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Resumão zoologia II Hipótese Articulata x Hipótese Ecdysozoa Hipótese Articulata: - Origem e evolução dos caracteres morfológicos do Articulata (Annelida + Panarthropoda): A hipótese Articulata coloca o surgimento de segmentação como um evento único em protostomia e dessa maneira relaciona Annelida a Panarthropoda, e Mollusca (dada a segmentação externa de Poliplacophora e interna de Monoplacophora) ao grupo Annelida + Panarthropoda. As sinapomorfias sustentando o grupo Annelida + Panarthropoda incluiam muitas caracteristícas morfológicas que, embora legítimas, podem ser vistas como semelhanças superfíciais ou meras convergências. Nessas sinapomorfias estariam inclusas a presença de segmentos bem demarcados externamente com um par de cavidades celômicas e um par de metanefrídeos, além de uma estrutura de sistemas nervoso e circulatório relativamente semelhantes. Ainda no contexto Articulata, é facil perceber como muitas sinapomorfias de Panarthropoda estão relacionadas a presença de uma cúticula grossa (ela mesma sendo uma sinapomorfia), como por exemplo a ausência de cilios locomotores. Entretanto não há nenhum tipo de cuticula em Annelida, de modo que parece razoável supor que um grupo hipotético que a possua divide um ancestral comum com Panarthropoda mais recente em relação ao ancestral comum de Panarthropoda e Annelida. Existem vários metazoários que possuem uma cutícula (embora não necessariamente de alfa quitina) e fazem muda. Estes mesmos metazoários também dividem outras características em comum como cérebro perisofágico e boca frontal com faringe tri-radial. Estas características passam a ser, na hipótese Ecdysozoa, vistas como sinapomorfias de Cycloneuralia, um grupo formado strictu sensu por Nematoda, Nematomorpha, Priapulida, Loricifera e Kynorhyncha, e posicionado como grupo-irmão de Panarthropoda. A presença bem suportada dos Onycophora como grupo irmão de Arthropoda, dentro de Panarthropoda, é um dos problemas que a hipótese Articulata não pode contornar com facilidade. A formação dos metanefrídeos de Onycophora, embora completamente condizentes com os nefrídeos de Arthropoda, não suportam uma homologia com os nefrídeos de Annelida dada a ausência de células do nefridioblasto no surgimento do orgão. Análises filogenéticas com caracteres moleculares também suportam a hipótese Ecdysozoa em prejuízo da hipótese Articulata. Além dos testes mais comuns feitos com dados do RNA ribossomal 18S, há trabalhos que se utilizam de RNA ribossomal 28S, de sequencias dos Hox Gene e de DNA mitocondrial. Evidência fóssil O registro fóssil compreende uma grande variedade de moluscos, anelídeos, artrópodes e cicloneuralianos; não há registro confiável de sipunculans. As primeiras faunas cambrianas de pequenas conchas calcárias incluem representantes de vários organismos vivos e classes extintas de moluscos. Os halkieriids cambrianos têm um corpo alongado com o lado dorsal coberto por uma cota de malha assemelhando-se ao polyplacophora e um escudo dorsal anterior e posterior; eles provavelmente representam um clado extinto de moluscos e não têm nenhuma semelhança com os anelideos. Anelidios são relatados a partir do Cambriano Inferior, e um certo número de espécies bem preservadas, de um centímetro de comprimento, são conhecidas a partir do Cambriano Médio. Outros fósseis do ecdysozoa 'lobopodo' (são um filo extinto de animais pouco conhecidos.) são de afinidades mais incertas. A famosa Hallucigenia tem membros semelhantes a onicoforos e uma boca aparentemente sem proteção. Anomalocaris e seus parentes aparentemente têm o par de apêndice mais anterior, especializado para manipulação da comida e uma boca radial com uma variedade de espinhas ou escamas, e eles foram realmente interpretados como 'asquelmintos' por esses autores. Isso poderia indicar que alguns dos grupos cicloneuralianos ancestrais estavam segmentados e tinham membros, mas que essas características foram perdidas na maioria das linhagens sobreviventes. Os Kinorhynchs não são conhecidos como fósseis, o que pode ser devido ao seu tamanho diminuto. Os nemátodes não são conhecidos dos depósitos cambrianos; podem ter se originado mais tarde, mas sua ausência como fósseis pode ser também o resultado da natureza colagenosa de sua cutícula, que pode não fossilizar tão facilmente. Evidências moleculares A ordem dos genes mitocondriais é uma forma adicional de evidência, que é de natureza quase morfológica. Registra rearranjos genômicos supostamente raros que espera-se que sejam eventos efetivamente únicos e irreversíveis. Encontraram genes quase idênticos em ordens no genoma mitocondrial do Braquiópode, Terebratulina e o genoma (parcial) do molusco gastrópode Littorina, indicando um relacionamento próximo. Em resumo, evidências moleculares indicam que a maioria dos filos pertencem a três clados é intrigante, mas apenas Ecdysozoa e Deuterostomia são razoavelmente bem suportados. No entanto, há todos os motivos para acreditar que o tipo certo de dados moleculares e o uso dos tipos corretos de ferramentas analíticas acabarão por ajudar a resolver as relações entre os filos metazoários. Não muito tempo atrás, a radiação inicial dos mamíferos parecia intratável, mas duas análises moleculares recentes fornecem suporte robusto para árvores filogenéticas quase idênticas. Significativamente, ambos os grupos de pesquisa procuraram e utilizaram cuidadosamente segmentos genômicos não codificantes, codificantes de proteínas, flanqueadores e facilmente codificáveis, que estavam sofrendo taxas apropriadas de substituição. Embora isso signifique começar de novo do zero, uma estratégia similar pode ser necessária para montar um conjunto de dados moleculares capaz de resolver as relações entre os filos bilaterais. Hipótese Ecdysozoa: A hipótese alternativa enuncia que os artrópodes e grupos afins, como Tardígrada e Onycophora, não estão diretamente relacionados com os Annelida, mas com uma série de grupos de pseudocelomados, constituindo um clado denominado Ecdysozoa. As sinapomorfias compartilhadas pelos ecdysozoários são, principalmente: ausência de cílios locomotores, cérebro tripartido e realização de muda. Contudo, ao considerarmos tais características como sinapomorfias, a localização de outro grupo é questionada: Gastrotricha. Os animais pertencentes a este último grupo possuem um posicionamento “dúbio” na filogenia, pois não realizam muda, são dotados de estômago com cerdas e cérebro periesofágico. Para que Gastrotricha seja colocado no grupo dos Ecdysozoa, deveríamos pensar que houve reversão para alguma características neste clado. Como nas maioria das análises evolutivas, não há apenas uma única hipótese. Podemos considerarmos a presença decérebro periesofágico como sinapomorfia de Gastrotricha + Ecdysozoa, sumindo em Panarthropoda, o cérebro de Gastrotricha é homólogo ao de Introverta. Ou então, se colocarmos como sinapomorfia de Ecdysozoa a presença de cérebro tripartido, com o cérebro periesofágico surgindo em Gastrotricha e em Introverta, temos que o cérebro destes dois últimos são órgãos convergentes. Resumão zoologia II Simetria corporal, cavidades corporais e hábitos de vida em invertebrados. Pensando em evolução e transição das formas corporais, temos cinco fatores importantes: o Simetria o Cavidade corporal o Tecidos o Desenvolvimento o Segmentação Simetria: Chamamos de simetria a superfície capaz de dividir o organismo em partes, sendo que ambas as partes devem coincidir perfeitamente quando sobrepostas. Um animal pode apresentar simetria radial, bilateral ou não apresentar simetria. - Assimetricos: não têm eixo do corpo e não têm plano de simetria, exemplo: porifera, placozoa. - Simétricos: o arranjo das estruturas do corpo está relacionado ao eixo do corpo; corpo,quando partido ao meio, em um plano, obtém-se partes semelhantes. Pode ser dividido em: simetria radial, simetria radial (cilindro), simetria pentaradial e simetria bilateral. Simetria radial: é aquela em que alguns eixo, e não apenas um plano, passa através do animal, e as partes se repetem em volta desse eixo. Animal confronta o ambiente por várias direções; estruturas alimentares e sensoriais estão na periferia do corpo, em todas as direções (sistema nervoso em plexo). Exemplos de grupo: Ctenophora. Simetria radial (cilindro): as partes do corpo são arranjadas em volta de um eixo e as partes são similares, infinitos planos; quando o organismo tem tubo digestivo, o eixo segue da superfície oral para a aboral. Exemplos de grupo: Cnidária – Anemona. Simetria penta-radial: Tipo de simetria em que um corpo pode ser dividido em cinco partes, em volta de um eixo central. É um passo evolutivo secundário da bilateralidade. Exemplos de grupos: Echinodermata - estrela do mar. Simetria bilateral: É a divisão imaginária que divide o corpo de um animal em duas metades iguais. A divisão forma dois planos perfeitamente simétricos, podendo ser: sagital (direito e esquerdo); coronal (posterior e inferior) ou transversal (dorsal e ventral). Animais com mobilidade controlada, em que a parte anterior do corpo confronta primeiro o ambiente; cefalização e estruturas sensoriais e alimentares dispostas na região anterior. Exemplos de grupo: Anelideos, Platelmintos. 1.Evolução de Bilateria Cnidária e Ctenophora são considerados grupos pré bilaterais, pois: Primariamente radiais e diploblásticos, porém, representantes de Anthozoa (Cnidaria) podem possuir 1 (exemplo Actiniaria) ou 2 sifonoglifes (exemplo Octocorallia) – Sulcos ciliados da faringe que conferem ao pólipo simetria bilateral ou birradial. Em cada lado do corpo de muitas especies ( Tentaculata) existe uma bolsa epidérmica ciliada profunda – a bainha tentacular, de onde partem os tentáculos conferindo simetria birrradial. Quais principais características sustentam os bilateria? o Triploblastia: Os triploblásticos ou triblásticos são animais (metazoarios) cujo desenvolvimento embrionário precoce se diferenciam três folhas embrionárias ou camadas de tecido embrionário: ectoderme, endoderma e mesoderma. Este último está ausente nos diploblas- tos, cujo nome se refere à presença de apenas duas folhas embrionárias (por exemplo, no caso dos cnidários). o Simetria bilateral: É a divisão imaginária que divide o corpo de um animal em duas metades iguais. A divisão forma dois planos perfeitamente simétricos, podendo ser: sagital (direito e esquerdo); coronal (posterior e inferior) ou transversal (dorsal e ventral). o Cefalização: É uma tendência evolutiva dos tecidos nervosos de se deslocarem em direção à região cefálica, promovendo a criação de um sistema nervoso central com maior proximidade dos órgãos dos sentidos. Bilatério típico: Simetria bilateral produz metades especulares direita e esquerda. Antes... Simetria radial: ambiente uniforme ao redor da circunferência do corpo (sistema nervoso difuso, estímulos por todos os lados). A simetria radial sustenta polarização corpórea oral-aboral (em medusas, p.ex., gradiente ambiental/vertical e locomotor coincidem). - Polarização: Hipótese: animais com simetria bilateral podem ter evoluído de animais com simetria radial que começaram a se locomover ao longo de uma superfície/substrato. Polarização do corpo em relação ao gradiente locomotor/horizontal resultou no eixo ântero- posterior. Polarização em relação ao gradiente ambiental/vertical produziu o eixo dorsoventral. Ganhos diretos: cefalização, locomoção direcional, centralização do sistema nervoso, especialização da musculatura. Anterior: cefalização, concentração de órgãos sensoriais e gânglios, região exploratória. Dorsal: proteção. Ventral: locomotora, adesiva, alimentação. Entretanto… existe animais bilaterais sésseis! Bilatérios sésseis: Suspensívoros, filtradores sua cefalização não é evidente e assumem simetria radial secundária ou superficial. Aparato alimentar normalmente inclui uma coroa de tentáculos com Epitélio ciliar (homoplástico). Exemplo: Phoronida, Polychaeta e Bryozoa. O modelo vermiforme Modelo muito bem sucedido na natureza! Formas cilíndricas (achatadas ou não), os vermes, são facilmente produzidos na natureza e favorecidos pela seleção natural - tecidos moles são resistentes (potencial de regeneração alto: os danos são reparados). Vermes pequenos utilizam locomoção ciliar, mas a maioria se move por contração muscular. Epiderme normalmente secreta muco e possui cutícula protetora. Muitos representantes na fauna intersticial. Cavidade do corpo – Celoma Celoma: O Celoma (do latim cele, "cavidade") é uma cavidade embrionária revestida por epitélio de origem mesodérmica e com fluido (‘fluido celômico’). Esta cavidade embrionária deve ser revestida completamente por mesoderme para ser caracterizada como celoma verdadeiro (celomados). Animais celomados são aqueles que apresentam celoma verdadeiro, enquanto os acelomados não apresentam celoma e os pseudocelomados (pseudo= “falso”) apresentam uma cavidade que não é revestida completamente por mesoderme. Função: esqueleto hidrostático, transporte interno, circulação de fluido, excreção e reprodução, câmara de armazenamento de gametas. Pré-requisitos - Metazoários -------------- - triploblásticos (presença de mesoderme) -Endoderme -MESODERME -Ectoderme Porifera Não apresenta tecidos verdadeiros Cnidaria Diploblásticos (sem mesoderme) Platelmintos em diante (bilateria) Triploblásticos (com mesoderme) Modelos em bilateria o Corpo compacto (sem cavidades): células separadas por matriz extracelular. o Corpo com algum tipo de cavidade. 2.Evolução das Cavidades Acelomado: Sem cavidade corporal. Sem um espaço corpóreo além daquele do trato digestivo. Pseudocelomado (blastocelomado): Cavidade entre a meso e endoderme. Com blastocele subsistente entre o trato digestivo e a parede do corpo, não completamente recoberto por peritônio (membrana serosa que recobre as paredes do abdome e a superfície dos órgãos digestivos.), ou este está ausente. Celomado: Cavidade dentro da mesoderme. Com celoma verdadeiro (cavidade Mesodérmica), recoberto por peritônio (derivado da mesoderme). Exemplo: Anelídeos. Cavidade primária: Blastocele O blastocélio ou blastocele, também denominado cavidade de segmentação, é a região central da blástula, resultado de várias divisões mitóticas denominadas segmentação ou clivagem. É o segundo estado de desenvolvimento do embrião dos animais. A blástula segue-se à mórula e precede a gástrula na sequência do desenvolvimento. Pode persistir na forma adulta como uma hemocele (cavidade do corpo dos artrópodes e de alguns invertebrados, por onde flui a hemolinfa). Cavidade secundária: Celoma Desenvolvimento do celoma Formação da mesoderme por Enterocelia: O celoma é formado, no espaço interno criado pela expansão das bolsas oriundas do arquênteron, ou seja células do arquênteron. Então ocorre uma expansão e o celoma não é formado por células do mesoderma. Animais deuterostomados. Formação da mesoderme por Esquizocelia: O celoma é formado por células do mesoderma, ocorre uma fissão. Animais protostomados. Ambos os processos, o celoma é uma cavidade secundária , ou seja , é formado depois da blastocele. De radiata para bilateria observam-se modificações comportamentais muito importantes. Animal torna-se ativo na busca por presa, abrigo para proteção,locais para viver, parceiros reprodutivos. Mudanças que envolvem estratégias adaptativas e uma nova organização corporal. Movimentos ativos dirigidos demandam um alongamento da forma do corpo – determinação de uma extremidade cefálica anterior e caudal posterior, além de um lado dorsal e ventral (especializado na locomoção). Acoelomorpha: Diversos estudos filogeneticos apontam Acoelomorpha como grupo basal de animais bilaterais, apesar de outros apontarem este filo como intermediário entre porífera e Eumetazoa. Isto porque são animais que possuem células monociliadas do epitélio inferior que se assemelham a células com colarinho. Colarinho reduzidos a microvilosidades, abandono de alimentação por filtração, alimentação extracorporea. 3.Hipótese articulata x Hipótese ecdysozoa Hipótese Articulata: Surgimento da segmentação como um evento único em Protostomia, relacionando Annelida a Panartropoda e Mollusca. Sinapomorfias (Anellida + Panartropoda): o Segmentos bem demarcados externamente. o Um par de metanefrídeos. o Sistema nervoso e circulatório semelhantes. Problemas: Clivagem espiral + genética Enquanto os anelídeos desenvolvem-se por um processo de clivagem espiral, os artrópodes desenvolvem-se de maneira bem mais heterogênea, com certos grupos mostrando padrões de clivagem embrionária que se assemelhamimage ao padrão espiral, mas com outros grupos exibindo padrões de clivagem radiais. Para contornar este dificuldade foi proposto que os artrópodes tivessem perdido o padrão de clivagem espiral clássico exibido pelo suposto ancestral comum com os anelídeos e mantido por estes últimos, mas os problemas não param por aí. A polêmica persistiu mesmo com a cada vez maior utilização de dados moleculares nas filogenias, mas os avanços contínuos nas técnicas de sequenciamento de DNA e no desenvolvimento e implementação de algoritmos de análise filogenética, acabaram por dividir o clado Articulata. Hipótese Ecdysozoa: Os artropodes e grupos afins, como Tardígrada e Onycophora NÃO estão diretamente relacionados com Annelida, mas com uma série de grupos de pseudocelomados, constituindo um clado Ecdysozoa. Sinapormofias o Ausência de cílios locomotores. o Cérebro tripartido e realização de muda. Problemas: Gastrotricha (posionamento “dúbio”) pois: o Não realizam muda o Estômago com cerdas. o Cérebro periesofágico. 4.Filogenia de Protostomia – Lophotrochozoa Tradicionalmente: bilateria triploblásticos divididos em protostomia e deuterostomia. Critérios: Há exceções Caracteres relacionados ao desenvolvimento podem ser ‘típicos’ mas variam entre os grupos! Ex. Phoronida e brachiopoda – clivagem semelhante à radial. Outra tendência: presença de um cérebro (gânglio) dorsal ou circumesofágico conectado a um (par) cordão nervoso ventral – mas… condição alterada nas formas sésseis. De todo modo, não há uma ’boa sinapomorfia’ para protostomia. Acoelomorpha um dia agrupou com platyhelminthes… Agora com Nefrídeos! Nephrozoa: lophotrochozoa Lophophorata: lofóforo: coroa de tentáculos ciliados ocos, ao redor da boca, estrutura utilizada na alimentação. Antes entoprocta (ânus dentro da coroa, tentáculos sólidos) e ectoprocta (ânus fora da coroa, tentáculos ocos) juntos eram designados de briozoários (bryozoa). Por que estavam todos juntos? Basicamente pq possuiam uma ‘coroa de tentáculos’ (supostamente um mesmo Lofóforo (mas entoprocta tentáculos sólidos e não ocos), um trato digestório em forma de ‘u’, todos são sésseis, clivagem radial (mas...entoprocta é espiral) mas essas não são características propriamente robustas. Atualmente: 1. Entoprocta=kamptozoa (próximo de cycliophora) 2. Ectoprocta=bryozoa (sem posição definida) 3. Brachiopoda + phoronida (grupos irmãos, ‘reais lofoforados’) Todos estão em lophotrochozoa. Bryozoa: embora tenha uma coroa de tentáculos ocos (um suposto lofóforo) é provável que a estrutura não seja homóloga ao lofóforo de phoronida e brachiopoda (Nielsen 2012). E a larva trocófora. Uma larva trocófora é um tipo de larva marinha, que possui várias bandas de cilios. Devido ao movimento destes cilios, redemoinhos de água são criados, possibilitando o controle da direção dos seus movimentos. A Larva Trocófora apresenta 3 bandas ciliares, Prototróquio, Metatróquio e Telotróquio. Phoronida, Brachiopoda, bryozoa (‘ecto’) e kamptozoa (‘ento’) apresentam larva trocófora. Grupos com trocófora, mas nenhum lofóforo: Annelida, Echiura, Sipuncula e Mollusca. Grupos sem trocófora e lofóforo: Gastrotricha e Gnathifera. Sinapomorfias: 1. Protonefrídios: Os protonefrídeos são os órgãos excretores mais simples. 2. Faringe (conduto muscular e membranoso que vai do fundo da boca à laringe e ao esôfago) modificada contendo elementos cuticulares (trofos = mandíbulas). 3. Mandíbulas com pinças articuladas em um pedicelo. Gastrotricha Problemático! Sem posição definida. o Por conta da posição do cérebro (ao redor da faringe), já foram considerados Cycloneuralia (grupo irmão de panarthropoda), mas não se encaixam no padrão da ecdise de arthropoda e possuem cílios locomotores (musculatura é responsável pelos movimentos em Cycloneuralia) – zrzavý 2003 – colocou em ecdisozoa. o Tubos adesivos secretam substância de adesão – há um sistema duoglandular para aderência e liberação muito semelhante ao de alguns platyhelminthes. Ruppert et al. (2005) consideram como Cycloneuralia. Sob o ponto de vista molecular: gastrotricha: grupo irmão de platyhelminthes. Platyzoa Difícil de definir morfologicamente... o Compreende organismos blastocelomados e acelomados (nenhum celomado) o Alguns com mandíbulas cuticularizadas: Gnathifera - Gnathostomulida, Micrognathozoa e Rotifera. o Com exceção de Polycladida (platyhelminthes) e Acanthocephala, todos possuem desenvolvimento direto. o Ahlrichs, 1995, 1997: Gnathifera= Gnathostomulida+Syndermata (com base na estrutura da faringe com mandíbulas). Gnathostomulida: acelomado, sem ânus, epiderme sem cutícula.
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