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ORIGEM DOS TETRÁPODES http://designinteligente.blogspot.com.br/2010/01/detonando-o-quadro-de-evolucao-dos.html A transição evolutiva da água para a terra complexa - animais aquáticos são sustentados pela água; - animais terrestres necessitam de esqueleto e patas; - animais aquáticos extraem o O2 a partir de um fluxo unidirecional de água que passa pelas brânquias; - animais terrestres respiram o ar que é bombeado para dentro e para fora dos pulmões; - animais aquáticos enfrentam problemas de equilíbrio hídrico e iônico como resultado do fluxo osmótico; Animais terrestres perdem água por evaporação; - os sistemas sensoriais (olhos, ouvidos) funcionam diferente na água e no ar ÁGUA TERRA A partir do ancestral Sarcopterygii Como um animal terrestre evolui na água? As características dos tetrápodes evoluíram por serem vantajosas na água , por coincidência também serviam para o modo de vida terrestre. * Membros e pulmões. * Nadadeiras lobadas sustentavam o peixe à espera de presas. Evolução da vida terrestre : duas hipóteses: Devoniano, muito seco, peixes com nadadeiras lobadas poderiam procurar outro ambiente quando o seu secasse; ambiente aquático com muitos predadores e competidores, ambiente terrestre livre, formas jovens de peixes e anfíbios atuais refugiam-se nas margens quentes e sem oxigênio, possivelmente os juvenis de menor tamanho “excursionavam” pelo ambiente terrestre. Insetos diversificados no ambiente terrestre, presas à disposição. Irradiação em diferentes linhagens Devoniano superior e Jurassico inferior (150 milhoes de anos) irradiação adaptativa dos não amniotas. Caminhada primitiva o Ichthyostega é o mais antigo tetrápode conhecido (?) a mostrar as adaptações para uma locomoção não natatória, embora seja provável que se movesse mais como foca do que como típico vertebrado terrestre. Esse animal também tinha alguns aspectos aquáticos: cauda longa, membros semelhantes a nadadeiras, ouvido especializado para a água. É possível que se reproduzisse em terra e se alimentasse na água Evolução dos membros dos tetrápodes nadadeiras lobadas Peixe do devoniano superior: nadadeiras pares sustentadas por elementos ósseos que precederam os ossos dos membros tetrápodes Anfibio do Devoniano, raios dérmicos das nadadeiras anteriores substituídos por oito dedos Provavelmente, eram exclusivamente aquáticos pois seu membros eram muito fracos para locomoção terrestre Contemporâneo de Acanthostega , com membros tetrápodes totalmente formados; capaz de caminhar sobre a terra. Membro posterior com sete artelhos Anfibio antracossauro do Carbonífero, possuía membros (anteriores e posteriores) com cinco dígitos Modelo pentadactilo padrão dos tetrápodes *Contrastes entre ambientes aquáticos e terrestres: a) Conteúdo de O2: b) Substâncias dissolvidas na água: c) Contraste de temperaturas: d) Hábitats: e) Estruturas de locomoção: f) Lugares de cria: *Passagem da água para a terra modificações estruturais necessárias a) Tegumento b) Ovo amniótico c) Respiração d) Circulação e) Locomoção f) Órgãos sensoriais *Visão “terrestre” *Audição Origem e irradiação dos tetrápodes A história dos tetrápodes anamniotas ocorreu em três partes: •a origem dos tetrápodes Sarcopterygii (nadadeiras carnosas ou lobadas), entre o Devoniano médio e superior características do crânio, dentes e dos membros; •* irradiação em diferentes linhagens e tipos ecológicos. Por volta do Devoniano superior e Carbonífero inferior dividiram-se em duas linhagens distinguidas: 1) pelo modo com que o teto do crânio se liga à porção posterior da caixa craniana inclui os Temnospondylii; 2) de maior tamanho e dotados de patas e cinturas, pélvica e escapular, bem desenvolvidas, inclui ápodes e outros * origem dos anfíbios atuais: anuros, urodelos e gimnofionas podem ter derivado de um ou dois ramos das linhagens dos Temnospondylii, embora não tenham sido identificados fósseis de transição. CLASSE AMPHIBIA grupo dos tetrápodes que conquistou o ambiente terrestre Anfíbios modernos grupo monofilético algumas características comuns: * Dentição pedicelada dentes nos quais a coroa e a base (pedicelo) são compostos de dentina e estão separadas por uma estreita zona de dentina não calcificada ou tecido conjuntivo fibroso; * Presença de papila amphiibiorum área sensorial na parede do sáculo do ouvido interno, que é sensível à freqüências inferiores a 1000 hertz; além desta, existe uma papila basilaris, que detecta freqüências superiores a 1000 hertz; * Presença do complexo opérculo-plectro (columela) dois ossos envolvidos na transmissão de sons do ouvido médio para o ouvido interno; * Presença de glândulas mucosas no tegumento pele umedecida para facilitar as trocas gasosas, e glândulas granulares (toxinas) ; * Bastonetes verdes na retina; * Corpos adiposos situados anteriormente às gônadas; * Músculo levator bulbi olhos se tornam salientes aumenta a cavidade bucal; * Teto do crânio, com osso pré-frontal ausente e os parietais revestindo o teto da região temporal. Estão atualmente incluídos em três ordens que constituem a Sub-Classe Lissamphibia: Ordem Gymnophiona Urodela (Caudata) Anura Características Gerais da Classe Amphibia 1 – Esqueleto principalmente ósseo, com número variável de vértebras; alguns possuem costelas; 2 – Formas corporais variáveis, desde em tronco alongado, com cabeça, tronco e cauda distintos até um corpo compacto, achatado, com cabeça e tronco fusionados (sem pescoço); 3 – Quatro extremidade ( Tetrápodes) * alguns são ápodes, ou patas muito pequenas, ou anteriores menores que posteriores e vice-versa. As vezes possuem pés palmados (membrana interdigital) ESQUELETO DE ANURA CRÂNIO * com dois côndilos occipitais (1 par) * proporcionalmente largo e achatado * maior parte da região superior não ossificada articula-se com a vértebra atlas * Osso nasal distinto * Surgimento do estribo ou columela **côndilos occipitais base do crânio, forma oval e se articula com a 1ª vértebra cervical PRIMITIVO ANURA CAUDATA/URODELA GYMNIOPHIONA COLUNA VERTEBRAL * vértebras do tronco em número variável * vértebra sacral liga a cintura pélvica à coluna vertebral * uróstilo, substitui as vértebras caudais * com “esterno”, sem costelas CINTURA ESCAPULAR * em forma de U circundando o tórax * protege os órgãos internos e serve de apoio aos membros anteriores * escápula, supraescápula, clavícula e Coracóide CINTURA PÉLVICA * estreita, rígida e em forma de V * liga os membros posteriores à coluna vertebral * na locomoção, transmite o impulso aos membros posteriores * íleo, isquio e púbis 4 – Pele lisa e úmida com numerosas glândulas, algumas das quais podem produzir toxinas; células pigmentares (cromatóforas) de considerável variação e poucas capazes de experimentar diferentes matizes; sem escamas; 5 – Boca grande com pequenos dentes na mandíbula superior ou ambas; dois orifícios nasais que se abrem na parte anterior da cavidade bucal; 6 – Respiração por brânquias, pulmões, cutânea e bucofaríngea, em separado ou combinadas; brânquias externas na faze larval (podem persistir em algumas espécies); 7 – Circulação sanguínea com coração provido de três câmaras (2 átrios e 1 ventrículo); * pelo coração passa uma dupla circulação (sangue venoso earterial); * possuem trabéculas ventriculares que diminuem a mistura de sangue; 10 . Adaptações sensoriais: Visão “terrestre” (manter umidade, lente) Audição única Detecção de frequências altas e baixas (anuros), só baixas (salamandras); Baixa frequência (presas): Transmissão das vibrações pelos músculos e ossos; Alta frequência (vibrações detectadas diretamente do ar, vocalizações) 8 – Excreção através de rins opistonéfricos e pele (aquáticos); 9 – 10 pares de nervos cranianos; 10 – Dióicos; * fecundação interna (Gymniophona) ou externa (Anura e Urodela); * desenvolvimento indireto (metamorfose); alguns neotênicos (pedomorfose); * em gimniofiona viviparidade, com algumas espécies ovíparas Ciclo de vida de um Anuro Estratégias reprodutivas de anuros Dimorfismo sexual VOCALIZAÇÃO Amplexo e postura Metamorfose Rã-pipa (Suriname) * METAMORFOSE DOS ANFÍBIOS - URODELA Larvas de axolote (2 semanas) Larva recém eclodida de axolote Final da metamorfose: desde o rompimento do opérculo e a emergência dos membros anteriores e a perda total do bico e dos dentículos córneos (I) até o desenvolvimento da boca (J) e a reabsorção total da cauda. 4- Reabsorção da cauda Início da metamorfose: desde o aparecimento dos brotos dos membros posteriores (F) até sua diferenciação total (aparecimento dos tubérculos sub-articulares) (G) e a perda do tubo anal (H). Durante essa etapa, os membros anteriores estão em desenvolvimento no interior da cavidade opercular. 3- Formação de membros Desde o inicio da circulação branquial (brânquias externas desenvolvidas) © até o recobrimento total das brânquias pelo opérculo e a formação do espiráculo (D,E) e a diferenciação total do bico e dentículos córneos (D). Essas modificações preparam o indivíduo para a fase trófica. 2- Formação do opérculo Desde a fecundação (A) até a formação das brânquias externas (B) e o inicio dos batimentos cardíacos. Antes do final dessa etapa, o embrião passa a apresentar resposta muscular. 1– Desenvolv. inicial DESCRIÇÃO DAS ETAPAS REPRESENTAÇÃO DAS ETAPAS ETAPA Eventos da metamorfose de Rana temporaria. (a) Antes da metamorfose. Secreção de Prolactina, controlada pelo hipotalamo e crescimento de estruturas larvais https://www.youtube.com/watch?v=th4qLgpC3B0 https://www.youtube.com/watch?v=C6GqYXopalM Metamorfose O hipotálamo inicia a secreção de Hormônio estimulante da tireoide (TSH). O TSH inibe a ação da prolactina, estimula a secreção da grandes quantidades de T4 e T3, que promovem o crescimento das pernas, reabsorção da cauda e outras mudanças da metamorfose resultando num jovem adulto. Mudanças morfológicas e fisiológicas induzidas pela Tiroxina durante a metamorfose de anfíbios - FORMA E ESTRUTURA CORPORAL Formação de glândulas dérmicas; Reestruturação da boca e cabeça; Regressão e reorganização intestinal; Calcificação do esqueleto. - APÊNDICES Degeneração da pele e músculos da cauda; Crescimento da pele e músculos das patas. - SISTEMA NERVOSO E ÓRGÃOS SENSORIAIS Aumento da rodopsina na retina; Crescimento dos músculos oculares extrínsecos; Formação da membrana nictitante dos olhos; Crescimento do cerebelo; Crescimento do núcleo pré-óptico do hipotálamo. - SISTEMA RESPIRATÓRIO Degeneração dos arcos branquiais e brânquias; Degeneração do opérculo que recobre as brânquias; Desenvolvimento dos pulmões; Mudança da hemoglobina larval para a do adulto. - ÓRGÃOS Reabsorção pronéfrica no rim; Indução das enzimas do ciclo da uréia no fígado; Redução e reestruturação do pâncreas. ORDEM ANURA https://www.arkive.org/golden- toad/incilius-periglenes/video-09.html Ordem Urodela https://www.arkive.org/axolotl/ambystoma- mexicanum/video-03a.html https://www.arkive.org/axolotl/ambystoma- mexicanum/video-09.html https://www.arkive.org/great- crested-newt/triturus- cristatus/video-06.html https://www.arkive.org/great- crested-newt/triturus- cristatus/video-06.html https://www.arkive.org/cave- salamander/proteus- anguinus/video-00.html Chinese giant salamander (Andrias davidianus) https://www.arkive.org/chinese-giant- salamander/andrias-davidianus/video- 01.html Ordem Gymnophiona
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