Evolução da Endotermia

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Evolução da 
Endotermia
Robson M. E. de Oliveira
BF060 - Adaptações Fisiológicas dos Animais ao Ambiente
À partir dos limites de tolerância 
há a falência do sistema 
termorregulador e começa a 
destruição tecidual.
Frio: Inviabiliza as altas taxas 
metabólicas
Calor: Superaquecimento e a 
produção de efeitos deletérios 
Zona Termoneutra
Mecanismos de Controle térmico :
Fisiológica: Mudanças fisiológicas para o controle da temperatura 
corpórea. Ex: suor, tremor, alteração do ritmo metabólico, 
vasoconstrição, vasodilatação...
Comportamental: Alteração comportamental do indivíduo para 
manter a temperatura corporal. Ex: movimentar-se (aquecer) ou 
abrigar-se do sol (esfriar).
Adaptativa: Alterações a médio e longo prazo em certas 
características. Ex: Cor do pelame ou epiderme, formação de gordura...
Termorregulação
É a capacidade de manutenção da temperatura corpórea dentro de certos limites. 
Endotérmicos: Dependem de produção metabólica de calor para manter suas temperaturas corpóreas. 
Ectotérmicos: utilizam as fontes de calor do ambiente para obter o calor necessário à manutenção de 
suas funções metabólicas. 
- Proteínas Anticongelantes em peixes de 
regiões polares.
- Heterotermia Regional - Temperaturas 
diferentes em partes distintas do corpo. Ex: Atuns 
que esquentam os músculos.
- Opah ou peixe-lua (Lampris guttatus): Esquenta 
e mantém a temperatura do cérebro e coração 
acima da ambiental. 
Estratégia fisiológica - Predadores ativo, pode 
se mover por longas distâncias, com maior agilidade 
mental e melhor visualização de suas presas.
Resposta à temperatura em peixes
- Termorregulação comportamental 
evidente.
- A Rana sylvatica é uma rã que 
habita a América do Norte e é 
capaz de resistir a valores ex-
tremos de temperaturas (na ordem 
dos -36ºC), cobrindo-se de folhas, 
reduzindo toda a atividade dos 
órgãos, não consumindo oxigênio e 
tendo algumas partes do corpo que 
congelam.
Resposta à temperatura em anfíbios
- Termorregulação comportamental evidente
- Posição do Corpo e postura em relação ao 
sol e sombra
- Inércia Térmica em animais maiores
- A Cor do Corpo aumenta ou diminui a 
absorção de energia radiante
- Contração Muscular em algumas cobras 
(píton) para esquentar os ovos
- Desvios Cardíacos em alguns lagartos
Resposta à temperatura em RÉPTEIS
- A endotermia evoluiu a partir de uma condição ectotérmica ancestral.
- Procura-se inferir o padrão fisiológico de vertebrados extintos
Em especial dinossauros não-avianos e terápsidos não-mamalianos
- Trabalha-se com especulações pois vestígios não provam totalmente:
- Observação animais atuais
- Experimentos com metabolismo, resposta aos estresse (frio)
- Evidências anatômicas (coração, turbinas nasais...)
- Comparação dos fósseis com os animais existentes
- Discutindo o papel do comportamento na evolução da 
endotermia
Surgimento da endotermia
- Fonte do calor interno vem da digestão e contração muscular
- Endotermia é encontrada em aves e mamíferos - Ancestrais reptilianos
- Alguns répteis eram de fato endotérmicos
- Endotérmicos vivem em uma variedade maior de habitats e temperaturas
1) Endotermia surgindo em um único evento no Permiano:
- Quando os Sinapsídeos e os Sauropsídeos parecem ter formado 
grupos distintos
2) Endotermia surgindo várias vezes durante o Mesozóico
- Durante a evolução dos ancestrais dos mamíferos: Terapsídeos
- Durante a divergência dos Terópodes no Triássico (ancestrais das 
aves) ou surgiu em Archosauria Mesozóicos (originam aves e 
dinossauros), mas continua em discussão.
EVIDÊNCIAS 
1) Estrutura do Coração:
- A mudança para a endotermia demanda algumas mudanças morfológicas:
Coração de 3 câmaras 
(Anfíbios e répteis não crocodilianos)
Coração de 4 câmaras 
(Mamíferos, aves e crocodilianos) 
- Ventrículo direito e esquerdo distintos são quase que exclusivos dos endotermos modernos
Única exceção atual: Crocodilianos modernos. 
Ancestrais dos crocodilianos modernos eram endotérmicos?
Crocodiliano ancestral Poposaurus gracilis:
- Espécie endotérmica 
- Compartilha forte ligação com os crocodilianos ectotérmicos modernos
Logo, Crocodilianos modernos…
Se adaptaram para um estilo de vida ectotérmico 
Por exemplo: Reduz a demanda por O², podendo ficar embaixo da água por mais tempo
2) Alta pressão arterial:
A mudança da ectotermia para a endotermia demandou um diferente tipo de sistema circulatório. 
A separação ventricular permitiu: - Diferenciar a pressão sanguínea pelo corpo
 - Separar o sangue oxigenado do não oxigenado
3) Conjunto de ossos na área nasal chamados de turbinas nasais/turbinais respiratórios:
É possível dizer se um grupo era ou não endotérmico pela presença ou ausência.
- Os ossos das turbinas raramente são preservados:
Preserva-se facilmente as cristas por onde se estendiam 
Função: Aquecer o ar que passa dentro da narina dos mamíferos modernos (que ajuda com a 
troca de gás e a retenção de água no corpo). 
Há clara correlação entre endotermia e a existência de altas taxas metabólicas, de alta pressão arterial 
do sangue e o coração com quatro câmaras. 
Evolução da endotermia: Consequência da lenta queda da quantidade de oxigênio e do aumento das 
temperaturas na extinção em massa pós-Permiano. 
Com menos oxigênio disponível:
- Necessário respiração com maior frequência para obter oxigênio
- Logo, ocorreria maior perda de água pela respiração
- Respostas fisiológicas surgem: Aumento no número de hemácias, por exemplo.
- Surgem as turbinas respiratórias que é uma adaptação para:
- Reter água reduzindo a perda e posteriormente ajudar na endotermia
As mudanças provavelmente foram seguidas de uma larga radiação de espécies endotérmicas 
Novos nichos e habitats, tendo maior distribuição, sendo benéfico para a época
Por que foi necessário a mudança?
Ambos têm suas vantagens dependendo do nicho e estilo de vida do organismo 
Endotérmicos:
Produzem grandes quantidades de calor interno e o retém pelo isolamento (pêlos e penas) 
Tendem a ser mais ativos e conseguem fugir mais prontamente de uma predação
Manter sua temperatura corporal em uma variedade maior de ambientes.
Ectotérmicos:
Baixas taxas metabólicas e pouco isolamento térmico
Fazem termorregulação comportamental e com pouco gasto energético
Dependem da temperatura externa para se aquecer e otimizar a ação enzimática
Atividades de regulação térmica ocupam uma porção considerável do tempo
Exclusão de algumas espécies de certos habitats que impossibilitam a termorregulação
Ectotermia e endotermia: vantagens x desvantagens
 MORFOLOGIA: 
- Ectotermos têm plasticidade morfológica por causa das restrições na 
conservação de calor:
Custo energético para manutenção da endotermia em animais 
que têm maior relação superfície/volume.
A forma do corpo alongada (morfotipo comum entre anfíbios e 
répteis) é energeticamente impraticável para aves e mamíferos. 
- Animais menores (pouca massa) têm dificuldades em manter a sua 
temperatura
Maioria dos animais com menos de 5g são ectotérmicos.
DEMANDA ENERGÉTICA: 
Anfíbios e répteis são mais adequados para situações ecológicas caracterizadas por:
- Escassez periódica de comida, água ou oxigênio. 
Ectotérmicos podem colonizar ambientes com baixos suprimentos energéticos. 
- Alguns ectotérmicos conseguem ficar meses sem comer
- Muitos endotérmicos poderiam ter um drástico declínio em períodos de falta de comida.
PAPEL NO ECOSSISTEMA: 
Ectotérmicos são eficientes na produção de biomassa por seus baixos requerimentos energéticos.
Por utilizarem fontes externas de calor, podem usar a energia ingerida para produzir nova biomassa.
Um predador de emboscada, 
se encaixa bem no estilo de vida 
dos ectotérmicos, especialmente 
se vive em áreas tropicais. 
Predadores que possuem 
uma caça mais ativa, precisam de 
mais energia, então se beneficiam 
mais sendo endotérmicos. 
PREDADORES: 
A endotermiacriou novos nichos para explorar e surgiu mais do que uma vez em diferentes linhagens
Desde a origem, endotérmicos se diversificaram muito, sendo agora um grupo bastante expressivo
Endotermia não é mais avançada, é uma adaptação a um novo papel. Ex: Crocodilianos.
Surgimento com possível relação com os baixos níveis de O² no fim do permiano concomitante com:
- Surgimento do coração com quatro câmaras
- Cobertura do corpo (isolamento térmico)
- Óssos das turbinas nasais/turbinais respiratórios em algumas linhagens 
Não há datas bem definidas, mas a origem da endotermia pode ficar mais clara com estudos genéticos, 
paleontológicos (achados fósseis) e estudos de biologia do desenvolvimento.
Conclusão
Collin Maessen, Collin. The Evolution of Endothermy. SkepticTV Curated. Disponível em: 
<https://www.realskeptic.com/2011/11/29/short-essay-the-evolution-of-endothermy/> Acesso em 26 de 
novembro de 2016.
Myrna E. Watanabe. Generating Heat: The Evolution of Endothermy. Disponível em: 
<http://www.redorbit.com/news/science/153728/generating_heat_the_evolution_of_endothermy/> Acesso 
em 26 de novembro de 2016
Paulo Gusmão Rodrigues. Endotermia em cinodontes não-mamalianos: a busca por evidências 
osteológicas. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2005.
Peter D. Ward. Out of Thin Air: Dinosaurs, Birds, and Earth's Ancient Atmosphere. Chapter: 7 The 
Permian Extinction and the Evolution of Endothermy. The National Academy Press, 2006.
Wegner, N. C., Snodgrass, O. E., Dewar, H., & Hyde, J. R. (2015). Whole-body endothermy in a 
mesopelagic fish, the opah, Lampris guttatus. Science, 348(6236), 786–789. 
http://doi.org/10.1126/science.aaa8902
REFERÊNCIAS
http://doi.org/10.1126/science.aaa8902
http://doi.org/10.1126/science.aaa8902