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0 Diversidade e Filogenia de Cordados 0 Diversidade e Filogenia de Cordados Biodiversidade e Filogenia de Cordados 1 Diversidade e Filogenia de Cordados 1 Diversidade e Filogenia de Cordados Diversidade e Filogenia de Cordados Alexandre Uarth Christoff1 Apresentação da disciplina 1 Doutor em Ciências (USP/SP). Professor adjunto da Universidade Luterana do Brasil. 2 Diversidade e Filogenia de Cordados 2 Diversidade e Filogenia de Cordados Os cordados (Chordata) constituem um filo dentro do reino Animalia; Suas relações filogenéticas ainda não são muito bem compreendidas, dando origem a esquemas classificatórios conflitantes. Algumas de suas classes são parafiléticas, não atendendo as exigências cladísticas, onde somente táxons monofiléticos são reconhecidos como entidades taxonômicas válidas. Os cordados são animais extremamente adaptáveis, sendo capazes de ocupar grande parte dos habitats existentes. A presente disciplina tem como objetivo apresentar a notável diversidade de organismo que compõe o grupo dos cordados, bem como retratar as relações que estes compartilham. Discutindo sua origem, evolução e relações de parentesco, o aluno estará apto a compreender a riqueza de organismos atuais que Chordata, Vertebrata apresentam. Discutiremos ainda a distribuição das espécies, com um enfoque especial a aquelas que encontradas na região Neotropical, bem como seus habitats preferenciais, e ademais as ameaças e o status de conservação. Sumário 3 Diversidade e Filogenia de Cordados 3 Diversidade e Filogenia de Cordados 1 Chordata, Craniata e os Primeiros Vertebrados ........................ 2 C dic ye ……………………………………………………. 3 O eic ye : Ac i p erygii ………………………………………………………….. 4 Osteichthyes: Sarcopterygii ............................................... 5 Lissamphibia ................................................................. 6 Os Amniota Testudines .................................................. 7 Lepidosauria ................................................................. 8 Archosauria: Crocodilia .................................................... 9 Archosauria: Aves ........................................................... 10 Synapsida: Mammalia ....................................................... 4 Diversidade e Filogenia de Cordados 4 Diversidade e Filogenia de Cordados 1. Chordata, Craniata e os Primeiros Vertebrados Alexandre Uarth Christoff1 1.1 Introdução Os Chordata (Cordados) constituem um filo dentro do reino Animalia. O grupo abrange animais adaptados para a vida nos mais diversos ambientes, estão entre os animais mais facilmente adaptáveis e são capazes de ocupar a maioria dos habitats existentes. Todos os Cordados compartilham alguns caracteres, em pelo menos uma fase de sua vida, que são: corda dorsal (notocorda), cordão nervoso dorsal, fenda da faringe e cauda pós anal. As relações filogenéticas dos cordados ainda não são totalmente compreendidas, existindo esquemas classificatórios conflitantes. Algumas de suas classes são reconhecidas como parafiléticas, não atendendo as exigências da cladística, onde somente táxons monofiléticos são reconhecidos como entidades taxonômicas válidas. Chordata inclui três linhagens evolutivas: os Urochordata, Cephalochordata e Vertebrata (Craniata). Todos eles são animais deuterostomata, ou seja, portam a condição na qual o blastóporo embrionário o ânus compatilhando essa característica com Echinodermata (ouriço-do-mar, pepino-do-mar e as estrelas–do-mar), Hemichordata e Xenoturbellida. Em Cordata são reconhecidas três linhagens, os Cephalochordata (Anfioxos), Urochordata (Tunicados) e Vertebrata. Estas linhagens compartilham as seguintes características: a notocorda (bastão rígido que constitui o eixo de sustentação do corpo), tubo nervoso dorsal oco, endóstilo e uma cauda muscular pós-anal. O endóstilo presente em Tunicados (Ascidias) e Cefalocordados (Anfioxos) é uma estrutura glandular no assoalho da faringe que secreta muco, retém alimentos durante a alimentação por filtração, o qual é homóloga a tireoide dos vertebrados. A faringe, região da garganta, inclui fendas faríngeas que são aberturas usadas para filtrar a água retendo as partículas alimentares. Nos vertebrados aquáticos, coloquialmente chamados de peixes, essa região está relacionada a ventilação (região das brânquias). Os Cefalocordados foram por muito tempo reconhecidos, com base em sua anatomia, como grupo irmão de Vertebrata. Entretanto, recentemente a partir de uma abordagem genética se tem demonstrado que os Tunicados devem assumir essa posição. Considerando esses resultados, a característica de serem organismos sésseis deve ser entendida como um caráter derivado, assim como o suporte a partir de dados anatômico compartilhados entre os 1 Doutor em Ciências (USP/SP). Professor adjunto da Universidade Luterana do Brasil. 5 Diversidade e Filogenia de Cordados 5 Diversidade e Filogenia de Cordados Vertebrados e Cefalocordados deve ser entendido como características ancestrais dos cordados. Uma questão que merece ser antecipada está relacionada ao uso ou reconhecimento de Craniata, uma vez que todos os animais integrantes dessa linhagem portam um crânio, mas nem todos portam vértebras, ou vestígio de vértebras, tal como as Feiticeiras. A questão colocada na literatura pergunta: As feiticeiras tiveram vértebras e as perderam ou nunca as tiveram? Assim, se as feiticeiras não portam vertebrada seriam incluídas em Craniata e não junto aos vertebrados. Entretanto, essa questão continua em aberto e depende de novos estudos para que se chegue a uma resposta definitiva. Nesse contexto, aplicando o termo Vertebrata de modo amplo e incluindo as Feiticeiras. Mas, se for aplicado de maneira mais restritiva, as feiticeiras seriam excluídas dos vertebrados. 1.2 Urochordata (Tunicata), Cephalochordata, Craniata e/ou Vertebrata Nos urocordados (Urochordata), o estágio larval apresenta notocorda e tubo neural, estruturas que desaparem no estágio adulto. Os cefalocordados (Cephalochordata) apresentam notocorda e tubo neural. A notocorda é a estrutura e sustentação do corpo desses dois grupos de animais. Myxinoidea (Feiticeiras) não possuem qualquer traço de vértebras, constituindo, segundo alguns autores, uma única linhagem de Craniata não vertebrado que inclui organismos viventes. Já Petromyzontoidea (Lampreias) pode ser reconhecido como um vertebrado visto que porta uma série de estrutura cartilaginosas chamada arcuallia, homóloga a uma parte das vértebras (arcos neurais), mantendo ainda uma notocorda reduzida e um tubo neural. Devido a semelhanças externas, Myxinoidea e Petromyzontoidea são agrupadas em Cyclostomata. O registro fóssil desse grupo é muito restrito, consistindo de dois gêneros de lampreias e uma feiticeira do Carbonífero. O monofiletismo de Cyclostomata é muito questionado e o nome tem sido usado na maioria das vezes apenas como coletivo para tratar desses dois grupos de organismos (Figura 1). Embora, recentemente alguns autores defendam Cyclotomata (Feiticeiras + Lampreias) como uma linhagem monofilética. Muitos pesquisadores consideram Myxiniformes o grupo basal de todos os Craniata pela ausência de elementos vertebrais, de sistema da linha lateral e de mecanismos de osmorregulação. Já a posição de Petromyzontiformes é ainda controversa.6 Diversidade e Filogenia de Cordados 6 Diversidade e Filogenia de Cordados Considerando a problemática brevemente apresentada anteriormente as Feiticeiras poderiam ou não ser tratadas como Vertebrados. A luz da ciência algum conhecimento ainda deve ser produzido para que se compreenda definitivamente a posição de Feiticeiras e Lampreias, assim como sua relação com os Vertebrata. Neste capitulo as feiticeiras serão tratadas como uma linhagem à parte de Vertebrata (Figura 1 e 2). Na Figura 2 é apresentado um cladograma com as linhagens viventes de Chordata, onde se pode ainda ter uma percepção da diversidade de Vertebrata ao reconhecer os distintos táxons terminais. Uma questão que surge como um vício histórico na apresentação dos distintos grupos de animais vertebrados se refere ao uso do termo “Pi ce ” (Peixes). É de uso comum chamar os organismos aquáticos com ventilação branquial, isto é, aqueles que ventilam efetuando as trocas gasosas por meio de um sistema de ventilação, branquial de peixes. A Classe Pisces representa um grupo tradicional aplicado pala Escola Fenética. Pisce, portanto, representa um táxon parafilético aceito em classificações tradicionais que inclui Myxionoide (Feiticeiras), Petromyzontoidea (Lampreias), Chondrichthyes (Tubarões e Arraias), Actinopterygii (organismos com nadadeiras raiadas, cotidianamente chamados de peixes), Actinistia (Celacantos organismos com nadadeiras lobadas) e Dipnoi (organismos com nadadeiras lobadas e pulmonados). Na apresentação de organismos vertebrados com ventilação branquial e/ou pulmonados, será evitado ao máximos o uso do termo “peixes”, visto que o uso desse termo reúne sobre um mesmo nome linhagens evolutivas distintas, história evolutiva distinta, assim como ancestrais independentes, o que caracteriza Pisces (os peixes) como um táxon parafilético. Figura 1 Linhagens atuais de Chordata. Nesta apresentação Myxinoidea (Feiticeiras) está posicionada como grupo irmão de Vertebrata, ficando 7 Diversidade e Filogenia de Cordados 7 Diversidade e Filogenia de Cordados reconhecido uma distinção entre Craniata e Vertebtrata. Fonte: Autores. Figura 2 Linhagens viventes de Chordata. Os táxons terminais reúnem a diversidade de organismos viventes. Fonte: Autores, baseado em Pough et al. 2008. Os Urochordata são divididos em três Classes: Ascidiacea, Thaliacea e Larvacea. São cerca de 2000 espécies marinhas viventes, onde 95% delas são sésseis quando adultas. Dentre os Urocordatos, Ascidiacea é a classe com maior número de espécies. Ascidiacea: Organismos sésseis, comuns ao redor do mundo. Os indivíduos fixam-se ao substrato, solitárias ou em grandes colônias. O formato do corpo varia de esféricas, cilíndricas a irregulares. Uma extremidade se prende ao substrato e o lado oposto de seu corpo existe duas aberturas, o sifão bucal e o sifão atrial por onde se alimentam e também expelem suas secreções. Podem ser encontradas uma variedade de cores e tamanhos (de 1 mm até 18 cm). Uma túnica espessa reveste as ascídias, que varia de gelatinosa a consistente. A maioria das ascídias são coloniais, e seus indivíduos (chamado de zooides) são geralmente pequenos. Suas colônias podem chegar a tamanhos grandes. 8 Diversidade e Filogenia de Cordados 8 Diversidade e Filogenia de Cordados Os zooides são unidos uns com os outros, sendo que em algumas famílias mais especializadas, podem apresentam uma túnica compartilhada. Há espécies onde os zooides coloniais são integrados em um sistema organizado que apresenta até uma cavidade atrial em comum. Em algumas espécies porém, os zooides são totalmente independentes de seus vizinhos. Foram descritas aproximadamente 3000 espécies em todos os habitats marinhos. Thaliacea: Nas Taliácias, os membros são especializados para vida livre- natante, apresentando sifão bucal e atrial em lados opostos, com função de alimentação e também pr pul ã d i divídu (p r j d’água). As taliácias tem aparência transparente e tecido conjuntivo gelatinoso. A classe Thaliacea é dividida em três ordens: Pyrosomida, Doliolida e Salpida. Em Pyrosomida seus indivíduos formam colônias especializadas, em que os pequenos zooides estão juntos numa estrutura em comum, onde a água entra no sifão bucal de cada indivíduo e passa para uma grande câmara atrial compartilhada, que expele a água em um único sifão atrial. Eles podem ainda apresentar alta bioluminescência. As ordens Doliolida e Salpida compreendem indivíduos que alternam entre etapas sexuais coloniais e solitárias. Seus membros possuem uma ação muscular que contrai a câmara atrial, auxiliando no fluxo aquático. Estão descritas cerca de 1.250 espécies. Larvacea: A classe Larvacea (apendiculários) são apresentam características larvais (presença de cauda) e virem em uma ou casa gelatinosa que eles secretam em torno do corpo. Possuem corpo bulboso e uma cauda muscular em que ainda se conserva a notocorda. A água penetra por filtros localizados na parede dessa casca, na qual é bombardeada pelo batimento complexo de sua cauda e sai por um orifício, produzindo uma força propulsora. Por essas características não apresentam túnica, comum nos demais Urochordata. Das cerca de 70 espécies descritas, 25 ocorrem no litoral brasileiro. Os cefalocordados ou Cephalochordata são um subfilo de cordados marinhos, pequenos e pisciformes, ao qual pertencem os anfioxos. A linhagem vivente, os Anfioxoformes, medem cerca de 6 cm de comprimento e vive enterrado em areia de águas rasas do ambiente marinho, entre dez e trinta metros de profundidade, deixando para fora do substrato apenas sua extremidade anterior. Compõem os cefalocordados 3 gêneros e pouco mais de 20 espécies. No Brasil são registradas 4 espécies: Branchiostoma caribeum, B. platae, e B. marambaiensis, encontradas nos estados da região sudeste e sul, além de Amphioxides pelagicus coletado no plâncton da Ilha de Fernando de Noronha. 9 Diversidade e Filogenia de Cordados 9 Diversidade e Filogenia de Cordados Myxinoidea - As feiticeiras são exclusivamente marinhas, que se alimentam de invertebrados de corpo mole e também de tecidos moles de vertebrados, concentrado um esforço em beliscar sobre estruturas irregulares como brânquia e o ânus. Produzem grande quantidade de muco que secretam por glâncudlas especialisadas, cujo produto inibe a ação de predadores. Os Myxinoidea juntamente com Petromyzontoidea, foram tradicionalmente incluídos em Ciclóstomos (Cyclostomata), um grupo considerdo parafilético, mas que a partir de pesquisas recentes tem sido em tendido como monofilético. São reconhecidos 5 gêneros e 43 espécies no mundo. No Brasil ocorrem os gêneros Myxine, Nemamyxine e Eptatreus. Os dois primeiros possuem apenas um par de fendas branquiais, mas os dois últimos possuem vários pares. Existem ainda algumas diferenças, por exemplo, na forma dos olhos, mas todos são agrupados na ordem Myxiniformes. Quatro espécies ocorrem no litoral brasileiro: Myxine australis, Myxine sotoi, Eptatreus menesi e Nemamyxine kreffti. Os registros de ocorrência são escassos, porém a distribuição ocorre em águas frias e profundas desde o Rio de Janeiro até o Rio Grande do Sul. Conhecem-se duas espécies de fósseis de mixinas da última parte do período Carbónico (também conhecido por Pennsylvaniano do Illinois, de há cerca de 330 milhões de anos): Myxinikela e Gilpichthys, mas existem dúvidas se este fóssil pertence ao mesmo grupo. Este grupo sofre ameaça pela poluição dos oceanos e sobre-pesca. A espécie Myxine sotoi Mincarone, 2001 (peixe-bruxa) encontra-se listada na categoria VU (vulnerável) na listagem oficial de fauna ameaçada de extinção do Brasil (MMA 2014). Petromyzontoidea - As lampreias adultas são ectoparasitas de grandes vertebrados marinhos fixando-se a animais, como peixes, cuja pele abrem com a sualíngua-raspadora e sugam-lhes o sangue. Esta é também uma forma de se deslocarem. Na maior parte das espécies os adultos vivem no ambiente marinho, porém em algumas permanecem na água doce. Reproduzem na água doce. A ventosa bucal também lhes serve para se agarrarem a pedras ou vegetação aquática para descansarem. Lampreias têm distribuição em climas temperados, sendo raras no Brasil e África. Elas encontram-se principalmente em águas temperadas. A diversidade dos Petromyzontoidea divide-se nas subfamilias Geotriinae (gênero Geotria), Mordaciinae (gênero Mordacia), Petromyzontinae (gêneros Caspiomyzon, Eudontomyzon, Ichthyomyzon, Lampetra, Lethenteron, Petromyzon e Tetrapleurodon). 10 Diversidade e Filogenia de Cordados 10 Diversidade e Filogenia de Cordados As lampreias, principalmente suas larvas, são usadas como isco na pesca. No entanto, em alguns países, os adultos são considerados uma especialidade culinária. A poluição dos rios, à qual as larvas são especialmente sensíveis, tem sido a maior ameaça. Figura 3 Protocordados (Urochordata e Cephalochordata) e Cordados basais (Myxinoidea e Petromyzontoidea). Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/46/Tunicate_bla ck_orange.jpg, https://de.wikipedia.org/wiki/Pikaia#/media/File:Pikaia.JPG, https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/12/Pacific_hagfish_Myxi ne.jpg, http://www.ne.jp/asahi/tk/7777/biology/fishesimagealbum1.htm. Recapitulando Os Cordados constituem um filo dentro do reino Animalia que abrange animais deuterostomados adaptados para a vida nos mais diversos ambientes, estão entre os animais mais facilmente adaptáveis e são capazes de ocupar a maioria dos habitats existentes. Todos os Cordados compartilham alguns caracteres, em pelo menos uma fase de sua vida, que são: corda dorsal (notocorda), cordão nervoso dorsal, fenda da faringe e cauda pós anal. As relações filogenéticas apresentadas entre os grupos de cordados sempre reconheceram os Cefalocordados, com base em sua anatomia, como grupo irmão de Vetertabrata. Entretanto, recentemente a partir de uma abordagem genética se tem demonstrado que os Tunicados devem assumir essa posição. Considerando esses resultados, a característica dos Tunicados de serem organismos sésseis deve ser entendida como um caráter derivado, assim como o suporte a partir de dados anatômico compartilhados entre os Vertebrados e 11 Diversidade e Filogenia de Cordados 11 Diversidade e Filogenia de Cordados Cefalocordados deve ser entendido como características ancestrais dos cordados. Os cordados mais basais são Urochordata (Tunicata), Cephalochordata, Craniata e Vertebrata. Nos urocordados (Urochordata), o estágio larval apresenta notocorda e tubo neural, estruturas que desaparecem no estágio adulto. Os cefalocordados (Cephalochordata) apresentam notocorda e tubo neural, porém ausência de vértebras. Os Craniata (Myxinoidea) não possuem qualquer traço de vértebras. Já em Petromyzontoidea a notocorda foi reduzida, está presente um tubo neural e portam estruturas homólogas a uma pequena porção da vértebra (os arcos neurais). Referências bibliográficas Chakra, M. A.; Hallb, B. K. and Stonea, J. R. 2013. Using information in x i ’ e d re lve gfi d l prey relationships and recapitulate craniate–vertebrate phylogenetic history. Historical Biology, 2013 http://dx.doi.org/10.1080/08912963.2013.825792 Delsuc, F; Brinkmann, H.; Chourrout, D. and & Philippe, H. Tunicates and not cephalochordates are the closest living relatives of vertebrates. Vol 439(23): 965-968February 2006|doi:10.1038/nature04336 Heimberga, A. M.; Iarib, R. C-S,; Sémonc, M.; Donoghued, P. C. J. and Petersona, K. J. 2010. microRNAs reveal the interrelationships of hagfish, lampreys, and gnathostomes and the nature of the ancestral vertebrate. PNAS 107(45) 19379–19383. Kuratani, S. and Ota, K. G. 2008 .Hagfish (Cyclostomata, Vertebrata): searching for the ancestral developmental plan of vertebrates. BioEssays 30:167–172. DOI: 10.1002/bies.20701 http://www.educacaopublica.rj.gov.br/oficinas/ed_ciencias/peixes/porque/ organizando/agrupamentos_taxonomicos.html Pough, F. H.; Janis, C. M.; Heiser, J. B. A vida dos vertebrados. 4. ed. São Paulo: Atheneu, 2008. 684 p. Atividades 1. Os Cordados compartilham alguns caracteres, em pelo menos uma fase de sua vida, são eles: A) Cordão nervoso dorsal, fenda da faringe e cauda pós anal 12 Diversidade e Filogenia de Cordados 12 Diversidade e Filogenia de Cordados B) Cordão nervoso dorsal C) Cauda pós anal, cordão nervoso dorsal, corda dorsal (notocorda), fenda da faringe e D) Corda dorsal (notocorda) E) Vértebras, corda dorsal (notocorda), cordão nervoso dorsal, fenda da faringe e cauda pós anal. 2. Petromyzontoidea (Lampreias) pode ser reconhecido como um vertebrado por apresentar uma estrutura cartilaginosas homóloga a uma parte das vértebras de um vertebrado. Qual o nome dessa estrutura? A) Tubo neural B) Arco neural C) Arcuallia D) Vertebra E) Espinho neural 3. O termo Pisces representa um grupo tradicional aplicado pala Escola Fenética. Considerando o que isso representa podemos entender esse grupo como um ...? Encontre a alternativa correta. A) Vertebrado B) Táxon parafilético C) Um craniata D) Agrupamento natural E) Táxon monofilético 4. Quanto à conservação dos Myxinoidea (feiticeiras): A) A espécie Myxine sotoi encontra-se extinta. B) Todas as espécies atuais foram extintas. C) A maior ameaça à são os Petromyzontoidea. 13 Diversidade e Filogenia de Cordados 13 Diversidade e Filogenia de Cordados D) A espécie Myxine sotoi é listada como ameaçada de extinção no Brasil. E) Não sofrem nenhuma ameaça. 5. Os Urochordata: A) Somente 5% são sésseis quando adultas. B) Dividem-se em três Classes: Ascidiacea, Thaliacea e Larvacea. C) São cerca de 200 espécies marinhas viventes. D) São animais extintos. E) Thaliacea é a classe com maior número de espécies. 14 Diversidade e Filogenia de Cordados 14 Diversidade e Filogenia de Cordados 2. Gnatostomata - Condrichthyes Alexandre Uarth Christoff1 2.1 Introdução Maxila e nadadeiras pares são registradas em fósseis de vertebrados do Siluriano. Vertebrados portadores de maxilas são nomeados Gnatostomados, os quais representam um grupo monofilético. Dentre os caracteres derivados presente em Gnatostomados se pode citar a presença maxila formada por cartilagens, com simetria bilateral do palatoquadrado (superior) e mandibular (inferior), a qual tem origem a partir do primeiro arco branquial(ou arcos anteriores); arco branquial hióideo modificado; arcos branquiais internos nas brânquias, três canais semicirculares – aparelho vestibular da orelha, relacionado ao equilíbrio do corpo; cinturas internas que sustentam as nadadeiras peitorais e pélvicas. A presença de maxilas incorporada na anatomia dos vertebrados, concomitante a presença de dentes, oportunizou a esses animais explorar uma extensa diversidade de nichos a partir de novos comportamentos alimentares que inclui agarrar, partir ou mesmos moer alimentos, situação que nos permite entender que da comunidade ecológica se reestrutura a partir desse momento. Outra característica importante presente nos gnatostomados é a presença de dois conjuntos de nadadeiras pares (peitoral e pélvica). A presença dessas novidades evolutivas, que ampliam o nível de complexidade e de atividade desses animais, os quais são reconhecidos ao menos no Siluriano Inferior. Os Gnathostomata se diferenciam em duas linhagens distintas: os Placodermes que representam o primeiro registro fóssil do grupo e Eugnathostomata que reúne Chondrichthyes (tubarões, raias ou arrais e violas, quimeras)e os Teleostomi, que reúne vertebrados com ventilação branquial, coloquialmente chamados de peixes ósseos, com esqueleto interno ósseo. Os Chondrichthyes foram registrados pela primeira vez no registro fóssil no final do Siluriano, Era Paleozoica (433 a 417 Ma = Milhões de anos atrás). Esses animais sofreram três radiações: a) uma na Era Paleozóica, cujas formas são identificadas pela forma dos dentes, basicamente com três cúspides (tricúspides), exemplo Claselache um tubarão de aproximadamente com dois 2 m e portador de cinco fendas branquiais em cada lado da região posterior da cabeça, no qual o corpo encontrava sustentado apenas pela notocorda, com 1 Doutor em Ciências (USP/SP). Professor adjunto da Universidade Luterana do Brasil. 15 Diversidade e Filogenia de Cordados 15 Diversidade e Filogenia de Cordados arcos neurais cartilaginosos proporcionando proteção adicional a medula espinhal. Em alguns tubarões da Era Paleozoica também foi registrada a presença de cláspers pelvinos, estruturas presentes somente nos machos que auxiliam na cópula, e que garantiriam a transferência de espermatozoides, uma fertilização interna e bem sucedida. Posteriormente, no início da Era Mesozóica, surgiram representantes de Condrictes, um exemplo é o Hybodus e espécies relacionadas, que apresentaram modificações importantes que mostram avanços na estrutura das nadadeiras (peitorais e pélvicas) que os tornam mais móveis. Registra-se nesse também uma nadadeira caudal heterocerca, cujo lobo superior é maior com o lobo hipocordal (inferior) menor, essa é uma madeira mais flexível. Espécimes dessa radiação obtiveram sucesso, alguns atingiram tamanho de até 2,5 m de comprimento, mas foram se tornando raros e desapareceram posteriormente. A radiação moderna de tubarões e raias inclui tubarões, raias e quimeras, cujos primeiros representantes são registrados no Triásico (Figura 1). Os tubarões modernos evoluíram a partir do Jurássico com muitos gêneros viventes ainda nos dias de hoje. Pode-se citar três características importantes presentes nos representantes dessa radiação: presença de um focinho que se projeta sobre a boca, de posição ventral; vértebras sólidas e calcificadas que incluem a notocorda; e a presença de material semelhante ao esmalte sobre os dentes (Figura 2). Figura 1 Aspecto geral de um tubarão. Encontrado na URL: https://pt.wikipedia.org/wiki/Tubar%C3%A3o 16 Diversidade e Filogenia de Cordados 16 Diversidade e Filogenia de Cordados Figura 2 Aspecto geral de dentes de um tubarão moderno. Os Condrictes reúnem cerca de 900 espécies, quase todos marinhos, com espécies de raias ocorrendo em de água doce. Os tubarões apresentam um corpo fusiforme atingindo de um a doze metros de comprimento ou como as raias que apresentam um corpo dorsoventralmente achatado. Os Condrichthyes atuais são incluídos na linhagem Elasmobranchii que reúne espécies portadoras de um clásper presente nos machos, do qual derivam três linhagens viventes: Os Pleurotremata tubarões com aberturas branquiais com septos ao lado cabeça, sendo agrupados em duas linhagens os Squalomporpha, com aproximadamente 100 espécies viventes, sem uma nadadeira anal, posicionadas em 4 a 6 ordens e Galeomorpha com aproximadamente 250 espécies de peixes) Similares aos tubarões, com uma nadadeira anal. Inclui 4 ordens: Hipotremata reúne as Raias (Batoidea) com aproximadamente 450 espécies, derivadas dos tubarões viventes, provavelmente esqualóides. Outra linhagem os Holocephali (Quimeras) que portam apenas uma abertura branquial nos lados da cabeça, reúnem aproximadamente 30 espécies viventes, e vivem geralmente em profundidade que chegam a mais de 900 m. 2.2 Condrichthyes Os Chondricthyes atuais estão divididos em dois grupos monofiléticos: os Holocephali apresentam a cabeça sem fendas visíveis externamente, as quais são recobertas por um opérculo membranoso, por tanto apenas uma abertura branquial abrindo-se lateralmente a cabeça; e os Elasmobranchii com de 5 a 7 pares de fendas branquiais, primitivamente laterais. Chondrichthyes são, em geral, caracterizados pelo seu esqueleto é basicamente cartilaginoso, frequentemente calcificado, mas não ossificado; extrema redução da armadura dérmica, não recobrindo o corpo do animal, restrita a algumas estruturas como os espinhos da nadadeira dorsal; o crânio e maxila são peças única, sem suturas; as escamas são do tipo placóide, formados por dentina e um tipo de esmalte, conferindo-lhes uma textura áspera. Os dentes desses animais são homólogos às suas escamas placóides 17 Diversidade e Filogenia de Cordados 17 Diversidade e Filogenia de Cordados que se desenvolvem bastante, apoiando-se nas maxilas por ligamentos; presença de clásper nos machos, órgão copulatório desenvolvido a partir dos raios mediais das nadadeiras pélvicas (Figura 3). A fecundação é sempre interna, podendo ser por oviviparidade e viviparidade. A B Figura 3 A) Escamas placóides na superfície do corpo de um tubarão - Encontrado na URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Fish_scale. B) Clásper (seta) – órgão copulatório - Encontrado na URL: https://en.wikipedia.org/wiki/Clasper 2.3 Elasmobranchii (Neoselachii) Apresentam sistemas sensoriais refinados e diversificados, como os neuromastos e as ampolas de Lorenzini (captação elétrica e de temperatura). O olfato destes animais é tão apurado que são capazes de perceber compostos químicos em concentrações baixíssimas (algo como 1 parte por 10 bilhões em certas espécies). Complementarmente, a visão é também muito acurada principalmente em intensidades luminosas baixas. Para buscar seu alimento, os elasmobrânquios utilizam-se de todos estes aparatos e são eficientes predadores. Os Elasmobranchii dividem-se em Galeomorpha, Squalomorpha (ambos tubarões) e Batoidea (raias). Galeomorpha: São os tubarões propriamente ditos, cuja principal característica é a presença de uma nadadeira anal. Este grupo abrange boa parte dos tubarões modernos, muitas vezes chamados de galeas ou tubarões- galea. Estão divididos em quatro ordens: Heterodontiformes, Orectolobiformes, Lamniformes, e Carcharhiniformes. Existem aproximadamente 300 espécies compreendidas em 23 famílias. Estes animais são carnívoros dominantes de regiões oceânicas quentes e rasas. Ao longo de sua história evolutiva, consagraram-se como predadores carnívoros extremamente eficientes. Desenvolveram características sensoriais, locomotoras e comportamentais que os levaram a dominar os níveis 18 Diversidade e Filogenia de Cordados 18 Diversidade e Filogenia de Cordados superiores das teias alimentares marinhas. Apresentam uma grande variedade de tamanho, de 25 cm de comprimento a até mais de 18 metros. Squalea: São peixes similares aos tubarões, porém sem nadadeira anal. As espécies que pertencem grupo são caracterizadas pelo fato de não possuírem a barbatana anal. O grupo é composto por cerca de 163 espécies compreendidas em 11 famílias e quatro ordens: a Hexanchiformes, Squaliformes, Squatiniformes e Pristiophoriformes. Batoidea: As raias ou batóideas são peixes cartilaginosos que apresentam corpo chato, nadadeiras peitorais alongadas fusionadas à cabeça e fendas branquiais localizadas em sua superfície ventral. Elas são similares por serem achatadas dorso-ventralmente, com cartilagem radial que se estende ao limite das aumentadas nadadeiras peitorais. Raias são distinguidas entre si por sua cauda e modos de reprodução. Elas alimentam-se basicamente de invertebrados bentônicos e pequenos peixes ou plâncton, permanecem muitas vezes repousando sob o substrato parcialmente enterradas. Aproximadamente 560 espécies são conhecidas e distribuídas em 13 famílias. 2.4 Conservação Devido às suas características reprodutivas, tubarões produzemrelativamente poucos descendentes durante sua vida. O alto investimento em poucos indivíduos têm sido uma estratégia evolutiva muito bem sucedida durante milhões de anos de evolução, porém nas últimas décadas a exploração humana (pesca) tem afetado populações de muitas espécies. Os tubarões são apreciados na gastronomia de diversas culturas ao redor do mundo, além de partes de seu corpo serem usadas em rituais de crendices populares (medicina popular), ou mesmo serem abatidos por medo. Filé de cação é um dos pratos mais populares na Europa, por exemplo. As nadadeiras (barbatanas) são consumidas principalmente no mercado asiático, onde acredita-se que possuam propriedades medicinais; sendo que seu valor no mercado pesqueiro levou à terrível prática de abate de animais somente para comércio de suas barbatanas e descarte de todo resto. Milhões de tubarões são mortos todos os p r e der de d de “igu ri ” e é pri cip l causa da dizimação das populações de tubarões em todo o mundo. Além da barbatana, eles são caçados pela sua carne, óleo de fígado ou por mero desporto. Outro ponto que dificulta ainda mais a conservação dos tubarões é o fato de serem animais pouco carismáticos, boa parte são predadores e existem casos de ataques à humanos (mesmo que sejam índices muito pequenos quando comparados a outros animais, como abelhas ou cobras por exemplo). Os tubarões são importantes por estarem no topo da cadeia alimentar. Se eles 19 Diversidade e Filogenia de Cordados 19 Diversidade e Filogenia de Cordados deixarem de existir, poderá haver uma desestabilização da fauna local. Eles atuam no processo de equilíbrio do ambiente. Os tubarões estão distribuídos ao longo de toda a costa brasileira. No Brasil, eles estão concentrados principalmente no litoral Sul do país. Cerca de 160 espécies de Elasmobranchii habitam o Brasil e sua costa, destas 54 encontram- se listadas como ameaçadas de extinção (MMA 2014), sendo 19 Carcharhiniformes, 1 Hexanchiforme, 5 Lamniformes, 2 Orectolobiformes, 24 Rajiformes e 3 Squatiniformes. Ao todo, 19 espécies aparecem na lista de "cri ic e e e perig ”, i r gr u de ri c . O lev e li principais ameaças e estratégias de conservação para os tubarões. Um exemplo é o Carcharhinus longimanus (tubarão galha-branca) que está na lista de espécies aquáticas ameaçadas de extinção brasileira (MMA 2014) Este animal vive nas águas quentes das zonas tropicais, pode chegar a quatro metros de cumprimento e pesar até 168 kg. Desde 2013 a pesca desse peixe está proibida no país por tempo indeterminado. A partir desta normativa, o Ministério do Meio Ambiente determina que todo indivíduo capturados, mesmo que acidentalmente, seja obrigatoriamente devolvido ao mar. As barbatanas do tubarão galha-branca estão entre as mais valiosas do mercado internacional. No Brasil das 82 espécies de tubarão registradas, duas já foram extintas entre as décadas de 1970 e 1980. 2.5 Os Holocephali As quimeras são animais que se assemelham aos tubarões e raias, mas distinguem-se pela ausência dos dentículos dérmicos medindo. Medem no máximo 1 metro de comprimento. As quimeras apresentam algumas características únicas e curiosas. Habitam as profundezas dos oceanos (mais de 80 metros) e dirigem-se às águas rasas somente para depositar seus ovos. Muito pouco se conhece destes seres bizarros, devido ao difícil acesso ao seu hábitat. Muitas das quimeras possuem estruturas em seus rostros que não se sabe ao certo sua função. Movimentam-se através de ondulação lateral do corpo, um movimento sinuoso (ondulado) da longa cauda e movimentos trêmulos de suas grandes nadadeiras peitorais. Em sua maioria, elas se alimentam de gastrópodes, camarões, ouriços, etc. Os Holocephali são aproximadamente 11 gêneros e 54 espécies viventes, contidas na Ordem Chimaeriformes. 20 Diversidade e Filogenia de Cordados 20 Diversidade e Filogenia de Cordados Figura 4 Chondrichthyes: A) tubarão, B) raia e C) quimera. Fonte: A) https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f9/Hydrolagus_colliei.jp g; B) https://pt.wikipedia.org/wiki/Raia- pintada#/media/File:Aetobatus_narinari.jpg, C) https://en.wikipedia.org/wiki/Portal:Sharks/Selected_articles#/media/File:C aribbean_reef_shark.jpg Recapitulando Os Chondrichthyes foram registrados pela primeira vez no registro fóssil no final do Siluriano, Era Paleozoica Esses animais sofreram três radiações: a) uma na Era Paleozóica, cujas formas são identificadas pela forma dos dentes, basicamente com três cúspides (tricúspides), exemplo Claselache. Posteriormente, no início da Era Mesozóica, surgiram representantes de Condrictes, um exemplo é o Hybodus e espécies relacionadas, que apresentaram modificações importantes que mostram avanços na estrutura das nadadeiras (peitorais e pélvicas) que os tornam mais móveis. A radiação moderna de tubarões e raias inclui tubarões, raias e quimeras, cujos primeiros representantes são registrados no Triásico. Os tubarões modernos evoluíram a partir do Jurássico com muitos gêneros viventes ainda nos dias de hoje. Pode- se citar três características importantes presentes nos representantes dessa radiação: presença de um focinho que se projeta sobre a boca, de posição ventral; vértebras sólidas e calcificadas que incluem a notocorda; e a presença de material semelhante ao esmalte sobre os dentes. Os Gnathostomata diferem dos demais Craniata principalmente pela presença de um aparato vertical mastigação – a mandíbula. Seus representantes viventes dividem-se em dois clados principais: Chondrichthyes e Osteichthyes. Os Chondricthyes atuais estão divididos em dois grupos monofiléticos: Elasmobranchii e Holocephali. Elasmobranchii são eficientes predadores e apresentam visão e olfato muito apurados e sistemas sensoriais refinados e diversificados, como os neuromastos e as ampolas de Lorenzini. Os Elasmobranchii dividem-se em Galeomorpha, Squalomorpha (ambos tubarões) e Batoidea (raias). Os Holocephali (quimeras) são animais que se assemelham aos tubarões e raias, mas distinguem-se pela ausência dos dentículos dérmicos 21 Diversidade e Filogenia de Cordados 21 Diversidade e Filogenia de Cordados medindo. Medem no máximo 1 metro de comprimento. Habitam as profundezas dos oceanos (mais de 80 metros) e dirigem-se às águas rasas somente para depositar seus ovos. Referências bibliográficas Figueiredo, J.L. (1977) Manual de peixes marinhos do sudeste do Brasil. Vol. 1, Introdução. Cações, raias e quimeras, Universidade de São Paulo. 104p. MMA – Ministério do Meio Ambiente. Lista de espécies ameaçadas do Brasil. 2014. Pough, F. H.; Janis, C. M.; Heiser, J. B. A vida dos vertebrados. 4. ed. São Paulo: Atheneu, 2008. 684 p. Sitios Recomendados: https://pt.wikipedia.org/wiki/Tubar%C3%A3o Atividades 1. Todas as características abaixo estão presentes nos Chondrichthyes, exceto: A) Crânio e maxila são peças única, sem suturas. B) Extrema redução da armadura dérmica. C) Esqueleto basicamente cartilaginoso. D) Escamas do tipo placóide. E) Ausência de clasper nos machos. 2. Quanto às ameaças à conservação dos tubarões: A) A pesca não traz risco. B) Retirar somente a nadadeira não traz dano aos animais. C) Mais de 50 espécies estão ameaçadas, somente na costa brasileira. 22 Diversidade e Filogenia de Cordados 22 Diversidade e Filogenia de Cordados D) A espécie Carcharhinus longimanus (tubarão galha-branca) é a única na lista de espécies aquáticas ameaçadas de extinção brasileira. E) Tubarões devem ser caçados pois apresentam risco aos seres humanos. 3) Que características foram incorporadas como novidade evolutiva nos Gnathosmata? A) Presença de nadadeiras caudal B) Presença de brânquias C) Ausência de crânio D) Ausência de máximas e nadadeiras impares E) presença demaxilas e de dois conjuntos de nadadeiras pares 4. Indique que inovações locomotoras surgiram com os Ganthostomata, e atualmente são verificadas nos Chondrichthyes: A) Caudal homocerca e nadadeiras pares com suporte interno D) Caudal heterocerca e nadadeiras pares sem suporte interno C) Caudal homocerca e nadadeiras pares sem suporte interno D) Caudal heterocerca e nadadeiras pares com suporte interno E) Caudal homerocerca e nadadeiras pares com suporte interno 5. Relacione as colunas: A) Batoidea ( ) quimeras B) Holochephali ( ) peixes similares aos tubarões C) Galeomorpha ( ) tubarões-gálea D) Elasmobranchii ( ) tubarões e raias E) Squalea ( ) raias 23 Diversidade e Filogenia de Cordados 23 Diversidade e Filogenia de Cordados 24 Diversidade e Filogenia de Cordados 24 Diversidade e Filogenia de Cordados 3. Osteichthyes: Actinopterygii Alexandre Uarth Christoff1 3.1 Introdução Os Teleostomi têm como característica a presença de um revestimento opercular ósseo, o opérculo sob o qual encontra-se as brânquias, grupo irmão dos Chondricthyes, inclui Osteichthyes, cujos primeiros fósseis datam do final Siluruano. Esses reúnem duas linhagens, organismos coloquialmente chamados de peixes, os Actinopterygii, peixes com nadadeiras raiadas, e Sarcopterygii peixes com nadadeiras lobadas. Os Osteichthyes reúnem todos os organismos com tecido ósseo derivado de ossificação endocondral de origem mesodérmica e com dentes implantados nas maxilas. Outras características derivadas compartilhadas, pelos organismos com ventilação branquial - presença de brânquias que efetuam a ventilação) pelos integrantes desse clado são a presença de canais do sistema de linha lateral, nadadeiras peitoral com um padrão singular e nadadeiras, nas quais se encontram presentes lepidotríquios, ou seja raios de ossos dérmicos que as sustentam. Os osteíctes com ventilação branquial (peixes) portam um pulmão ou uma vesícula gás (bexiga natatória, que teve origem a partir de um dobramento da porção anterior do trato digestório. Essa Bexiga é um órgão que auxilia o peixe a manter determinada profundidade (posição na coluna de água), promovendo um ajuste da flutuabilidade, contribuindo num ajuste da densidade do peixe a da água. Registra-se dois tipos de vesículas de gás, um tipo fisóstoma, que apresentam um ducto pneumático que conecta a bexiga a faringe e um tipo fisoclisto que não possui ducto pneumático. Bexiga fisoclista está presente em Teleostei mais derivados. Actonopterygii representa uma linhagem muito diversificada de osteíctes tem como características derivadas compartilhadas a presença de elementos basais das nadadeiras peitorais aumentados, raios presentes nas nadadeiras medianas fixados a elementos esqueléticos e uma única nadadeira dorsal. Outra característica é refere-se a camada de cobertura externa das escamas, a ganoina, que deriva do esmalte. A escama dos peixes é formada do tecido dérmico (osso). Os actinopterígeos mais primitivos apresentavam um tipo de escama recoberto com uma substância parecida coma ganoina. Escamas recobertas por ganoina estão presentes em Polipterus (Polipteriforme) e Lepisosteus (Lepisosteiformes), a qual recebe o nome de escama ganóide. Outro tipo de escama registrado em actinopterígeos são as escamas 1 Doutor em Ciências (USP/SP). Professor adjunto da Universidade Luterana do Brasil. 25 Diversidade e Filogenia de Cordados 25 Diversidade e Filogenia de Cordados elasmóides derivadas das escamas ganóides presente apenas em Teleostie, é acelular portando fibras de colágeno que amplia a flexibilidade, sendo de dois tipos as ciclóides, com bordo arredondado e as ctenóides com bordo reto. 3.2 Actinopterygii Os Actinopterygii são os chamados coloquialmente de peixes ósseos de nadadeiras raiadas, estas sustentadas por espinhos hemáticos. Este é um grupo muito numeroso. Existe cerca de 27.000 espécies viventes, número que cresce a cada ano (Figura 1). Eles habitam uma enorme diversidade de ambientes aquáticos, desde pequenas lagoas às profundezas abissais dos oceanos, recifes de corais e regiões polares. Nos oceanos, ambiente que abriga a maior parte das espécies, existem duas zonas distintas: a pelágica é onde os organismos vivem nadando ou flutuando e a bentônica, nela os organismos estão associados ao fundo de grandes profundidades. As diferenças nestes ambientes são muito grandes, onde há contraste principalmente na incidência de luz, o que leva a diversas adaptações fisiológicas e morfológicas das espécies que os habitam. Por ser um grupo muito grande, os Actinopterygii são classificados em algumas subdivisões, que são apresentadas a seguir. Figura 1 Exemplos de peixes ósseos Actinopterygii: A) Polypteriformes, B) Acipenseriformes, C) e D) Teleostei. Fonte: A) 26 Diversidade e Filogenia de Cordados 26 Diversidade e Filogenia de Cordados https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Delhezi.JPG; B) https://en.wikipedia.org/wiki/Sterlet#/media/File:Acipenser_ruthenus_Pragu e_Vltava_1.jpg; C) https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Siganus_corallinus_Brest.jpg; D) https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/0/0a/Naso_elegans.1_- _Aquarium_Finisterrae.JPG Polypteriformes - É a linhagem mais primitiva sobrevivente. São 11 espécies u i , “bic ir ” e peixe -junco africanos, todos eles predadores em água doce. São registrados na África. Possuem esqueleto muito ossificado, amplo complemento de ossos dérmicos e endocondrais, são recobertos por espessas escamas sobrepostas em camadas, estas cobertas por camada de tecido esmáltico (ganoína), possuem também pulmões ventralmente localizados e medem menos que 1 metro. Acipenseriformes - Este grupo inclui duas famílias viventes: Acipenseridae e Polyodontidae. Os Acipenseridae (esturjões e peixes-espátula) compreendem cerca de 26 espécies, sendo 24 delas esturjões e apenas duas de peixe- espátula. Os esturjões são animais que medem de 1 a 6 metros de vida bentônica. São encontrados apenas no Hemisfério Norte e vivem em água doce, outras são espécies marinhas que se reproduzem em água doce (sobem rios para a reprodução). Estes peixes têm grande importância comercial, principalmente por serem fonte do melhor caviar (ovas). São ameaçadas pela sobre-exploração de suas populações em busca desta especiaria. Já os peixes-espátula Polyodontidae são ainda mais alongados e achatados que os esturjões, apresentando um longo rostro ricamente enervado. São somente duas espécies atuais, que apresentam distribuição descontínua no globo. Uma delas encontra-se ameaçada de extinção em seu hábitat do vale do rio Chang na China. A outra distribui-se pelo vale do Mississipi nos Estados Unidos, estes também muito pescados devido ao consumo suas ovas. Neopterygii que são agrupa dois grupos principais: Holostei, um grupamneto parafilético, que inclui duas linhagens basais viventes: os Lepisosteiformes e os Amiiformes; e os Teleostei, com provável origem marinha, que inclui a maioria dos peixes ósseos familiar para nós hoje em dia. Os Lepisosteiformes são predadores de grande porte (1 a 4 metros), que ocorrem a água doce na América do Norte e Central, sendo os crocodilos os únicos animais capazes de predá-los. Os Amiiformes são representados por uma única espécie atual Amia calva, ocorre na América do Norte, sendo predadores onívoros e menores em tamanho que os demais Neopterygii. 27 Diversidade e Filogenia de Cordados 27 Diversidade e Filogenia de Cordados Teleostei reúne cerca de 21 mil espécies viventes, representando um clado extremamente diverso e de formas muito variadas, que ocupam distintos habitas no ambiente aquático. Esses são animais que apresentam modificações anatômicas importantes, como a presença de uma nadadeiracaudal homocerva, em vista externa. A nadadeira caudal internamente é assimétrica, os arcos neurais caudais (uroneurais) são alongados e contribuem para que o lobo dorsal da nadadeira seja mais rígido. Uma nadadeira homocerca contribui para um nado estável e preciso. Essa nadadeira conjuntamente com a presença de uma bexiga natatória permite que um peixe teleósteo nade de modo estável horizontalmente sem a necessidade da intervenção das nadadeiras peitorais. Outra especialização em teleósteos diz respeito a melhoria na mobilidade do aparelho de alimentação. A partir de uma anatomia bucal que permite maior mobilidade, protusão das maxilas, ocorre uma alimentação por sucção. Osteoglossomorfa: Cerca de 220 espécies vivem atualmente em águas doces tropicais. Na Amazônia brasileira ocorrem os gêneros Osteoglossum, um predador de cerca de 1 metro de comprimento; e Arapaima, animais amazônicos ainda maiores (um dos maiores de água doce) que podem chegar a 4 metros de comprimento. Na África ocorre o gênero Mormyrus que são pequenos peixes com características peculiares como a emissão de descargas elétricas para comunicação. Elomorpha: Este grupo abrange cerca de 800 espécies, sendo 35 entre Meg l pid e ( rpõe ), Albulid e (“b efi ”) e El pid e (f l e gui ), demais 760 são Anguiliformes, como exemplo temos Anguilla Anguilla uma espécie catádroma (cresce no rio e desova no mar), e os Saccofaringeformes (enguias verdadeiras). A maior parte destas espécies são marinhas, algumas com tolerância à agua doce. Na costa brasileira diversas espécies são encontradas, recentemente duas espécies, uma de Albulidae (Albula sp.) e Elopidae (Elops smithi) foram adicionadas a esta listagem (Lucena & Neto 2012). Clupeomorpha: Com coloração prateada, os peixes que compõem este grupo são em sua maioria consumidores de plâncton, por meio de boca filtradora. De maioria marinha, vivem em grandes cardumes. Algumas das mais de 360 espécies de Clupeomorpha são de grande importância comercial, como por exemplo, o arenque, sardinhas e anchovas. Diversas espécies de Clupoemorpha são anádromas, espécies que migram do mar para os rios a fim de reproduzir, exemplos são savelhas e arenques entre outros. Euteleostei: Esse clado reúne a grande maioria dos Teleósteos viventes, estando distribuídos em distintas linhagens, podendo-se destacar os Ostariophysi, Protacanthopterygii, Paracanthopterygii e Acanthopterygii. 28 Diversidade e Filogenia de Cordados 28 Diversidade e Filogenia de Cordados Devido ao enorme número de espécies e sua grande variedade de formas, hábitos e singularidades, ocorre um debate sobre reconhecimento desses agrupamentos. Ostariophysi comporta uma riqueza muito expressiva, reúne cerca de 80% dos peixes de água doce no mundo e cerca de 30% de todos os peixes viventes. Apresentam diversas linhagens com características morfológicas e hábitos reprodutivos variados, como presença de maxilas que protraem ou de dentes faríngeos presente em Siluriformes e Cypriniformes. Os Ostariophysi portam sistemas sensoriais muito desenvolvidos, como o aparelho weberiano (Figura 2), o qual representa uma modificação das primeiras vértebras ajustadas a bexiga natatória, que aumenta a percepção auditiva. Outro traço derivado relaciona-se a produção de uma substância no tegumento que orienta a formação de cardume, uma estratégia de proteção. São exemplos destes, peixes amplamente encontrados na América do Sul como os Characiformes (piranhas, néons), Cypriniformes (carpas), Siluriformes (bagres) e Gymnotiformes (peixes-elétricos). Figura 2 Anatomia de interna de um peixe. A) Nadadeira dorsal; B) Raios da nadadeira; C) Linha Lateral; D) Rim; E) Bexiga; F) Aparelho de Weber; G) Ouvido interno; H) Cérebro; I) Narinas; L) Olhos; M) Guelra; N) Coração; O Estômago; P) Vesícula Biliar; Q) Baço; R) Órgãos sexuais internos; S) Nadadeira ventral; T) Coluna; U) Nadadeira anal; V) Nadadeira caudal. Encontrado na URL: https://pt.wikipedia.org/wiki/Peixe#Bexiga_natat.C3.B3ria. 29 Diversidade e Filogenia de Cordados 29 Diversidade e Filogenia de Cordados Protacanthopterygii é um agrupamento sem sustentação filogenética. Entretanto é ainda utilizado para reunir os peixes Esocídios e Salmoniformes. Os salmões marinhos têm grande importância comercial, bem como as trutas de água doce, ambos pertencentes à família Salmonidae. Os Paracanthopterygii abrangem cerca de 1200 espécies de bacalhaus (Gadus) e diabos-marinhos (Lophis). Acanthopterygii peixes de nadadeiras com espinhos inclui os Perciformes que compõe cerca de 40% de todos os peixes, constituindo uma das maiores ordens de vertebrados. Nela estão classificadas cerca de 9300 espécies diferentes, presentes em quase todos os ambientes aquáticos. Algumas delas formam cardumes e muitas têm importância comercial (como tainhas, namorado, tucunaré e barracudas) além de diversos peixes de recifes de corais. Representam uma das maiores radiações de vertebrados, que reúne aproximadamente 14 mil espécies em ambiente marinho em oceano aberto. 3.3 Conservação Servindo de alimento para o os humanos a vários séculos, os peixes lutam ainda contra outras ameaças à manutenção de suas populações, como a poluição dos ambientes aquáticos, mudanças climáticas, entre outras. Os ambientes de água doce, lagos, rios e corredeiras, abrigam aproximadamente 40% das espécies de peixes viventes e pode-se dizem que todas elas encontram-se sob a ameaça pela alteração dos ambientes. Efeitos da poluição das águas, drenagens, represas, mudança do curso de rios, canalizações, etc, criam habitats incapazes de sustentar as comunidades de peixes nativos em equilíbrio, e quanto mais restrita é a distribuição de uma espécie mais sensível ela se torna diante destes impactos. Um exemplo são os peixes da família Rivulidae, os chamados peixes anuais, apresentam sua biologia relacionada à hidrodinâmica de poças e banhados temporários e intermitentes (MENEZES et al., 2003). As espécies dessa família são na sua maioria endêmicas das regiões onde vivem, habitam áreas geográficas muito restritas, e estas vêm sofrendo forte impacto antrópico. Muito dessas ameaças de extinção deve-se principalmente a rizicultura, canalização e drenagem dos charcos temporários nas áreas baixas, transformando com a estrutura física original do ambiente e causando assim a extinção das populações. Rivulidae reúne atualmente 27 gêneros e 235 espécies. No Brasil, os Estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul que concentram a maior parte das populações, possuem 11 espécies na lista de espécies ameaçadas do Brasil (MMA 2014). Nos ambientes marinhos, a grande maioria dos teleósteos reproduzem-se deixando seus ovos no ambiente sem cuidado parental algum, e isso torna 30 Diversidade e Filogenia de Cordados 30 Diversidade e Filogenia de Cordados suas dinâmicas populacionais e por consequência o manejo pesqueiro extremamente difícil. Os pequenos ovos sofrem com alterações da temperatura, correntes marinhas, fenômenos climáticos, entre outros fatores; e por isso as estimativas de populações viáveis para pesca são complexas e a sobrepesca (quantidade de peixes pescados maior do que o potencial de renovação das populações) atua muitas vezes de maneira muito prejudicial às espécies. A conservação dos peixes relacionados aos recifes de corais está intimamente ligada à saúde desses recifes. Estes ambientes são berçários de diversas espécies e abrigam seres únicos em sua complexa estrutura tridimensional. Porém os organismos que compõe estes ambientes são extremamente sensíveis à poluição das águas e mudanças de temperatura, e a ação antrópica vem acentuando estes efeitos, tornando-os vulneráveis e em inerente ameaça de desaparecimento. Recapitulando Actonopterygii representa uma linhagem muito diversificada de osteíctestem como características derivadas compartilhadas a presença de elementos basais das nadadeiras peitorais aumentados, raios presentes nas nadadeiras medianas fixados a elementos esqueléticos e uma única nadadeira dorsal. Outra característica é refere-se a camada de cobertura externa das escamas, a ganoina, que deriva do esmalte. A escama dos peixes é formada do tecido dérmico (osso). Os actinopterígeos mais primitivos apresentavam um tipo de escama recoberto com uma substância parecida coma ganoina. Escamas recobertas por ganoina estão presentes em Polipterus (Polipteriforme) e Lepisosteus (Lepisosteiformes), a qual recebe o nome de escama ganóide. Outro tipo de escama registrado em actinopterígeos são as escamas elasmóides derivadas das escamas ganóides presente apenas em Teleostie, é acelular portando fibras de colágeno que amplia a flexibilidade, sendo de dois tipos as cliclóides, com bordo arredondado e as ctenóides com bordo reto. Actinopterygii são os chamados peixes ósseos de nadadeiras raiadas sustentadas por espinhos hemáticos. É um grupo muito numeroso, abrangendo mais de 27.000 espécies viventes. Habitam uma enorme diversidade de ambientes aquáticos, desde pequenas lagoas às profundezas abissais dos oceanos, recifes de corais e regiões polares. Por ser um grupo muito grande, os Actinopterygii são classificados em Polypteriformes, Acipenseriformes, Neopterygii e Teleostei. Servindo de alimento para o os humanos os peixes lutam ainda contra outras ameaças populações, como a poluição dos ambientes aquáticos e mudanças climáticas. 31 Diversidade e Filogenia de Cordados 31 Diversidade e Filogenia de Cordados Referências Hurley, I. A.; Mueller, R. B.; Dunn, K. A.; Schmidt, E.; Friedman, M.; Ho, R. K.; Prince, V. E.; Yang, Z.; Thomas, M. G. and Coates, M. 2007.A new time- scale for ray-finned fish evolution Proceedings of The Royal Society B. 274, 489–498 Lucena, C. A. S. & Neto, P. C. 2012. Elopomorpha leptocephali from Southern Brazil: a new report of Albula sp. (Albulidae) and first record of Elops smithi (Elopidae) in Brazilian waters. Biotemas, 25 (4), 297-301. Menezes, N. A., Buckup, P.A & Figueiredo, J.L. & Moura, R.L. (eds.) 2003. Catálogo das espécies de peixes marinhos do Brasil. São Paulo: Museu de Zoologia, 159 p. MMA – Ministério do Meio Ambiente. 2014. Lista Nacional das Espécies da Fauna Ameaçada de Extinção do Brasil - Portaria nº 444/2014 (on line). Disponível em: http://www.mma.gov.br/publicacoes/biodiversidade/category/55-especies- ameacadas-de-extincao. Pough, F. H.; Janis, C. M.; Heiser, J. B. A vida dos vertebrados. 4. ed. São Paulo: Atheneu, 2008. 684 p. Sítios recomendados: https://pt.wikipedia.org/wiki/Peixe https://pt.wikipedia.org/wiki/Teleostomi https://en.wikipedia.org/wiki/Actinopterygii https://pt.wikipedia.org/wiki/Ostariophysi http://tolweb.org/Ostariophysi/15077 https://en.wikipedia.org/wiki/Weberian_apparatus webwer https://pt.wikipedia.org/wiki/Bexiga_natat%C3%B3ria https://pt.wikipedia.org/wiki/Escama https://es.wikipedia.org/wiki/Escama_de_pez https://pt.wikipedia.org/wiki/Migra%C3%A7%C3%A3o_de_peixes 32 Diversidade e Filogenia de Cordados 32 Diversidade e Filogenia de Cordados Atividades 1. Assinale a alternativa incorreta: A) Acanthopterygii inclui os Teleostei que compõe cerca de 40% de todos os peixes, constituindo uma das maiores ordens de vertebrados. B) Os Actinopterygii são os chamados peixes ósseos de nadadeiras raiadas. C) A maior parte dos peixes atuais pertencem ao grupo Teleostei. D) Acipenseriformes inclui duas famílias viventes: Acipenseridae e Polyodontidae. E) Protacanthopterygii é um agrupamento sem sustentação filogenética. 2. Considerando o processo evolutivo em Osteichthyes quais sinapomorfias podem ser reconhecidas para esse clado? Marque a alternativa correta. A) Esqueleto cartilaginoso, linha lateral e raios ósseos nas nadadeiras B) Presença de elementos basais das nadadeiras peitorais aumentados, nadadeira homocerca C) Raios presentes nas nadadeiras medianas fixados a elementos esqueléticos e uma única nadadeira dorsal estilocerca D) Presença de elementos basais das nadadeiras peitorais aumentados, raios presentes nas nadadeiras medianas fixados a elementos esqueléticos e uma única nadadeira dorsal E) Presença de canais do sistema de linha lateral, nadadeiras peitoral e raios de ossos dérmicos 3. Dentre os actinopterígeos se pode reconhecer como linhagem mais basal organismos portadores de escamas com ganoina. Em que grupo esta característica está presente? Marque a alternativa correta. A) Polipteriforme – Lepisosteus. B) Polipteriforme - Polipterus C) Acipenseriformes - Lepisosteus. 33 Diversidade e Filogenia de Cordados 33 Diversidade e Filogenia de Cordados D) Osteoglossomorfa - Polipterus E) Lepisosteiformes - Elomorpha 4. Quanto aos Rivulidae (peixes-anuais), assinale a afirmativa correta: A) Sua biologia relacionada à hidrodinâmica de poças e banhados temporários e intermitentes. B) Reúne atualmente 27 gêneros e 235 espécies no Brasil. C) Devido à sua biologia complexa, não sofrem ameaça de extinção D) Vêm sofrendo forte impacto antrópico, porém, como são anuais, suas populações se mantém estáveis. E) A sobrepesca é uma grave ameaça. 5. São consideradas as principais ameaças à conservação dos peixes marinhos: A) Exploração dos fundos oceânicos e sobrepesca B) Canalizações e dragagens C) Pesca esportiva e poluição D) Sobrepesca e poluição E) Navegações e mudanças climáticas 34 Diversidade e Filogenia de Cordados 34 Diversidade e Filogenia de Cordados 4. Osteichthyes: Sarcopterygii Alexandre Uarth Christoff1 4.1 Introdução A linhagem Sarcopteygii reúne organismos com nadadeiras que contem estruturas ósseas e musculares (nadadeiras) que derivaram dos membros pares dos Tetrápodes. As formas primitivas apresentavam um tamanho corpóreo de aproximadamente 50 cm, portavam nadadeiras pares carnosas, duas nadadeiras dorsais e uma cauda (nadadeira caudal) heterocerca. O tegumento porta, ao longo do corpo, escamas cosmóides, com um tipo particular de dentina, as quais provavelmente derivam de escamas placóides presentes nos Celacantos e dipnoicos. Também se encontram modificações nas maxilas e na articulação da mandíbula, arcos branquiais e cintura peitoral. Esse grupo, abundante no período Devoniano, é representado atualmente por poucas espécies aquáticas viventes, e muitas terrestres todos reunidos na linhagem Tetrapoda, os vertebrados terrestres). Existem atualmente somente 4 gêneros não-tetrápodes, os peixes pulmonados Dipinoi e os celacantos, Actinistia. Os sarcopterígios representam uma linhagem evolutiva que inclui linhagens basais de sarcopterigios e linhagens viventes desses, assim como os Actinistia (Cel c ) e Dip i (“peixe ” pul d ) e c todos os Tetrapoda, ou seja, linhagens basais e viventes (Anfíbios, Répteis, incluindo aves e mamíferos (ver Figura2, Capítulo 1). 4.2 Actinistia Os celacantos Latimeria diferem dos demais Sarcopterygii por suas nadadeiras carnosas e lobadas (exceto a dorsal), causa única simétrica com três lobos, sendo que o lobo carnoso central termina em uma franja raiada. Ademais, diferem quanto aos ossos cranianos, detalhes internos das nadadeiras e a presença de um curioso órgão rostral. Acredita-se que quando adulto podem chegar a medir até 3 metros de comprimento. Habitam os ambientes marinhos, distribuindo-se pela costa do Oceano Índico (fósseis são conhecidos em diversas partes do mundo). Vivem em profundidades entre 100 e 400 metros a temperaturas de 13-18°C. Durante o dia, eles normalmente descansam em pequenos grupos em cavernas vulcânicas ao longo de encostas íngremes. A riqueza resume-se a uma família, um gênero e duas espécies viventes. Latimeria chalumnae eL. menadoensis 1 Doutor em Ciências (USP/SP). Professor adjunto da Universidade Luterana do Brasil. 35 Diversidade e Filogenia de Cordados 35 Diversidade e Filogenia de Cordados são as duas únicas espécies vivas do celacanto. São conhecidas populações destes peixes na costa oriental da África do Sul, ilhas Comores (no Canal de Moçambique, também no Oceano Índico ocidental) e na Indonésia. 4.3 A redescoberta dos celacantos Até 1938 eram conhecidos apenas por fósseis destes animais. Acreditava-se que os celacantos teriam sido extintos no Cretáceo Superior (400 milhões de anos atrás e extintos à cerca de 80 milhões de anos). Entretanto, foram redescobertos por pescadores no litoral da África do Sul. Foram apelidados de "fósseis vivos", pois os fósseis destas espécies haviam sido encontrados muito antes da descoberta de um espécime vivo. Uma busca de 14 anos deu-se até o encontro de um segundo espécime de Latimeria chalumnae, no arquipélago de Comores no oeste do Oceano Índico. Desde então, cerca de 200 espécimes foram lá encontrados. Alguns outros foram também achados perto de Madagascar e Moçambique, analises genéticas indicam que sejam pertencentes à mesma população do arquipélago de Comores. A comunidade científica surpreendeu-se novamente em 1998, quando pesquisadores anunciaram a descoberta de um celacanto em North Sulawesi, na Indonésia, a cerca de 10.000 quilômetros de Comores. O Dr. Mark Erdmann viu pela primeira vez um destes animais na Indonésia, em 1997, quando em sua lua de mel com sua esposa Arnaz. Chegando em um mercado de peixe, notaram um grande peixe de aparência estranha. Dr. Erdmann imediatamente reconheceu o peixe como um celacanto e animadamente fotografou e entrevistou o pescador. Ao investigar mais após a seu retorno, eles descobriram que este era certamente uma descoberta importante e inesperada. Dr. Erdmann voltou a Sulawesi em busca de outros indivíduos e durante cinco meses, entrevistou mais de 200 pescadores nas aldeias costeiras ao redor de North Sulawesi, sem êxito. Finalmente, ele entrevistou dois pescadores que disseram já haviam capturado tal peixe. Depois de um longo monitoramento Dr. Erdman foi finalmente recompensado com um segundo celacanto de Sulawesi em julho de 1998, pego por de profundidade na ilha de Manado Tua. Posteriormente uma equipe de investigação finalmente descreveu para a ciência a nova espécie Latimeria menadoensis. 4.4 Conservação A população de celacantos nas Comores é estimada em menos de mil animais. Além disso, a pesquisas sugerem um declínio de 30-50% no tamanho da população. Assim, a descoberta de uma segunda população é uma boa notícia 36 Diversidade e Filogenia de Cordados 36 Diversidade e Filogenia de Cordados para os interessados na conservação de celacantos. Sabe-se também de apenas dois indivíduos confirmados na Indonésia. Portanto, a população deve ser considerada bastante pequena. Decorre hoje um programa de investigação internacional com o objetivo de aumentar o conhecimento sobre os celacantos, o Programa Sul-Africano para a Conservação e Conhecimento do Genoma do Celacanto. O Instituto de Ciências da Indonésia já recebeu várias reuniões nacionais para discutir a pesquisa destes animais e conservação com o Ministério do Meio Ambiente, e sua pesca, costumes, e os departamentos de conservação da natureza. O que é talvez o mais impressionante sobre esta descoberta é que ela ocorreu em uma área bem estudado por cientistas há mais de 100 anos. Isto ilustra o quão pouco sabemos sobre o mesmo relativamente rasas, perto da costa, ambientes marinhos. Sem medidas de proteção suficientes, muitas espécies podem ser extintas antes mesmo descobri-las. Muitas perguntas continuam ainda sem respostas sobre estes fascinantes animais. Figura 1 Sarcopterygii: Dipinoi e Actinistia. Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Delhezi.JPG; https://pixabay.com/pt/peixes-pesca-aqu%C3%A1rio-fisher-%C3%A1gua- 875968/. 4.5 Dipinoi Os Dipinoi viventes são seres aquáticos exclusivamente de água doce. Se distinguem pela ausência de articulação entre os ossos pré-maxilar e maxilar (com dentes), palatoquadrado fusionado com o crânio não dividido. Seus dentes encontram-se dispostos sobre o palato fundidos em fileiras ao longo das margens laterais. A mandíbula é sustentada por poderosos músculos adutores que se estendem em direção dorsal sobre o condrocrânio. Nos dipnoicos viventes, o pulmão é dorsal ao intestino e conectado à face ventral 37 Diversidade e Filogenia de Cordados 37 Diversidade e Filogenia de Cordados do esôfago por um tubo. Esse pulmão é bilobado em Protopterus e Lepidosiren, porém é ímpar em Neoceratodus. A percepção química é muito importante para estes peixes, sua boca contém numerosos quimiorreceptores. Os dipnoicos modernos da África e América do Sul são capazes de sobreviver enterrados na lama no caso de seus ambientes aquáticos secarem, selando-se dentro de uma toca forrado de mucosa. Durante este tempo, eles respiram ar através de sua bexiga natatória, ao invés de suas brânquias, reduzindo a sua taxa metabólica de forma dramática. Estes peixes podem se afogar se mantidos debaixo d'água sem a possibilidade de respirar o ar atmosférico! Este clado abriga os Neoceratodus (Austrália), Protopterus (África) e Lepidosiren (América do Sul) (Figura2.). - Neoceratodus tem apenas um representante N. forsteri, espécie que pode medir 1,5 metros de comprimento e pesar 45 quilos. Possuem nadadeiras pei r i “e f r de f l ”, d deir c ud l c i u c d deir d r l e l, e c gr de , de e fu i d e “pl c ” (d i p re superior e um par no inferior da boca) e um único pulmão modificado a partir da bexiga natatória. Respiram quase que exclusivamente por meio de suas brânquias, utilizando seu pulmão somente em momentos de estresse. Ele é nativo apenas dos sistemas de Mary e Burnett River no sudeste do Queensland, Austrália. Por meio antrópico foi distribuído com sucesso em outras regiões australianas. Esta espécie vive em rios de fluxo e ainda água (incluindo reservatórios) que têm alguma vegetação aquática presente, sobre a lama, areia ou cascalho fundos. São comumente encontrados em profundidades entre 3 e 10 m e vivem em pequenos grupos sob registros submersas, em bancos densos de macrófitas aquáticas, ou em cavernas submarinas formadas pela remoção de substrato sob as raízes das árvores nas margens dos rios. São tolerantes ao frio, mas preferem águas com temperaturas entre 15 e 25°C. Ao contrário das espécies Africanas e Sul- Americanas, eles não sobrevivem às estações secas através da secreção de um casulo de muco e enterrando-se na lama. - Lepidosiren é também um gênero monotípico, o único representante deste grupo na América do Sul é o L. paradoxa, a pirambóia. São peixes os quais, ainda hoje em dia, se conhece muito pouco de sua biologia e hábitos. A cabeça é relativamente pequena, corpo serpentiforme, nadadeiras peitoral e pélvica filamentosas, nadadeira caudal contínua à dorsal e a anal, poros sensoriais na cabeça, dois pulmões (modificados da bexiga natatória), esqueleto predominantemente cartilaginoso e escamas reduzidas. São encontrados em pântanos e rios de águas lentas da Amazônia, Paraguai e bacias menores do rio Paraná na América do Sul. 38 Diversidade e Filogenia de Cordados 38 Diversidade e Filogenia de Cordados - Protopterus apresenta quatro espécies, todas elas viventes no continente Africano. Assemelham-se muito com seus parentes Sul-Americanos, geralmente habitam águas rasas, como pântanos porém também são encontrados em grandes lagos, como o Lago Victoria (localizado na parte ocide l d r de V le d Rif , Áfric rie l). Ele p de viver “f r d águ ” p r ui e e e c deb rr e durecid b u lei ec . Eles são carnívoros, alimentam-se de crustáceos, larvas de insetos aquáticos e moluscos. Nativos africanos têm se alimentado destes peixes, os enterrando para consumo posterior, sendo muito apreciados ou repugnados por seu forte sabor. Suas populações têm, por conseguinte, sido fortemente reduzidas. A B C Figura 2 A) Neoceratodus foresteri; B) Protopterus aethiopicus; C) Lepidosiren paradoxa. Encontradas nas URLs: A) https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/61/Australian- Lungfish.jpg; B) https://en.wikipedia.org/wiki/Protopterus; C) https://species.wikimedia.org/wiki/Lepidosiren_paradoxa Os Dipnoi são organismos que portam um sistema de ventilação branquial e pulmonar. Alguns são capazes utilizar os dois modos de ventilação, branquial e pulmonar. O modo de ventilação ancestral é a ventilação branquial, mas nesse grupo se verifica a presença de um pulmão. Sim, um pulmão que surge evolutivamente no ambiente aquático, o qual deriva, por evaginação, de uma porção ventral do assoalho do tubo digestivo e que migra para uma posição dorsal, o qual é entendido como uma estrutura homóloga ao pulmão dos tetrápodes. Os dipnoicos são especiais pelo fato de terem como órgão primário de respiração um pulmão especializado que não possui brônquios sendo capaz de extrai oxigênio diretamente do ar atmosférico. Este é um órgão ímpar em Neoceratodus e par em Lepidosiren e Protopterus. 4.6 Origem de Tetrapoda A conquista do ambiente terrestre pelos vertebrados representa um importante passo evolutivo na história desses organismos. Nessa transição do meio aquático para ocupar as terras emersas, um local desprovido de predadores, esses organismos experimentaram importantes modificações anatômicas, fisiológicas e genéticas ao longo do tempo, incluindo expressivos 39 Diversidade e Filogenia de Cordados 39 Diversidade e Filogenia de Cordados eventos cladogenéticos que resultaram em uma grande diversidade atual de formas. A hipótese clássica da ocupação do ambiente terrestre por sarcopterígios basais, que resultaria no estabelecimento dos primeiros tetrápodes, propõe condições climáticas como fator determinante dessa conquista. Uma primeira argumentação refere-se a condição climática do Devoniano, um período onde se reconhece fortes estiagens sazonais, com o estabelecimento de pequenos lagos ou lagoas onde sarcopterígeos basais (peixes) poderiam permanecer presos, Nesses contextos organismos com habilidade de respirar por pulmões e de se deslocar portando alguma habilidade locomotora poderiam passar de um lago para outro antes que esses secarem por completo. Pode-se elencar de modo geral algumas vantagens para a ocupação do ambiente de terras emersas, nessa transição, tais como: presença de nichos novos; ausência de predadores ou em número muito reduzido; baixa competição; presença de oxigênio. Nesse ambiente, considerando as características do mesmo, essas poderiam representar desvantagens aos novos ocupantes, tais como: dessecação, dificultando as trocas gasosas; dificultada de reproduzir a partir de ovos sem anexos embrionários; dificuldade de locomoção no ambiente terrestre, no qual a gravidade exige estratégias diferentes, visto que o ar apresenta menor densidade, assim como amplas modificações anatômicas no plano corpóreo. Novidades evolutivas nos tetrápodes estariam relacionadas aos sistemas tegumentar, locomotor, respiratório, circulatório, sensoriais, entre outros. Os temas envolvidos são discutidos em textos de Anatomia e Fisiologia Animal Comparada de vertebrados, assim não serão apresentadas nesse momento. Os Tetrápodes são reconhecidos atualmente como um grupamento monofilético que se originou a partir de uma linhagem de sarcopterígeos osteolepiformes ancestral que conquista o ambiente terrestre. Os estudos filogenéticos apontam Elpistostegidae, uma linhagem de osteolepiformes do Devoniano Tardio, como o grupo irmão mais provável dos tetrápodes. Em Elpistostegidae são reconhecidos dois gêneros, Panderichthys e Elpistostege, os quais portam olhos no topo da cabeça, o que sugere um modo de vida em águas rasas, cuja cabeça e corpo eram achatados dorsoventralmente, similar ao registrado para a condição dos primeiros tetrápodes. Tetrápodes e Elpististegídeos compartilham ossos frontais distintos, costelas projetadas ventralmente a partir da coluna vertebral, características que atestam para uma relação de grupos irmãos. A análise anatômica comparada das nadadeiras pares entre fósseis de Osteolepiformes (Gêneros Eusthenopteron e Panderichthys) e um Tetrapoda basal (Acanthostega) reconhecido como um vertebrado com patas verdadeiras apresenta evidências robustas da relação de parentesco entre esses organismos. O registro fóssil comporta material suficiente para essas análises que exibe estágios intermediários permitindo 40 Diversidade e Filogenia de Cordados 40 Diversidade e Filogenia de Cordados tais conclusões (Figura 3). Uma descoberta recente diminui e preenche a lacuna entre os primeiros tetrápodes e os sarcopterígeos aquáticos reconhecidos como peixes, se trata da descoberta do fóssil Tiktaalik roseae um organismo com cabeça e corpo achatados, com narinas no topo do focinho e com olhos dorsais, parecido com os crocodilianos atuais. Figura 3 Devoniano tardio. Peixes com nadadeiras lobadas: Dipnoi (Celacanto = Coelacanth), Eusthenopterron, Panderichthys, Tiktaalik e Anfíbios basais como Acanthostega e Ichthyostega. Encontrado na URL https://en.wikipedia.org/wiki/Sarcopterygii Acanthostega e Ichthyostega, do final do Devoniano, encontrados na Groelândia e com aproximadamente 360 milhões de anos, são gêneros fósseis reconhecidos como vertebrados com patas verdadeiras e robustas que viviam em ambientes associados à água. Além das homologias entre os membros desses primeiros tetrápodes com as nadadeiras dos osteolepiformos, se registra como uma evidencia de vida em ambiente aquático a a presença de um reentrância na superfície ventral dos ossos ceratobranquial (parte do aparelho branquial relacionado a sustentação das brânquias dos peixes em Acanthostega. Essa reentrância acomodaria o arco aórtico que esta relacionado ao transporte de sangue as brânquias, o que sustenta que Acanthostega portaria brânquias internas como um peixe. A associação e compartilhamento dessas características compõem argumentos que evidenciam a transição da água para o ambiente terrestre pelos vertebrados aquáticos com o estabelecimento de Tetradoda por consequência doa anfíbios. No período seguinte ao Devoniano, o Carbonífero, visto a partir de interpretações do registro fóssil Tetrapoda comporta duas linhagens distintas: 41 Diversidade e Filogenia de Cordados 41 Diversidade e Filogenia de Cordados os reptilomorfa que inclui anamniota (desprovido de âmnio) e amniotas (vertebrado cujo embrião é envolvido pelo âmnio, como p. ex. os répteis, aves e mamíferos); e outra os Bratracomorfas, que inclui Temnospodyli que abarca tetrápodes anaminiotas primitivos e extintos, com algumas linhagens chegando ao presentes como os anfíbios viventes. Recapitulando Abundantes no período Devoniano, Sarcopterygii atualmente apresenta poucas espécies aquáticas e muitas terrestres. Existem atualmente somente 4 gêneros não-terápodes que são os peixes pulmonados Dipinoi e os celacantos Actinistia. Os celacantos Latimeria diferem dos demais Sarcopterygii por suas nadadeiras carnosas e lobadas (exceto a dorsal), causa única simétrica com três lobos, sendo que o lobo carnoso central termina em uma franja raiada. Ademais, diferem quanto aos ossos cranianos, detalhes internos das nadadeiras e a presença de um curioso órgão rostral. Os sarcopterígios representam uma linhagem evolutiva que inclui linhagens basais de sarcopterigios e linhagens viventes desses, assim
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