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EXERCÍCIO DIRIGIDO - O ESTUDO DAS AVES Questões: 1) Segundo artigo publicado na revista Nature, intitulado: A new hypothesis of dinosaur relationships and early dinosaur evolution, Os Dinosauria apresenta duas linhagens: Ornithocelida e Saurischia. Baseado no enunciado, responda: Quais as características que foram compartilhadas pelos Theropoda e as Aves? • Pescoço alongado e móvel em forma de S. • Um pé com três dedos voltados para frente e um direcionado para trás (denominado de pé tridátilo). • Postura digitígrada (isto é, com os dedos suportanto o peso do corpo). • A junta do tornozelo forma-se entre os ossos tarsais (uma junta intertarsal) no lugar de uma junta entre os tarsos e a tíbia+fíbula. • Ossos ocos, ossos pneumáticos. • Nos coelurosauros, aparece a fúrcula (osso da sorte) formada pela fusão das clavículas e a fusão do osso esterno. 2) Explique sobre a origem do voo nas Aves (ver Pough, et. al , página 420). Existem duas terorias para a explicação da evolução do voo, considerando que, os ancestrais das aves eram os dromeossauros pró-aves. De acordo com essa visão, a primeira, teoria arborícola diz que os ancestrais do Archaeopteryx eram trepadores arborícolas, que pulavam de galho em galho e de árvore em árvore, de modo muito semelhante ao utilizado por alguns esquilos, lagartos e macacos. Sob pressões seletivas que favoreceriam o aumento da distância e da precisão do deslocamento entre as árvores, estruturas que fornecessem alguma superfície para a força de ascensão deveriam ser vantajosas. De acordo com essa hipótese, a evolução de formas voadoras passou de estágios planadores, seguidos de estágios intermediários - tal como Archaeopteryx, no qual o planeio era auxiliado por um débil vôo batido - até os voadores com vôo batido totalmente desenvolvido. Sendo corroborada a partir de descrição de um novo dromeosauro da China, Microraptor gui, com penas sobre os membros dianteiros e traseiros e um tufo de penas na extremidade da cauda. Sendo suas penas semelhantes às penas das aves viventes. A teoria do-chão-para-cima postula que o vôo batido evoluiu diretamente a partir de corredores bípedes terrícolas (Ostrom 1974). De acordo com a primeira versão desta hipótese (a teoria cursora), os ancestrais das aves eram corredores bípedes, velozes, que utilizavam suas asas como planadores, para aumentar a força de ascensão e aliviar o peso durante a corrida. Porém, é uma teoria falha para a origem do vôo porque o batimento das asas não teria sido um mecanismo eficiente para os dinossauros proto- aves aumentarem a velocidade de corrida. Para obter aceleração, é necessária uma tração máxima sobre o solo e, essa tração, só pode ser fornecida pelo contato firme dos pés com um substrato sólido. 3) Explique as diferenças entre as Aves primitivas (basais) e a Modernas Neornithes Iberomesornis tinha uma cintura peitoral mais derivada do que aquela de Archaeopteryx, com coracóide mais desenvolvido, uma apófise da fúrcula e uma ulna mais longa do que o úmero. Além disso, a cauda era reduzida a uma série de vértebras livres e várias vértebras fundidas (o pigóstilo). O pé tinha garras curvas e o hálux oponível (isto é, o artelho voltado para trás). Esta estrutura do pé permite às aves modernas empoleirar-se, porque as pernas curvam um ligamento que envolve, firmemente, os artelhos em tomo do galho. A presença de garras curvas das aves do Cretáceo Inferior sugere a capacidade de pousar em arvores. A presença de dentes com poucas exceções também difere as aves basais das modernas. Os Hesperomithiformes eram de tamanho médio a grande, e especializados para o mergulho através de pés- propulsores. O corpo e o pescoço eram alongados, o esterno não tinha quilha e os ossos não eram pneumáticos. Os dentes persistiam nos ossos maxilar e dentário. As penas, preservadas em dois espécimes de Parahesperornis, eram plumáceas (plúmulas) e as aves podem ter tido um aspecto "peludo" , algo semelhante ao dos kiwis atuais. Os pés eram localizados mais caudalmente no corpo (uma posição que é característica de muitas aves mergulhadoras com pés-propulsores), e os artelhos tinham lobos como aqueles encontrados nos mergulhões atuais. O femur e o tibiotarso eram travados no lugar e não podiam girar sob o corpo. Conseqüentemente, os Hesperomithiformes não teriam sido capazes de andar em terra e, provavelmente, deslocavam-se para frente deslizando sobre seus ventres. Os Hesperomithiformes eram desprovidos de asas, diferentemente das aves mergulhadoras modernas. 4) Qual a capacidade de voo de Archaeopteryx? Muitas evidências sugerem que Archaeopteryx era capaz de voar: as proporções do seu esqueleto eram semelhantes às de algumas aves atuais que voam; o número de rêmiges primárias e secundárias era idêntico ao das aves atuais; a assimetria de suas rêmiges é como aquela observada nas aves voadoras atuais; e a fúrcula era grande; esterno retangular que era associado, provavelmente, a fortes músculos de vôo. Ao contrário dos ancestrais proto-ave das aves, Archaeopteryx tinha asas suficientemente grandes para contribuir na aceleração quando corria. Decolava correndo e batendo as asas, como fazem muitas aves grandes atualmente. Uma vez que o animal tivesse decolado, os cálculos de sua capacidade metabólica sugerem que Archaeopteryx podia voar no mínimo 1,5 quilômetros a uma velocidade de 40 quilômetros por hora. Archaeopteryx pode ser interpretado, plausivelmente, como um predador cursor- terrícola, que podia saltar no ar para capturar insetos voadores, e voar rapidamente para escapar de seus próprios predadores. Archaeopteryx, provavelmente, não podia pousar em árvores, pois ele reteve a estrutura primitiva do pé, que não permitia se agarrar a um galho. Parece provável que Archaeopteryx aterrissava correndo, como fazem as galinhas, as codornas e os faisões. 5) Explique as diferenças entre as Aves ratitas e Neornithes. As ratitas, aves que não voam, incluem avestruzes (Struthioniformes, África), emas (Rheiformes, América do Sul), emus e casuares (Casuriiformes, Austrália) e kiwis (Dinornithiformes, Nova Zelândia). São mais terrícolas, apresentam o esterno achatado com musculos peitorais pouco desenvolvidos, a exemplo, emas, avetruzes e kiwis, este grupo se enquadra dentro dos Neornithes, que se clasicficam como as aves atuais, que provavelmente começaram se diversificar no Cretáceo. (bico sem dentes e corpo completo de penas é caracteristica distintiva) ? 6) Caracterize morfologicamente, ecologicamente (habitat, alimentação, distribuição geográfica e comportamentalmente (no máximo 3 caractisticas), as seguintes ordens: Passareiformes, Casusariiformes, Rhieformes, Struthioniformes, Galliformes, Anseriformes, Piciformes, Coraciformes, Psittaciformes e Falconiformes. Passareiformes: Aves de pequeno porte, incluindo as aves canoras, alimentam-se basicamente de sementes, frutos e pequenos invertebrado, são anisodáctilos e essa caracteristica permite o ato de empoleira-se, logo, a ordem habita galhos de arvores que pode se relacionar com o processo de alimentação, ampla distribuição geográfica, Pantropical. Os comportamentos mais visiveis, envolve o canto, que pode apresentar várias funções, desde atração de parceiros, a sinais de aviso para filhotes. Casuariiformes: Aves de grande porte, incapases de voar mas correm com muita eficiencia, são terricolas, os Casuas se distribuem na Austrália e Nova Guiné se alimentam de aranhas, frutos e gramineas. Rheiformes: São aves pernaltas de grande porte, adaptadas à vida terrícola e que não conseguem voar, tanto pelo porte avantajado como pelo fato de não possuírem local de inserção da musculatura de voo. As emas e nandus são endemicas da América do sul, sendo distribuidas Neotropical, possuindo três dedos. Apresentam uma dieta onívora, onde os adultos e os filhotes se alimentamde folhas, frutos, sementes, insetos e pequenos vertebrados. Struthioniformes: Seu esterno é uma grande placa óssea achatada que protege e aloja os pulmões e o coração. Essa estrutura impossibilita o animal de voar, assim como nas outras aves ratitas. Em compensação, o avestruz possui uma musculatura nos membros posteriores extremamente desenvolvidas, o que os torna excelentes corredores. São animais onívoros e se alimentam principalmente de grama, sementes, insetos e pequenos animais. Avestruzes possuem uma distribuição Neotropical, África, Austrália, Nova Zelândia, Nova Guiné Galliformes: Aves de tamanho médio ou grande, com poderosos bicos arredondados e fortes e garras cegas, úteis para esgravatar o solo. De modo geral, deslocam-se no solo em passo muito rápido, sendo terrícolas. São onívoras, que se alimentam de pequenos invertebrados e material vegetal. Codornizes, jacu, faisão, galinhas-d’angola, perus possuem ampla distribuição Anseriformes: Os Anseriformes são uma ordem numerosa (pato, o ganso e o cisne), com ampla distribuição, sendo maioritariamente aquáticos, incluindo duas famílias e muitas espécies distribuídas por todo o mundo. Entre as características comuns, contam- se as grandes membranas interdigitais que ligam os três dedos dianteiros, as pernas curtas e um bico forte coberto de pele fina, cuja ponta achatada apresenta uma parte mais dura em forma de garra. O bico apresenta ainda janelas laterais que servem de filtro e se encaixam quando o bico fecha. A plumagem espessa é extremamente impermeável, protegendo a ave do frio e da água.se alimentam de raízes de plantas aquáticas, e peixes. Pisciformes: Se alimentam de insetos e frutos, dois digitos para frente e dois pra tras, que facilita o modo de vida que se dá na maioria em troncos de arvores, os representantes mais conhecidos são os pica-paus e tucanos, possuem ampla distribuição. Coraciiformes: Apresentam de médio a grande porte, com ampla distriuição, têm em geral um bico robusto e colorido, geralmente vermelho ou amarelo (martim pescador). As pernas são curtas e terminam em patas pequenas mas fortes, total ou parcialmente sindáctilas. A plumagem é bastante variável de acordo com a família, assim como a presença ou ausência de dimorfismo sexual, asas arredondadas e curtas são especialmente adaptadas ao voo curto. Geralmente arborícolas, e alimenta-se de peixes, girinos e insetos. Psittaciformes: Ordem de aves com cabeça grande, pescoço curto, mandíbula superior forte e curva, com membrana e uma protuberância no bico, patas com dois dedos para diante e dois para trás, que incluem uma única família, os Psitacídeos. Distribuição pantropical e Austrália, distribuindo-se por trezentas e quinze espécies onde se encontram periquitos, papagaios, cacatuas, araras, etc. Falconiformes: As Ordem Falconiformes é composta por uma única família, a Falconidae, representada pelos falcões, caracarás, condores e águias. Possuem formas e hábitos variados, distinguindo-se dos Accipitriformes em vários aspectos. Matam suas presas com o bico e não com as garras, possuindo um rebordo em forma de “dente” na parte superior do bico, usado para seccionar a medula espinhal de suas vítimas. Não constroem ninhos (exceto os caracarás), geralmente aproveitam ocos de árvores ou ninhos abandonados. Ampla distribuição. https://pt.wikipedia.org/wiki/Asa https://pt.wikipedia.org/wiki/Voo 7- Explique e descreva as estruturas das penas das Aves. Raque, base afilada que estende-se do cálamo (base curta e tubular que fixa a pena à pele) e possui ramificações laterais muito próximas entre si denominadas de barbas. As bárbulas são ramificações das barbas. 8- Explique quais foram as adaptações ao voo das Aves. As penas, por exemplo, garantem a força de ascensão e o contorno aerodinâmico durante o vôo. As penas são leves, não obstante elas sejam fortes e elásticas para o seu peso. Houve a fusão de muitos ossos, como o pigóstilo, quilha, tarsometatarso e sinsacro. e o Muitos ossos são pneumatizados (cheios de ar) e o crânio é especialmente leve. No entanto, nem todas as aves têm ossos pneumáticos. Em geral, a pneumatização dos ossos é mais desenvolvida nas aves grandes que nas pequenas. As aves mergulhadoras (pingüins, mergulhões e Gaviidae) têm pouca pneumatização e os ossos dos patos mergulhadores são menos pneumáticos do que daqueles não mergulhadores. As características de alguns órgãos das aves reduzem a massa corpórea. Por exemplo, as aves não têm bexiga urinária e a maioria das espécies tem somente um ovário (o esquerdo). As gônadas dos machos e das fêmeas são, normalmente, pequenas; elas se hipertrofiam durante a estação reprodutiva e regridem quando a reprodução termina. 9- Quais os tipos de penas e asas que ocorrem nas Aves. (1) penas de contorno (rêmiges e rectrizes) - as rêmiges (penas das asas) e as rectrizes (penas da cauda) são grandes e rijas, em geral, penas de contorno penáceas modificadas para o vôo. (2) semi plumas - são penas com estrutura intermediária entre as penas de contorno e as plúmulas. Podem ser distinguidas das plúmulas pelo fato da raque ser mais longa do que a maior barba. Estão escondidas sob as penas de contorno. Fornecem isolamento térmico. (3) plúmulas de diversos tipos - raque é mais curta do que a maior barba ou está ausente. As plúmulas provêem isolamento térmico. As plúmulas do recém-nascido antecedem, usualmente, o desenvolvimento das primeiras penas de contorno. As plúmulas definitivas são aquelas que se desenvolvem com a plumagem total do corpo. As plúmulas da glândula uropigial estão associadas à grande glândula sebácea. Plúmulas de pó produzem um pó branco hidrófobo que fornece cobertura à prova d'agua para as penas de contorno, são bem desenvolvidas nas garças. (4) cerdas – são penas especializadas que ocorrem mais comumente em torno da base do bico, ao redor dos olhos como pestanas, na cabeça ou mesmo nos artelhos de algumas aves. Repelem partículas estranhas, protegendo as narinas e os olhos de muitas aves, atuam como órgãos sensoriais tácteis. (5) filoplumas - crescem sobre as penas de contorno e contribuem para a aparência externa da plumagem, mas normalmente elas não são expostas. As filoplumas são estruturas sensoriais que ajudam na ação das outras penas. Os ornitólogos reconhecem quatro tipos estruturais e funcionais de asas. As aves marinhas, particularmente os albatrozes e bobos, contam com uma planadora ascendente dinâmica. São asas longas, estreitas e achatadas, faltando-lhes fendas nas rêmiges primárias externas. As aves que vivem em florestas, onde são obrigadas a manobrar entre obstáculos, têm asas elípticas. Tendem a ser muito arqueadas e, normalmente, têm várias fendas profundas nas rêmiges primárias externas. Estas características estão associadas, em geral, com o vôo lento e alta capacidade de realizar manobras. Muitas aves que se alimentam no ar, fazem migrações longas, ou suportam uma grande carga na asa que está relacionada a algum outro aspecto de suas vidas como o mergulho, têm asas de alto coeficiente de proporcionalidade. Todas as aves de vôo rápido convergiram para esta forma. A asa de grande sustentação está associada com o planeio estático ascendente, típico de abutres, águias, cegonhas e algumas outras aves grandes. Este desenho de asa reduz o arrasto induzido. 10- Quais são os músculos responsáveis pelo voos nas Aves. Os músculos de vôo compreendem, dependendo da espécies, a maioria da massa corpórea total, em voadores fortes pode chegar a 25 a 35% da massa corpórea. Os músculos envolvidos no voo são o coracóide, supracoracóide e peitoral. É a partir da quilha que se originam os músculos, grande peitoral e supracoracóideo. As aves que são voadoras fortes têm quilhas bem desenvolvidas e músculos de vôo grandes. 11- Descreva os tipos de bicos e faça umarelação com os hábitos alimentares. Bico filtrador - Flamingos e patos vivem na água e dela obtêm seu alimento. Semelhante a uma peneira, formada por uma borda serrilhada, que é capaz de reter o alimento e eliminar a água. Carniceiro – urubus, bico forte que ajudar a rasgar o couro espesso de certas carcaças, dando acesso à carne em putrefação. Pica-pau - O bico forte e especializado para perfurar a madeira. Granívoros - Forte e habilidoso, tem a força necessária para quebrar duras sementes e a delicadeza para separar a casca, que é descartada, da parte nutritiva. Pescadores (forma de lança) - Como lanças afiadas, o bico das garças espeta os peixes escorregadios que se esgueiram sob a água. Rapinantes - usam o bico forte e curvado para dilacerar a carne. Nectarívoro - bico agudo e comprido para alcançar o nectário das mais profundas flores. Insetívoro - bico pequeno, porém forte e eficiente, adaptado para ingestão e captura de insetos. Frugívoro - bico enorme, os tucanos e araçaris arrancam frutos utilizando a ponta do bico, e os atiram diretamente na goela. 12- Explique como ocorre os sistemas de acasalmento, reprodução e cuidado parental nas aves? Acredita-se que os sistemas de acasalamento dos vertebrados refletem a distribuição de alimento, os locais de reprodução e os parceiros em potencial. Estes recursos afetam diretamente os indivíduos dos dois sexos e alguns tipos de distribuição de recursos dão a um dos sexos a oportunidade de possuir múltiplos acasalamentos, pelo controle do acesso a esses recursos. Os vertebrados sociais exibem uma das duas grandes categorias de sistemas de acasalamento - monogamia ou poligamia. A monogamia refere-se a uma ligação de parceiros, entre um macho solteiro e uma fêmea solteira. O casal pode permanecer junto parte de uma estação reprodutiva, uma estação inteira, ou por toda a vida, sendo o mais comum em aves. A poligamia refere-se a uma situação na qual um indivíduo tem mais de um(a) parceiro(a) na estação reprodutiva. A poligamia pode ser exibida pelos machos, pelas fêmeas ou por ambos os sexos. Na poliginia um macho acasala-se com mais de uma fêmea, e na poliandria uma fêmea acasala-se com dois ou mais machos. A promiscuidade é uma mistura de poliginia e poliandria, na qual ambos, os machos e as fêmeas acasalam-se com vários indivíduos diferentes. Incubação e o cuidado dos filhotes por ambos os pais é considerada como a condição ancestral no caso das aves e ocorre na vasta maioria das espécies atuais de aves. No entanto, o cuidado biparental não é exigido sempre, e as situações, nas quais é possível que um dos pais tome conta dos ovos e filhotes. Os machos de espécies de aves poligínicas não participam do cuidado parental e todos os deveres de incuba- ção e proteção dos filhotes são realizados pela fêmea. Menos comumente é o caso em que a fêmea é emancipada e o macho assume as responsabilidades do casal. A reprodução das aves é bem complexa, incluindo exibição do macho, nidificação, oviparidade e cuidado parental. As cores e os padrões podem ter papéis importantes no comportamento social das aves, principalmente durante a corte para atrair a fêmea. As vocalizações também são usadas para a reprodução, em muitas espécies os cantos são executados somente pelos machos sexualmente maduros e apenas durante a estação reprodutiva. Os ninhos dão proteção aos ovos não apenas contra as agressões físicas tais como o calor, o frio, ou a chuva, bem como contra os predadores. Os ninhos das aves variam desde cavidades rasas no solo até enormes estruturas. Quando eclodem, dependendo da espécie e do tipo de filhote (altricial ou precoce), ocorre o cuidado parental. 13- Quais são as vantagens da migração sazonal para as Aves? As aves migratórias podem ser capazes de evitar os limites impostos pela estação severa e beneficiar-se da alta disponibilidade de alimento durante a estação produtiva. Mesmo com um alto gasto de energia, a migração é compensado pela energia ganha como resultado do deslocamento para um habitat diferente. Para algumas espécies de aves as fontes normais de alimento não estão disponíveis durante o inverno, e os benefícios da migração para essas espécies são muito claros. Outras espécies podem guardar energia, evitando, principalmente, a influência do estresse térmico dos invernos nórdicos. Em outros casos, a principal vantagem da migração pode ser a reprodução em altas latitudes durante o verão quando os recursos são abundantes e as aves têm mais tempo para forragear, devido aos dias mais longos, do que teriam se permanecessem próximo ao equador. 14- Descreva os diferentes recursos de navegação que as Aves podem utilizar nas migrações de longas distâncias. São muitos os recursos usados pelas aves para a navegação. A maioria dos estudos sobre esse assunto, são feitos com pombos, mas se aplicam ao restante das aves. Os experimentos têm mostrado que a navegação dos pombos-correios (e presumivelmente dos outros vertebrados) é complexa e baseia-se em muitas indicações sensoriais. Nos dias ensolarados os pombos desaparecem em direção ao lar, retomando rapidamente aos seus pombais. Nos dias nublados os pontos de referência ficam menos precisos e, freqüentemente, as aves se perdem. Estas observações sugerem que os pombos usam o sol como bússola. Naturalmente, a posição do sol no céu muda do amanhecer para o crepúsculo. Isto significa que a ave precisa saber a hora do dia para usar o sol para estabelecer a direção. Sons de freqüências extremamente baixas, bem abaixo das freqüências que podem ser ouvidas pelos seres humanos. Estes sons são gerados pelas ondas dos oceanos e massas de ar passando pelas montanhas e podem indicar uma direção geral por milhares de quilômetros, porém o uso deles como um recurso para a navegação continua sem explicação. Os pombos também podem navegar reconhecendo os diferentes odores do ar quando passam sobre a região. O magnetismo também está envolvido: em dias nublados, pombos portando pequenos imãs nas suas cabeças sofrem perturbações na sua habilidade de navegar, porém, em dias ensolarados os imãs não interferem. Aparentemente, quando o dia está claro, os pombos usam as suas bússolas solares e ignoram as informações magnéticas. Muitas aves migram somente à noite. Nestas circunstâncias, um sensor magnético de direção pode ser importante. Várias espécies de aves que migram à noite utilizam o padrão das estrelas para navegar. Aparentemente, cada ave decora um certo arranjo de estrelas e usa o movimento celeste delas para determinar uma bússola de direção. 15- Defina os termos precoce e altricial e como eles se relacinam com as Aves. A distinção entre as aves precociais e as altriciais está relacionada às diferenças na quantidade inicial de vitelo existente no ovo; e, também, às diferenças no desenvolvimento dos órgãos e músculos no momento da eclosão e a posterior velocidade de crescimento. Os filhotes altriciais nascem desprovido de penas e com olhos fechados, sãoo pouco desenvolvidos. São incapazes de deixar o ninho, sendo guardados e alimentados por um ou ambos os pais, após a eclosão. Os filhotes precoces tem uma maior quantidade de vitelo nos ovos, nascem de olhos abertos, cobertos com penas ou plúmulas, podem ficar eretos e mesmo caminhar. Deixam o ninho após 1 ou 2 dias, podendo ser até independente dos pais. 16- Como as aves marinhas excretam o excesso de sal. A maior parte do sal ingerido pelas gaivotas, albatrozes, pelicanos e outras aves marinhas é eliminada por um par de glândulas localizadas abaixo dos olhos, chamadas de glândulas de sal. Quando a ave ingere a água do mar, o sal entra na corrente sanguínea e é conduzido às glândulas para filtragem. Esses microórgãos têm uma estrutura similar à dos nossos rins. O sangue entra neles por capilares localizados ao lado de células secretoras, que têm afunção de fazer a dessalinização. O sal extraído por essas células passa para tubos secretores conectados à cavidade nasal e em seguida é eliminado pelas narinas em forma de líquido. É por isso que dá para ver uma mancha branca na região do bico do pássaro. Parte do sal também é excretada pelos rins, por meio da mistura de fezes e urina, mas em quantidades muito menores que as expelidas pelas glândulas de sal, órgãos que também são encontrados em répteis marinhos.