas robustas sustentações esqueléticas, modificaram-se em pernas. A saída para o ambiente terrestre trouxe o problema do dessecamento e maiores riscos de extremos térmicos. No entanto, também houve maior oportunidade para adaptação e temperaturas mais altas com a vantagem Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 competitiva de uma taxa mais elevada, eventualmente para chegar, através dos répteis, até as aves e os mamíferos endotérmicos. A adaptação a um ambiente quente e seco foi, entretanto, limitada pelo papel respiratório da pele e por sua função na manutenção dos níveis de água através de absorção cutânea de água. Os anfíbios, de pele mole, geralmente pequena e não protegidos por armas como espinhos, garras e dentes afiados, evoluíram um elaborado sistema de glândulas cutâneas que secretam veneno como proteção contra os predadores. A vida no ambiente terrestre exigiu uma mudança na secreção nitrogenada. No ambiente terrestre, entretanto, onde a economia de água é necessária, a excreção nitrogenada transformou-se em uma substância menos tóxica, uréia. Confrontados com a seca e com partículas no ar, desenvolveram-se glândulas e pálpebras móveis para a lubrificação, limpeza e proteção dos olhos, além de um ducto lacrimal para eliminar as secreções supérfluas. Os órgãos de Jacobson aparecem pela primeira vez nos anfíbios. Eles abrem-se no interior das passagens nasais e são inervados a partir de uma área especial associada com os lobos olfativos. Eles respondem a informações químicas na boca ou no nariz e parecem ser acessórios dos sentidos dos do olfato e do paladar. Apesar de muitas adaptações para a vida no ambiente, os anfíbios, como grupo, limitaram sua exposição para ambientes secos devido á sua dependência da respiração cutânea, incapacidade de produzir uma urina concentrada e devido a incapacidade de produzir um ovo terrestre resistente à dessecação.Tamanho A maioria das salamandras tem de 8 a 20 cm de comprimento. A salamandra gigante Andrias (Megalobatrachus) japonicus cresce até 1,5 m enquanto que a salamandra mexicana (Thorius pennatulus) tem apenas 4cm de comprimento. A rã gigante (Conraua goliath) da República dos Camarões, África, atinge 30 cm de comprimento da cabeça à parte superior do corpo e o menor anuro é uma perereca arborícola de Cuba (Smithilus limbatus) com apenas 1 cm quando adulta. A maioria dos sapos e rãs mede 5 a 13 cm de comprimento e as cobras-cegas 10 a 75 cm. CLASSIFICAÇÃO DOS ANFÍBIOS (PRINCIPAIS ORDENS) Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 No Brasil existe cerca de 849 espécies de anuros, 1 de Caudata e 27 de Gymnophionas. Esta grande diversidade de anuros deixa o país na primeira colocação mundo, ficando atrás somente da Colômbia (SBH 2009). Orden Gymnophiona (Apoda) – cecílias A ordem Gymnophiona (Gr. Gymnos, nu, + opineos, de cobra) contém aproximadamente 160 espécies de animais alongados desprovidos de membros e fossoriais, comumente denominados cecílias (Figura 27.5). Possuem corpo longo, cilíndrico, delgado e vários segmentos. Seu corpo acaba abruptamente atrás da cloaca ou da sua pequena cauda. Algumas apresentam pequenas escamas dérmicas na pele. Não possuem nenhum membro e ânus terminal. Os olhos são pequenos, e muitas espécies são totalmente cegas quando adultas (FIGURA 1). A idéia popular de que os anfíbios tem vida dupla é relativamente errônea. Muitos grupos vivem fora do ambiente aquático, como é o caso das cecílias, cujo desenvolvimento embrionário se processa totalmente dentro do ovo. Entretanto, os anfíbios, em geral, são animais que apresentam dependência senão da água, pelo menos do ambiente úmido. Pode-se afirmar que, em função da sua história evolutiva, são animais que permanecem aprisionados entre a água e a terra. Essa dependência da água permeia toda a vida desses animais, refletindo no seu relacionamento com o meio ambiente. Figura 1: Cobras-cegas. Distribuição e habitats As cecílias (Gymnophiona) por serem dependentes da humidade, habitam somente as regiões tropicais. São encontrados, sobretudo em florestas tropicais da América do Sul (sua principal área de ocorrência), África e sudeste da Ásia. Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Sistema Esquelético e Muscular Devido aos processos evolutivos os ossos se fundiram e, no entanto, possuem um numero reduzido de ossos cranianos se comparado aos outros anfíbios (anuros, caudata). Possuem dentes nos ossos da mandíbula. Possui um grande número de vertebras entre 95-285 vértebras do tronco. Nas três ordens principais de anfíbios, somente as cecílias tem uma musculatura axial em quase todos os componentes hipaxial, formam uma bainha muscular. Esta bainha é ancorada a pele por fibras conectivas do tecido conectivo, e desligada da musculatura vertebral, e assim, permite à pele e músculos superficiais o movimento em uma única unidade. O crânio é muito ossificado já que é adaptado para a (escavação). Alimentação e digestão Sua alimentação consiste basicamente em minhocas e pequenos invertebrados que encontram no solo. Os filhotes lambem uma secreção que saem de uma glândula que saem da ponta da cauda da mãe. Assim aumentam o peso bebendo somente a excreção, porém quando os dentes são formados, começam a atacar a pele da mãe que é cheia de gordura. A pele da fêmea se regenera a cada três dias para garantir alimento à sua prole. Sistema nervoso e órgãos sensoriais As cecílias têm olhos pequenos e rudimentares, são recobertos por pele e mal funcionam. Como vivem a maior parte de suas vidas em subsolo escuro, não necessitam dos olhos. No entanto, para compensar a falta de visão, possuem células que reconhecem luz. São os únicos vertebrados munidos de tentáculos, órgãos mecano (tato e audição) e quimiotáteis. Assim, o mundo destes animais é formado por sensações de cheiros e vibrações. Todo o corpo atua como um ouvido, já que são extremamente sensíveis ao mais mínimo toque. Reprodução e desenvolvimento Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 A fecundação é interna, e o macho possui um órgão copulatório. Usualmente depositam ovos no solo húmido próximo à água. As larvas podem ser aquáticas, ou o desenvolvimento larval completo pode ocorrer no ovo. Em algumas espécies, os ovos são cuidadosamente guardados durante o desenvolvimento em dobras do corpo (FIGURA 2). Mesmo depois de eclodidos, as fêmeas mantém seu cuidado parental. A viviparidade também é comum em algumas cecílias, as quais os embriões obtêm alimento consumindo a parede do oviduto. Figura 2: Cuidado parental das cecílias. Ordem Caudata (Urodela) – Salamandras Como o nome sugere a ordem caudata (do latim: caudatus, com cauda), consiste em anfíbios com cauda, as aproximadamente 360 espécies de salamandras. Distribuição e habitats As salamandras são encontradas em quase todas as regiões temperadas do hemisfério Norte sendo abundantes em diversas regiões na América do Norte. As salamandras também são encontradas nas regiões tropicais da América Central e norte da América do Sul. São anfíbios pequenos: muitas das salamandras comuns da América do Norte possuem menos de 15 cm de comprimento. Algumas formas aquáticas são consideravelmente mais longas, e a salamandra gigante do Japão pode atingir 1,5 m de comprimento (FIGURA 3). Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Figura 3: Andrias japonicus “salamandra gigante do Japão. Sistema muscular e esquelético Nas salamandras os músculos epaxiais (músculo dorsal) são essencialmente uma massa muscular, o tronco dorsal. A musculatura hipoaxial (músculo ventral) tem se diferenciado um pouco se comparada à musculatura de outros tetrápodes, a musculatura axial é um tanto simples e constitui uma grande proporção da musculatura do corpo (FIGURA 4). A musculatura axial continua ainda a exercer papel importante na locomoção, funciona como coluna axial e também contribui com a proteção das patas. Figura 4: Musculatura epaxial (dorsal) e hipoxial (ventral) da salamandra. Alimentação e digestão Salamandras são carnívoras tanto na fase larval como adulta, predando minhocas, artrópodes e moluscos. A maioria alimenta-se apenas de presas que se movem. Como seu alimento é rico em proteínas,não armazenam Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 grandes quantidades de gordura ou glicogênio. Como todos os anfíbios, são ectotérmicos com baixa taxa metabólica. Sistema nervoso e órgãos sensoriais O sistema nervoso dos caudatas é semelhante á dos outros grupos de anfíbios, portanto, será mais bem explicada na ordem dos anuros. Reprodução e desenvolvimento Muitas salamandras possuem os membros colocados em ângulo reto em relação ao corpo, com os membros anteriores e posteriores de tamanho aproximadamente igual. Em algumas formas aquáticas e fossórias os membros são rudimentares ou mesmo ausentes. Reproduzem no meio aquático. O macho fica a espera da fêmea no meio aquático para liberarem seus ferormônios para atraí-las e então se acasalarem. Após a desova, o macho cuida dos ovos. As fêmeas liberam os ovos por vários dias, tudo isto precisa ser feito nas águas, pois estes animais não romperam totalmente suas ligações com seus ancestrais “os peixes”. Mas existem outras espécies que se reproduzem em solos húmidos, são as pequenas salamandras da espécie opacus encontradas no leste dos Estados Unidos (FIGURA 5 A). Os machos depositam bolsas de esperma no solo húmido e as fêmeas rastejam sobre elas e as pegam. No tempo certo, as fêmeas depositam seus ovos também em solo húmido e ficam de guarda ao lado dos mesmos. Porém, quando finalmente ocorrem as chuvas, a área onde as fêmeas depositaram seus ovos se alaga (os ovos precisam da água para respirar), tornando-os imersos. Com isto, as fêmeas precisam se afastar, pois não possui capacidade para respirar no meio aquático. Os filhotes dentro dos ovos assumem formas características a dos anfíbios (rãs, sapos, pererecas), tornando-se então girinos (FIGURA 5 B). Eles nadam livremente equipados com brânquias, são autenticas criaturas aquáticas, mas além das brânquias possuem pernas dianteiras, e dias depois pernas traseiras. Logo após o completo desenvolvimento, suas brânquias murcham e desaparecem. Neste momento seguem em direção a terra á procura de alimento. Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Figura 5: A: Ovos e girinos de Caudata e B: Pequenas salamandras da espécie opacus. Ordem Anura (sapos, rãs e pererecas) As mais de 6 038 espécies de sapos, rãs e pererecas que compõem a ordem Anura (Gr. Na, sem, +oura, cauda) são, para a maioria das pessoas, os anfíbios mais familiares. Contém 38 famílias das quais Hylidae representam as pererecas, Ranidae as rãs e Bufonidae os sapos. Anura é um grupo antigo, conhecido a 150 milhões de anos. O nome da ordem Anura refere-se a uma característica óbvia do grupo, a ausência de cauda nos adultos. Sapos, rãs e pererecas são especializados para saltar, como é sugerido pelo nome alternativo da ordem SALIENTIA, que significa saltar. Os ovos da grande maioria dos sapos eclodem originando girinos, que apresentem caudas longas com nadadeiras, brânquias internas e externas, ausência de membros, partes bucais especializadas para a herbivoria (alguns girinos e larvas de salamandras são carnívoros) e uma anatomia interna altamente especializada. A B Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Eles se parecem e agem de forma inteiramente diferente dos sapos adultos. A metamorfose de um girino em sapo é, portanto, uma transformação notável. A condição perenibranquiata nunca ocorre em sapos e rãs, ao contrário das salamandras. Os sapos verdadeiros, pertencentes à família Bufonidae, possuem pernas curtas, corpo robusto e pele grossa, usualmente com saliências protuberantes (FIGURA 6). No entanto, o termo “sapo” é utilizado de forma geral para referir-se também a membros mais ou menos terrícolas de diversas outras famílias. Tamanho O maior anuro é Conraua goliath (FIGURA 7) do oeste africano, que mede mais de 30 cm de comprimento desde a extremidade do focinho até a cloaca, em seguida a Rana catesbeiana (Rã touro) (FIGURA 8), originária da América do Norte, porém introduzida no Brasil por motivos comerciais. Este gigante alimenta-se de animais grandes como ratos. Os menores registrados são Eleutherodactylus ibéria (família de rã endêmica de Cuba) e Psyllophyryne didactyla (FIGURA 9), medindo menos de 1cm de comprimento. Estes são também os menores tetrápodes conhecidos. Esses pequenos anfíbios, menores que uma moeda de dez centavos, são encontrados respectivamente em cuba e nas florestas tropicais do Brasil. Figura 6: Espécies de sapos brasileiros. Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Figura 7: Conraua goliath (família Ranidae). Figura 8: Rana catesbeiana. Figura 9: A: Eleutherodactylus ibéria e B: Psyllophyryne didactyla. A B Fonte: http://deoolhonanet.blogspot.com.br/2010/02/ra-golias-conraua-goliath-maior-ra-do.html Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Habitats e Distribuição Ocupam uma grande variedade de habitats. No entanto, seu modo de reprodução aquático e sua pele permeável os impedem de afastar-se muito das fontes de água, e sua ectotermia os afasta dos habitats polares e subárticos. Sendo portanto, encontrados em todas as regiões temperadas e tropicas do mundo, exceto na nova Zelândia, ilhas oceânicas e sul da América do Sul (caracterizados por climas mais frios). São cerca de 5.350 espécies no mundo (Haddad et al., 2008). No Brasil, ocorre 760 espécies (15% total do mundo), sendo o país com a maior diversidade de anuros do mundo. Pode ser encontrado em todos os biomas brasileiros. A mata atlântica abriga cerca de 400 espécies, representando 53% das espécies brasileiras. Vivem próximos à água, ainda que algumas, como R. sylvatica, passem grande parte do tempo no solo úmido das florestas. Estes anfíbios provavelmente retornam aos lagos apenas para se reproduzirem. Os anuros mais terrícolas hibernam no húmus do solo da floresta. Toleram baixas temperaturas e muitos realmente sobrevivem ao congelamento dos fluídos extracelulares, que representam 35% da água do corpo. Esses anfíbios são tolerantes ao congelamento preparam-se para o inverno acumulando glicose e glicerol nos fluídos corpóreos, protegendo assim os tecidos dos efeitos normalmente nocivos da formação de cristais de gelo. Dentro da área de distribuição de quaisquer umas das espécies, os anuros são sempre restritos a certas localidades (por exemplo, cursos de água ou lagos específicos), podendo estar ausentes ou escassamente representados em habitats similares de outros locais. As rãs da espécie R. palustris são especialmente notáveis neste aspecto, pois se sabe que são abundantes em certas regiões pontuais. Estudos recentes demonstram que diversas populações destes anfíbios no mundo podemestar sofrendo declínios em número e tornando-se ainda mais descontínuas do que é usual em suas distribuições. Na maioria das populações em declínio, as causas deste processo são desconhecidas. As pererecas precisam viver perto de lagoas, poças d’água terrestres ou em árvores, ou viver proximas a plantas que retém água, como as bromélias (FIGURA 12). Muitos sapos e rãs de grande porte possuem hábitos solitários, exceto durante a estação reprodutiva (FIGURA 10). Quando entram na água, mergulham agilmente e alcançam o fundo, de onde levantam uma nuvem de água turva. Ao nadar, mantêm os membros Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 anteriores próximos ao corpo e propulsionam-se empurrando a água para trás com as patas traseiras. Quando sobem à superfície para respirar, apenas a cabeça e as partes anteriores ficam expostas, e como usualmente aproveitam a vegetação protetora dificilmente são vistos. Durante os meses de inverno, a maior parte dos sapos de climas temperados hiberna na lama macia do fundo dos lagos e cursos d’água (FIGURA 11). Seus processos vitais reduzem-se a níveis muito baixos durante o período de hibernação, e a energia de que necessitam é derivada do glicogênio e gorduras armazenados em seus corpos durante os meses de primavera e verão. Figura 10: Rãs-touro expostas na superfície da água. Figura 11: Sapo hibernando. Mecanismo de Defesa Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Sapos adultos possuem inimigos numerosos, tais como cobras, aves aquáticas, tartarugas, guaxinins e seres humanos. Diversos peixes alimentam-se dos girinos, fazendo com que poucos deles sobrevivam até a maturidade. Ainda que usualmente indefesos muitos sapos e rãs dos trópicos e subtrópicos são bastante agressivos, pulando e mordendo predadores. Alguns se defendem fingindo-se de mortos. Muitos anuros podem inflar seus pulmões, tornando-se difíceis de engolir. Quando perturbados nas margens de um lago, ou rio, os sapos normalmente permanecem imóveis. Percebendo que foram detectados, saltam, nem sempre para dentro da água, onde pode haver inimigos, mas procuram a vegetação protetora das margens. Quando pego na mão, um sapo pode parar de lutar por um instante, distraindo seu captor, e então saltar violentamente, expelindo urina. A melhor proteção de um sapo é a sua capacidade de saltar e fazer uso das glândulas venenosas. Figura 12: Hylidae em bromélia. Tegumento e Coloração Todos os anfíbios possuem glândulas mucosas que mantém o tegumento umedecido, como também possuem glândulas venenosas. Através do tegumento realizam a troca do oxigênio e dióxido de carbono com o ambiente. A camada mais interna da epiderme dá origem a dois tipos de glândulas tegumentares: as mucosas e as granulosas. As mucosas secretam o muco, o que torna a pele dos anfíbios úmida, favorecendo as trocas gasosas. Assim, uma boa parte da respiração deles é cutânea. As glândulas granulosas – ou glândulas de veneno – são responsáveis pela defesa química passiva, secretando substâncias tóxicas para predadores ou Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 microrganismos. Já que a pele é um constante meio de cultura de bactérias e fungos, os anfíbios devem ter desenvolvido substâncias para eliminar ou conter a flora cutânea indesejada. É bem provável que seja por esse motivo que, com as modernas técnicas químicas de separação de substâncias, vem aumentando rapidamente o número de compostos antibióticos – particularmente peptídicos – descobertos na pele desses animais (FIGURA 14). O grupo das Gymnophionas (cecílias ou cobras –cegas) apresentam cores variadas, indo desde o plúmbeo, acastanhados ou esverdeados, mas algumas espécies africanas e asiáticas são bastante coloridas. Uma espécie de São Tomé (Schistometopum thomensis) possui um tom de amarelo muito vivo (FIGURA 15). A pele de um sapo é delgada e úmida, e frouxamente ligada ao corpo apenas em certos pontos. Histologicamente, a pele é composta de duas camadas: uma epiderme externa estratificada e uma derme interna esponjosa (FIGURA 14). A camada externa de células epidérmicas (que é perdida periodicamente quando a rã ou o sapo “trocam de pele”) contém depósitos de queratina, uma proteína rígida e fibrosa que fornece proteção contra a abrasão e perda de água através da pele. Anfíbios mais terrestres, como sapos, possuem especialmente densos de queratina. A queratina dos anfíbios é mais flexível, ao contrário da queratina rígida que forma as escamas, garras, penas, cornos e pêlos dos amniotas. Figura 13: Espécie de Gymnophiona (cobras-cegas ou cecílias) Schistometopum thomensis. Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Figura 14: Tegumento dos anfíbios. Todos os anfíbios produzem veneno na epiderme, mas seu efeito varia de uma espécie para outra. A maioria das espécies da família Dendrobatidae produz secreções tóxicas na pele, algumas das quais estão entre as mais letais secreções animais conhecidas, ainda mais venenosas que a peçonha das serpentes marinhas ou do que qualquer um dos mais peçonhentos aracnídeos. A espécie com a toxina mais venenosa é a Phyllobates terribilis. Mais de 100 toxinas foram já identificadas nas secreções cutâneas de membros deste grupo, especialmente no gênero Dendrobates e também no Phyllobates (FIGURA 16). Os membros deste último género produzem uma neurotoxina potente denominada batracotoxina. Apenas 40 microgramas desta substância podem ser fatais. Algumas tribos indígenas da América do Sul utilizam estas toxinas, colocando na ponta das setas utilizadas em caçadas, daí o nome em inglês “poison dart frogs”. Algumas das espécies adquirem a capacidade de produção de toxinas em parte devido a fatores alimentares, nomeadamente devido à ingestão de formigas. Estas formigas, por sua vez, alimentam-se de espécies de plantas com propriedades tóxicas. Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Figura 16: Anfíbios da família Dendrobatidae (espécies venenosas). A rã verde - Phyllomedusa bicolor, apelidada de sapo Kambô, é a maior espécie do gênero da família Hylidae, encontrada no sul da Amazônia e em todo o território do Acre, podendo ser encontrado também em quase todos os países amazônicos, como as Guianas, Venezuela, Colômbia, Peru e Bolívia. Principalmente no período das chuvas, sob árvores próximas aos igarapés. Onde coaxam por toda noite, anunciando chuva no dia seguinte. Mas, é na madrugada, que são "colhidos" pelos pajés e xamãs tribais a fim de retirarem sua secreção cutânea, para fazer a "vacina do sapo". O kambô, nome da secreção extraída desta espécie, é um antibiótico natural poderoso capaz de combater e eliminar distúrbios no ser humano,elevando o sistema imunológico. Pesquisas internacionais revelaram que a secreção do Phyllomedusa bicolor contém uma série de substâncias altamente eficazes, sendo as principais a dermorfina e a deltorfina, pertencentes ao grupo dos peptídeos. Estes dois peptídeos eram desconhecidos antes das pesquisas com o Phyllomedusa bicolor. Dermorfina é um potente analgésico e deltorfina pode ser aplicada no tratamento da Ischemia. (um tipo de falta de circulação sanguínea e falta de oxigênio, que pode causar derrames). As substâncias da secreção do sapo também possuem propriedades antibióticas e de fortalecimento do sistema imunológico e ainda revelaram grande poder no tratamento do mal de Parkinson, AIDS, câncer, depressão e outras doenças. A Deltorfina e Dermorfina hoje estão sendo produzidos de forma sintética pelos laboratórios farmacêuticos. Fonte: http://www.xamanismoancestral.com.br/artigos/kambo.html A coloração da pele nos sapos e demais anfíbios, se dá por células pigmentares especiais, os cromatóforos, localizados principalmente na derme (FIGURA 14). Os cromatóforos dos anfíbios, como os de muitos outros vertebrados, são células ramificadas que podem concentrar-se em uma pequena área ou encontrar-se dispersos através dos processos ramificados, controlando a coloração da pele. A maioria dos anfíbios possui três tipos de cromatóforos: na camada mais externa da derme estão os xantóforos, contendo pigmentos amarelos, laranja ou vermelhos, abaixo destes situam-se os iridóforos, contendo um pigmento prateado que reflete a luz; e na camada mais interna estão os melanóforos, contendo melanina negra ou marrom (FIGURA 17). Os iridóforos atuam como pequenos Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 espelhos, refletindo a luz através dos xantóforos para produzir as cores brilhantemente conspícuas de muitos sapos tropicais. Figura 17: Tegumento dos anfíbios. Surpreendentemente, as tonalidades esverdeadas tão comuns nos sapos norte-americanos são produzidas não por pigmentos verdes, mas por uma interação de xantóforos contendo um pigmento amarelo e os iridóforos subjacentes que, através da reflexão e dispersão da luz (dispersão de Tyndall), produzem uma cor azul. A luz azul é filtrada pelo pigmento amarelo logo acima, parecendo assim verde. Figura 18: Espécies de anfíbios coloridos. Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Muitos sapos podem ajustar suas cores para se misturar com o ambiente, e assim camuflar-se (FIGURA 19). Figura 19: Espécies de anfíbios camuflados. Sistema Esquelético e Muscular Nos anfíbios, como em outros vertebrados, possuem um desenvolvido endoesqueleto, formado por osso e cartilagem, fornece o apoio para músculos em movimento e proteção para as vísceras e o sistema nervoso. A conquista da terra e a necessidade de transformar as nadadeiras em membros tetrápodes capazes de sustentar o peso do corpo introduziram um novo conjunto de problemas mecânicos. A metamorfose é mais notável entre os anuros, cujo sistema músculo-esquelético inteiro é especializado para saltar e nadar através de movimentos de extensão simultânea dos membros posteriores. Em todos os animais que tem organização metazoária, há um sistema de órgãos somáticos e viscerais que expressam uma das duas atividades motoras: contração muscular (músculos) e secreção (glândulas). Esses órgãos por sua vez são controlados pelos sistemas de controle: o nervoso e endócrino. A FIGURA 20 abaixo ilustra a participação do sistema músculo- esquelético na elaboração de dois padrões de comportamentos: o salto de um anuro e o movimento de elevação do antebraço humano. O salto dos anuros envolve principalmente dois tipos de músculos: os músculos flexores que ao se contraírem dobram as pernas e os músculos extensores que as esticam. Para dar o pulo, primeiro, a rã ou sapo dobra a perna e eleva o corpo e em seguida, contrai rápida e poderosamente os Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 músculos extensores e aplica força gerada contra o chão. A consequência é o lançamento do corpo para frente. O nosso movimento cotidiano de elevar e abaixar o antebraço para as mais diferentes tarefas básicas também envolve dois músculos de ação antagônica: os tríceps que os abaixam (extensão) e os bíceps que elevam (flexão). Figura 20: Expressões motoras no comportamento de um anfíbio saltar e da elevação do braço de um ser humano. Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Num nível bem simplificado e generalizado para que o comportamento seja exibido são necessários: O sistema nervoso é formado por neurônios e gliócitos. Os neurônios são células altamente especializadas e exercem basicamente três tipos de funções básicas: detecção dos estímulos ambientais (neurônios sensoriais), processamento das informações (neurônios associativos) e elaboração de comandos motores (neurônios motores). A coluna vertebral dos anfíbios assume novo papel como estrutura de sustentação do abdômen, e a qual os membros locomotores, em vez de nadar com contrações em série da musculatura do tronco, a coluna vertebral perdeu muito da flexibilidade original características dos peixes, tornou-se então uma estrutura rígida que transmite a força dos membros anteriores para o corpo. Os anuros são ainda caracterizados por um encurtamento extremo do corpo. Sapos típicos possuem apenas nove vértebras caudais fusionadas (cóccix) (FIGURA 21). O crânio do sapo é também bastante modificado em comparação com seus ancestrais vertebrados. É muito mais leve, com perfil mais achatado, menos ossos e menor ossificação (FIGURA 21). A parte anterior do crânio, onde se localizam as narinas, os olhos e o encéfalo, é mais desenvolvida, enquanto a região posterior do crânio, que contém as brânquias nos peixes, é muito reduzida (FIGURA 21). Os ossos e músculos dos membros locomotores apresentam o típico padrão tetrápode, com três articulações principais em cada membro (quadril, joelho e tornozelo; ou ombro cotovelo e punho. O pé é tipicamente pentadáctilo, e a mão tem 4 dígitos (FIGURA 21). Tanto a mão quanto o pé possuem diversas articulações em cada dígito. Esse sistema repetitivo pode ser derivado de algo semelhante à estrutura óssea de nadadeiras lobadas, que possuem semelhanças claras com os membros dos Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 anfíbios. Não é difícil imaginar como as pressões seletivas durante milhões de anos remodelaram as nadadeiras lobadas ancestrais em membros locomotores. Figura 21: Esqueleto dos anuros. Os músculos dos membros locomotores são presumivelmente homólogos (possui mesma forma e estrutura) aos músculos radiais (músculos extensores ou contratores)que movimentam as nadadeiras dos peixes, mas com o arranjo muscular tornou-se tão complexo nos membros de tetrápodes que sua correspondência exata com a musculatura das nadadeiras não é clara. Apesar desta complexidade, podemos reconhecer dois principais grupos de músculos em qualquer membro: um grupo anterior ventral, que movimenta o membro para frente e para a linha mediana do corpo (protação e adução) e um segundo conjunto de músculos posteriores e dorsais que puxa o membro para trás e para longe do corpo (retração e abdução) (FIGURA 20). A musculatura do tronco, que nos peixes é organizada de forma segmentada em potentes bandas musculares (miômeros), para locomoção Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 por meio de flexão lateral, foi muito modificada durante a evolução dos anfíbios. Os músculos ventrais (hipoxiais) do abdômen são mais desenvolvidos em anfíbios do que em peixes, já que naqueles devem sustentar as vísceras no ar, sem auxílio do empuxo da água. Funções dos músculos modificados nos anfíbios: Locomoção: como é o caso dos anuros, pelos quais modificaram suas extremidades para capacita-los a saltarem, e nos urodelos os músculos da cauda foram modificados para auxiliá-los na propulsão no momento de nadar. Alimentação: Isto e visto nas rãs e sapos quando tem a capacidade de projetar e retrair sua língua para apanhar suas presas, de tal forma que podem estender a uma medida maior que o comprimento de seu corpo. Respiração: os músculos estão associados com os arcos branquiais, funcionando com um mecanismo de bomba para mover a água através das brânquias. Reprodução: Durante a época da reprodução os músculos dos membros anteriores dos machos aumentam em volume para auxilia-los a manter seu abraço na fêmea durante o amplexo. Regeneração: se observa no caso dos urodelos que possuem células regenerativas para o músculo esquelético e cardíaco. A locomoção dos tetrápodes esta baseada no deslocamento alternado das extremidades. Os desvios deste modo generalizado de locomoção dependem das extremidades modificadas da musculatura que a propulsionam. No caso dos anuros (rãs, sapos e pererecas) a locomoção é saltatória, em ambas extremidades estão ativadas simultaneamente pela contração dos poderosos extensores das patas posteriores. Ao final do salto, a cintura peitoral e as patas anteriores dos anuros absorvem o impacto de aterrissar. Os músculos das patas anteriores dos anuros são robustos para ajudar na aterrissagem, e os músculos extensores das extremidades posteriores, são proeminentes (salientes) para lançar o animal. Este modo especializado de locomoção podem ser a causa da musculatura relativamente complexa e diferenciada dos anuros em comparação com as salamandras (FIGURA 22 E TABELA 1). Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 A tabela abaixo mostra os músculos dos anfíbios e sua função. Tabela 1: Músculos e suas funções da ordem Anura. Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Figura 22: Musculatura na vista ventral e dorsal. Circulação e Respiração Como nos peixes, a circulação nos anfíbios é um sistema fechado de artérias e veias, servindo uma vasta rede periférica de capilares através dos quais o sangue é forçado pela ação de uma única bomba de pressão, o coração (FIGURA 23). A principal mudança nos circuitos envolve a troca da respiração branquial pela respiração pulmonar. Com a eliminação das brânquias, o principal obstáculo ao fluxo sanguíneo foi removido do circuito arterial. Mas surgem dois novos problemas. O primeiro é fornecer um circuito sanguíneo para os pulmões. Como vimos, este problema foi solucionado pela conversão do sexto arco aórtico em artérias pulmonares para servir aos pulmões, e pelo desenvolvimento de novas veias pulmonares para retornar o sangue oxigenado para o coração. O segundo evidentemente mais complicado problema evolutivo é a separação da Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 circulação pulmonar da circulação do restante do corpo, de forma que o sangue oxigenado dos pulmões seja enviado para o organismo, e o sangue venoso sem oxigênio retornando do corpo seja enviado aos pulmões. A solução deste problema requereu uma circulação dupla, constituída pelos circuitos pulmonar e sistêmico separados. Os tetrápodes solucionaram o problema por meio da evolução de uma divisão no meio do coração, criando uma bomba dupla, uma para cada circuito (FIGURA 23). No entanto, a partição é incompleta nos anfíbios e em muitos táxons reptilianos. As aves e os mamíferos possuem coração mais completamente dividido, contendo dois átrios e dois ventrículos. O coração dos anfíbios possui dois átrios separados e um único ventrículo não dividido (FIGURA 23). O sangue que vem do corpo (circuito sistêmico) penetra em uma grande câmara, o seio venoso, que força o sangue para dentro do átrio direito. O átrio esquerdo recebe o sangue recém-oxigenado dos pulmões. Ambos os átrios contraem-se simultaneamente, dirigindo o sangue para dentro do único (não há mistura do sangue venoso e arterial). Embora o ventrículo não seja dividido, o sangue permanece separado, de maneira que, quando o ventrículo se contrai, o sangue pulmonar oxigenado penetra no circuito sistêmico e o sangue sem oxigênio penetra no circuito pulmonar. Esta separação é ajudada pela válcula espiral, que divide os fluxos sistêmico e pulmonar no cone arterial (FIGURA 23). Os pulmões são abastecidos por artérias pulmonares (derivadas do sexto arco aórtico) e o sangue retorna diretamente para o átrio esquerdo pelas veias pulmonares (FIGURA 23). Os pulmões dos sapos são sacos elásticos ovais, com a superfície interna dividida em uma rede de septos que se subdividem em pequenas câmaras de ar terminais, denominados alvéolos (FIGURA 24). Estas estruturas denominados “alvéolos” são maiores que nos vertebrados amniotas, e consequentemente os pulmões dos sapos possuem uma menor superfície relativa disponível para trocas gasosas. O problema na evolução dos pulmões não foi o desenvolvimento de uma superfície vascular interna, mas sim o problema de movimentar o ar. Um sapo respira através de pressão positiva, forçando o ar para dentro para encher seus pulmões (FIGURA 24). Pode-se facilmente acompanhar esta sequencia em um sapo em descanso: os movimentos rítmicos da garganta que indicam a respiração bucal podem continuar por algum tempo, antes que os movimentos laterais indiquem que os pulmões estão sendo esvaziados e novamente preenchidos. Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Para compensar estas dificuldades na respiração pulmonar, os anuros assim como os demais anfíbios podem utilizar a pele e a boca para realizarem as trocas gasosas. Para as salamandras (ordem Apoda), a respiração pode ser diferente entre as diferentes espécies de salamandras. As espécies que nãopossuem pulmões respiram através de brânquias que na maioria dos casos são externas, visíveis como tufos de cada lado da cabeça, embora tenham brânquias internas e fendas branquiais. Espécies como a salamandra gigante, respiram pelos pulmões, mas passam a maior parte do tempo na água. Já outras, como os tritões, passam parte do tempo na terra e outra parte na água para procriarem (primavera). Existem afirmações que algumas espécies deste grupo, ou até mesmo estas citadas acima, possuem ambos os órgãos respiratórios: pulmões e brânquias. Relatam também animais deste grupo realizam trocas gasosas pela pele, num processo chamado “valeriana” no qual os capilares estão espelhados por toda a epiderme, e no interior da boca. Constantemente, estes anfíbios trocam a pele. Tanto os machos quanto as fêmeas de sapos possuem cordas vocais, mas as dos machos são muito mais desenvolvidas. Elas localizam-se na laringe, ou caixa vocal (FIGURA 24). Um sapo produz sons passando o ar para frente e para trás pelas cordas vocais, localizam-se entre os pulmões e um grande par de sacos (bolsas vocais) no assoalho da boca. Estas últimas também servem como caixas de ressonância nos machos, que utilizam suas vozes para atrair parcerias. Muitas espécies emitem sons característicos que as identificam. É comum ouvir os chamados de primavera dos sapos, que podem produzir sons agudos surpreendentemente estridentes para animais tão pequenos. As notas graves das rãs-verdes assemelham-se ao som banjo, os das rãs-leopardo são longos e guturais, e as rãs-touro produzem chamados ressonantes. Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Figura 23: Sistema circulatório e respiratório dos anfíbios. Figura 24: Sistema respiratório (pulmões) dos anuros. Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Alimentação e Digestão Sapos são animais carnívoros, assim como a maioria dos demais anfíbios adultos, alimentando-se de insetos, aranhas, minhocas, lesmas, caracóis, centopeias e praticamente qualquer outra coisa que se mova e seja pequena o suficiente para ser engolida de uma só vez. Eles atacam as presas em movimento com sua língua protrátil, musculosa, longa e pegajosa que é presa à região anterior da boca e livre na região posterior (FIGURA 25). A extremidade livre da língua é altamente glandular, produzindo uma secreção viscosa que adere à presa. Quando há dentes presentes no pré-maxilar, o maxilar e vômer, estes são utilizados para impedir a fuga da presa, e não para morder ou mastigar. O aparelho digestivo é relativamente curto em anfíbios adultos, um característica de muitos carnívoros, e produz uma variedade de enzimas para diferir as proteínas, carboidratos e gorduras. O estágio larval de anuro (girinos) é usualmente herbívoro, alimentando-se de algas de água doce e outras matérias vegetais. Eles possuem um tubo digestivo relativamente longo, pois seu alimento volumoso deve ser submetido a um longo processo de fermentação, antes que as substâncias úteis possam ser absorvidas. Os Hilídeos (pererecas) mesmo sendo de pequeno porte também possuem hábito alimentar semelhante dos sapos e rãs, se alimentam principalmente de insetos e outros invertebrados, algumas espécies maiores também podem alimentar-se de pequenos vertebrados. Figura 25: Respiratório de ar pelos anuros. Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Sistema Nervoso e Órgãos sensoriais O sistema nervoso é mais desenvolvido que o dos peixes, é constituído por um sistema nervoso central (encéfalo e medula espinhal) e um sistema nervoso periférico. As três partes fundamentais do encéfalo, o telencéfalo, responsável pelo sentido do olfato; o mesencéfalo, ligado à visão; e o rombencéfalo, ligado à audição e ao equilíbrio (FIGURA 26), sofreram mudanças dramáticas durante seu desenvolvimento, enquanto os vertebrados conquistavam a terra e aperfeiçoavam sua percepção do ambiente. A cefalização aumenta, com ênfase na informação processada pelo encéfalo e a correspondente perda da independência dos gânglios espinhais, capazes apenas de comportamento reflexo estereotipado. No entanto, um sapo sem cabeça preserva um surpreendente grau de comportamento objetivo e altamente coordenado. Tendo apenas a medula intacta, ele mantém a postura corpórea normal e pode levantar sua pata com precisão para afastar algo irritante de sua pele. Ele pode mesmo utilizar a pata do lado oposto, se a mais próxima estiver imobilizada. O telencéfalo contém o centro do olfato, que assume uma importância maior na detecção de odores diluídos na atmosfera terrestre. O sentido do olfato é um dos sentidos dominantes dos sapos. O restante do telencéfalo, o cérebro, tem pouca importância dos anfíbios. Em vez disso, as atividades mais complexas dos sapos localizam-se nos lóbulos ópticos do mesencéfalo. O rombencéfalo divide-se em um cerebelo anterior e uma medula oblonga (mielencéfalo) posterior. O cerebelo relacionado ao equilíbrio e á coordenação dos movimentos, não é bem desenvolvido em anfíbios, especialmente em espécies terrestres, que permanecem próximas ao solo e não se destacam pela destreza de movimentos. O cerebelo torna-se altamente desenvolvido nas aves e mamíferos, que apresentam movimentos rápidos. A medula oblonga é de fato a extremidade anterior dilatada da medula espinhal, através da qual passam todos os neurônios sensitivos, exceto aqueles da visão e do olfato. Ali se localizam os centros dos reflexos auditivos, respiração, deglutição e controle vasomotor. A evolução de uma vida semiterrestre pelos anfíbios necessitou de uma revisão das propriedades dos receptores sensoriais para a terra. O sistema de linha lateral (acústico-lateral) sensível a pressão dos peixes permanece apenas nas larvas aquáticas. Esse sistema não tem utilidade pratica na terra, pois foi desenvolvido para detectar e localizar objetos na água, através do ar passou para o ouvido. Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 O ouvido de um sapo é uma estrutura simples pelos padrões amniotas: um ouvido médio limitado externamente por uma grande membrana timpânica (tímpano) contendo uma columela (estribo) que transmite vibrações para o ouvido interno (FIGURA 27). Estes contem um utrículo, do qual emergem três canais semicircular e um sáculo contendo um divertículo, e lagena. A lagena é em parte recoberta pela membrana timpânica tectorial, cuja estrutura não é muito diferente da muito mais complexa cóclea dos mamíferos. Em muitos sapos, essa estrutura é sensível à energia de sons de baixa frequência que não excedem 4.000 Hz (ciclos por segundo). Nas rãs-touro, a frequência de resposta principal situa-se entre 100 e 200 Hz, coincidindo com a energia do chamado grave de um macho. A visão é o sentido dominante em muitos anfíbios (as Cecílias, em grande parte são óbvias exceções). Diversas modificações dos olhos aquáticos ancestrais foramnecessárias para adaptá-los ao uso da atmosfera. Glândulas lacrimais e pálpebras evoluíram para manter os olhos úmidos, livres de poeira e protegidos de danos. Como a córnea é exposta ao ar, é uma importante superfície de refração, substituindo em grande parte o cristalino na função de refletir os raios luminosos e focar a imagem na retina. Como nos peixes, a focalização (o ajuste do foco para objetos próximos distantes) é conseguida por meio do movimento do cristalino. Ao contrario dos olhos da maioria dos peixes, os olhos dos anfíbios são ajustados em descanso para objetos distantes, e o cristalino é movido para diante para focalizar objetos próximos. A retina contém cones e bastonetes, os primeiros sendo responsáveis pela visão de cores dos sapos. A íris contém músculos circulares e radiais bem desenvolvidos, podendo rapidamente expandir ou contrair sua abertura (pupila) para ajustar-se às mudanças na iluminação. A pálpebra superior do olho é fixa, mas a inferior dobra-se em uma membrana nictante transparente, capaz de mover-se sobre a superfície ocular. Geralmente possuem uma boa visão, uma característica de importância crucial para animais que dependem de uma fuga rápida, paraevitar seus numerosos predadores, e de movimentos precisos, para capturar presas de movimentos rápidos. Outros receptores sensoriais incluem receptores táteis e químicos na pele, papilas gustativas na língua e no palato, e um bem desenvolvido epitélio olfativo revestindo a cavidade nasal (FIGURA 27). Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Resumo Órgãos dos sentidos incluem olhos protegidos por pálpebras móveis e glândulas lacrimais (protegendo o olho num meio seco e cheio de partículas estranhas como é o terrestre), ouvidos com columela (desenvolvida a partir de ossos mandibulares dos peixes) e tímpano externo (sapos e rãs), permitindo uma ampliação dos fracos sons transmitidos pelo ar. Com excepção das cecílias, cujo modo de vida obriga a utilizar o olfato, a maioria dos anfíbios utiliza a visão para detectar as presas, mesmo de noite. Figura 26: Cérebro e células nervosas dos anfíbios. Figura 27: ouvido dos anfíbios. Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Reprodução e Desenvolvimento Durante o período reprodutivo, muitos deles, especialmente os machos, são bastante barulhentos (Vídeo 1 ). Cada macho normalmente toma posse de um posto determinado, próximo à água, onde pode permanecer por horas ou mesmo dias, tentando atrair uma fêmea para aquele local. Em outros períodos, os sapos são bastante silenciosos, e sua presença não é detectada até que sejam perturbados. Como sapos e rãs são ectotérmicos, reproduzem-se, alimentam-se e crescem apenas durante as estações quentes do ano. Um dos primeiros instintos após o período de dormência é a reprodução. Na primavera, os machos vocalizam cuidadosamente para atrair as fêmeas. Quando seus óvulos estão maduros, as fêmeas entram na água e são seguras pelos machos em um processo chamado amplexo. Enquanto a fêmea libera seus óvulos o macho elimina espermatozoides sobre eles para fecunda-los. Após a fecundação, as camadas gelatinosas absorvem água e incham. Os ovos são postos em grandes massas, geralmente ancorados na vegetação. Um óvulo fecundado (zigoto) inicia seu desenvolvimento quase imediatamente. Por meio da divisão, repetida (clivagem), um ovo é convertido em uma massa oca de células (blástula). A blástula sofre gastrulação e continua a diferenciar-se para formar um embrião com um primórdio de cauda. Entre seis e nove dias, dependendo da temperatura, um girino emerge da camada gelatinosa protetora que circundou o ovo original (FIGURA 28). No momento da eclosão, o girino possui cabeça e corpo distintos, com uma cauda comprimida. Sua boca localiza-se na parte ventral da cabeça e é equipada com maxilas cornificadas para se alimentar raspando a vegetação de objetos duros. Atrás da boca situa-se um disco adesivo ventral para aderir a objetos. Na frente da boca existem duas depressões profundas, que posteriormente desenvolvem-se em narinas. Protuberâncias de cada lado da cabeça tornam-se brânquias externas que, porteriormente, se transformam em brânquias internas, sendo recobertas por uma dobra de (opérculo) de cada lado. Do lado direito, o opérculo, funde-se completamente com a parede do corpo, mas do lado esquerdo, uma pequena abertura, o espiráculo (L. spiraculum, buraco de ar), permanece. A água flui através do espiráculo após penetrar na boca e atravessar as brânquias internas. Os membros posteriores aparecem primeiro durante a metamorfose, enquanto os membros anteriores Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 permanecem temporariamente escondidos por dobras do opérculo. A cauda é reabsorvida, o intestino torna-se mais curto, a boca sofre uma transformação para a condição adulta, os pulmões desenvolvem-se e as brânquias são reabsorvidas. As rãs-leopardo usualmente completam sua metamorfose em três meses, enquanto as rãs-touro levam dois ou três anos para completar o processo. A migração de sapos e rãs está correlacionada, com seus hábitos reprodutivos. Os machos normalmente retornam para um lago ou riacho antes das fêmeas, que eles atraem por meio das vocalizações. Algumas salamandras possuem um forte instinto para retornar ao local de seu nascimento, voltando a cada ano para se reproduzir no mesmo lago, para o qual são guiadas por sinais olfativos. O estímulo inicial para a migração, em muitos casos é atribuível a um ciclo estacional das gônadas, juntamente com mudanças hormonais que aumentam a sensibilidade dos sapos às variações de temperatura e umidade. Já os Hilídeos (pererecas) depositam seus ovos em uma variedade de diferentes lugares, dependendo da espécie. Muitas usam lagoas, outros usam poças d'água, buracos de árvores capazes de acumular água, enquanto outros usam as bromélias plantas de retenção de água. Outras espécies colocam seus ovos sobre as folhas de vegetação emergente da água, permitindo que os girinos cair na lagoa quando chocam. Algumas espécies utilizam correntes rápidas de águas, unindo os seus ovos firmemente ao substrato. Os girinos destas espécies têm otários que lhes permitem agarrar pedras depois que chocam. Outra incomum adaptação é encontrada em alguns hilídeos da América do Sul, que cria os ovos nas costas da fêmea. Os girinos da maioria das espécies de hilídeos têm colocado lateralmente os olhos, e com uma larga cauda estreita, de ponta, filamentosas. Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 Figura 28- Ciclo de desenvolvimento do sapo. Grupos de valor comercial A produção de rãs em cativeiro (ranicultura) é uma atividade relativamente nova. A cadeia produtiva compreende: a criação de rãs (ranários), a indústria de abate e processamento e a comercialização dos produtos oriundos da ranicultura. A espécie cultivada no Brasil é a rã-touro (Rana catesbeiana), nativa dos Estados Unidos. Durante os anos 1980 foram feitas tentativasde cultivo da rã-pimenta (Leptodactylus labvrinthicus) em escala comercial, mas a prática foi abandonada pela produtividade muito maior da rã-touro. A FIGURA 29 ilustra todas as etapas da cadeia produtiva, que pode ser assim resumida: Inicia-se no ranário, onde se processam todas as fases do ciclo de vida das rãs: a desova, a fase de desenvolvimento do girino até a metamorfose e a recria (processo de engorda dos animais). Concluída a recria, as rãs são levadas para o abate nas indústrias de processamento especializadas (abatedouros), seguindo rigorosamente as normas Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 higiênico-sanitárias definidas pelos organismos de saúde pública. Processada e embalada, a carne é enviada para o mercado consumidor. Figura 29- Cadeia produtiva da ranicultura ilustrada com as instalações de um ranário. Fonte: LIMA, S. L.., AGOSTINHO, C. A. A Tecnologia da Criação de Rãs. Viçosa - MG: UFV, 1992. 166p. Ariane Furtado de Lima Mestrado em Recursos Pesqueiros e Engenharia de Pesca- Unioeste Apostila: Classe Anfíbia/ Estágio de docência- Biologia dos Vertebrados Aquáticos-2012 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMPHIBIAWEB. 2012. AmphibiaWeb Species Numbers. Disponível em: http://www. AmphibiaWeb Species Numbers. Acessso em: 02 de jul. 2012. DUETTO. Classe Anfíbios. Scientific American Brasil. Disponível em: http://www2.uol.com.br/sciam/reportagens/o_admiravel_mundo_das_cobras- cegas_imprimir.html. Acesso em: 09 de jul. 2012. EBAH. Gymnofiona. Classe Anfíbia: Disponível em: http://www.ebah.com.br/content/ABAAAevZsAL/gyminofiona#ixzz1zrSkiFcO. Acesso em: 03 de jul. 2012. HiCKMAN, Jr. CP, Roberts Ls, Larson A. Princípios integrados de Zoologia. 11ª Ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 511-528, 2004. SBH. 2009. Lista de espécies de anfíbios do Brasil. Sociedade Brasileira de Herpetologia (SBH). Disponível em: http://www.sbherpetologia.org.br/checklist/anfibios.html. Acesso em: 01 de jul. 2012. 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