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LICENCIATURA EM CIÊNCIAS BIOLÓGICAS BIOLOGIA DE DEUTEROSTOMIA I RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS FILO ECHINODERMATA Alunos: Alisson Vanzela Danilo Duque Eduardo Virgili Giovana Cristina Isadora Gobbi Prof° Dr. Sérgio Posso TRÊS LAGOAS/MS 2021 1. INTRODUÇÃO Os equinodermos são um grupo antigo de animais conhecidos desde o período Cambriano. O nome Echinodermata é derivado da presença de espinhos ou protuberâncias externas (Hickman et al., 2016), sendo os membros deste filo exclusivamente marinhos, e se encontram, predominantemente, no fundo (FOX; BARNES; RUPPERT, 2005). Deste modo, os equinodermos incluem as estrelas-do-mar, ofiuroides, ouriços-do- mar, pepinos-do-mar e os lírios-do-mar, que apresentam um endoesqueleto calcário na forma de placas ou representado por ossículos (Hickman et al., 2016). Além disso, uma das características que mais distinguem este grupo é a presença de canais celômicos e apêndices superficiais que caracterizam seu sistema hidrovascular (FOX; BARNES; RUPPERT, 2005). 2. MATERIAIS E MÉTODOS Materiais utilizados: • Fotografias e vídeos fornecidos pelo professor. MÉTODOS Durante a aula foi apresentado as espécies a serem retratadas, e em seguida foram encaminhados imagens e vídeos fornecidos pelo professor. Através das fotos foi possível observar suas estruturas externas e internas, com alguns detalhes sendo apontados. Após a análise, foi realizado anotações e desenhos detalhados das classes de Echinodermata observadas. 3. RESULTADOS Figura 1 - Visão da parte dorsal da estrela-do-mar e suas estruturas. Figura 2 – Visão da parte ventral da estrela-do-mar e suas estruturas. Figura 3 - Visão da parte dorsal e ventral da bolacha-do-mar e suas estruturas. Figura 4 - Visão da parte ventral e dorsal do ouriço-do-mar e suas estruturas. Figura 5 - Parte ventral e dorsal do lírio-do-mar e suas estruturas. Figura 6 - Parte ventral do ouriço-do-mar e a lanterna de Aristóteles. Figura 7 - Parte dorsal e ventral do pepino-do-mar e suas estruturas. 4. DISCUSSÃO I. MORFOLOGIA EXTERNA 1. Aspectos gerais 1.1. Qual é a forma geral do corpo de cada um deles? Qual o tipo de simetria? R: A estrela-do-mar apresenta o corpo achatado e flexível, sendo composto por raios ou braços, que se projetam a partir de um disco central (Hickman et al., 2016). O sulco ambulacral entende-se radialmente no interior de cada braço. Cada sulco contém duas ou quatro fileiras de pé ambulacrais, e são protegidos por espinhos móveis (FOX; BARNES; RUPPERT, 2005); o ouriço-do-mar e a bolacha-do-mar apresentam um corpo compacto encerrado em uma testa ou carapaça de endoesqueleto. No caso, o ouriço-do-mar apresenta uma estrutura denominada lanterna de Aristóteles para sua alimentação, e espinhos de comprimento médio a longo, já as bolachas-do-mar apresentam espinhos curtos (Hickman et al., 2016). O pepino-do-mar apresenta um corpo delgado e alongado no eixo oral- aboral, tendo ossículos reduzidos e parede do corpo coriácea; por fim, o lírio-do- mar apresenta o cálice coberto por uma pele grossa e flexível (tégmen) que contém placas calcárias. Cinco braços flexíveis ramificam-se para formar outros braços. Um cálice e braços formam a coroa. Também apresenta um pedúnculo articulado longo, ligado à superfície aboral do corpo. Esse pedúnculo é composto de placas de aparência articulada, formando cirros. Todos esses equinodermos apresentam simetria radial na fase adulta, porém no pepino-do-mar é estabelecido uma simetria bilateral secundária, e em ouriços-do-mar e bolachas- do-mar irregulares também ocorre simetria bilateral (Hickman et al., 2016). 1.2. Classifique-os dentro das cinco classes existentes. Quais características externas separam estes animais em cada classe? R: O lírio-do-mar é pertencente a classe Crinoidea, apresentando braços com sulcos ambulacrais abertos e perda do madreporito externo; a estrela-do- mar, pertencente a classe Asteroidea, apresenta braços conectados ao disco central, tem a presença do madreporito na superfície aboral e possui pés ambulacrais; o ouriço-do-mar e a bolacha-do-mar são pertencentes a classe Echinoidea, e apresentam uma fusão dos ossículos esqueléticos para formar uma carapaça rígida, tendo o sulco ambulacral fechado; por fim, o pepino-do-mar, pertencente a classe Holothuroidea, apresenta uma redução dos ossículos, madreporito interno e alongamento do eixo oral-aboral (Hickman et al., 2016). 1.3. Todos são livres natantes? R: Sim, a gástrula dos equinodermos se desenvolvem em larvas livres natantes (FOX; BARNES; RUPPERT, 2005). 1.4. Como se dá a captura de alimento nos equinodermas? R: A estrela-do-mar aplica uma força muito grande que é aplicada por cada um dos pés do animal que se revezam, até os músculos do bivalve fadiguem e, então, a estrela-do-mar everte seu estômago para dentro das valvas e se alimenta das partes moles do bivalve. (Hickman et al., 2016) Já dieta dos ouriços-do-mar consiste principalmente de algas e outro material orgânico que eles pastam com os dentes. Nesta classe também há as bolachas-da-praia que possuem espinhos claviformes curtos que movimentam a areia com o material orgânico, fazendo com que as pequenas partículas alimentícias caem entre os espinhos e os tratos ciliados da superfície oral as levam para a boca. (Hickman et al., 2016) Na classe dos pepinos-do-mar (classe Holothuroidea), eles utilizam os tentáculos orais para recolher alimento, enquanto os pés tubulares ao longo do corpo ajudam na locomoção, na fixação e na sensibilidade tátil (Brusca & Brusca, 2018). Os lírios-do-mar e as penas-do-mar utilizam os braços e as pínulas, mantendo-os esticados na água circulante, sendo uma superfície ampla para retenção de alimentos. As espécies das águas profundas sustentam seus braços levantados e esticados para fora, formando um funil com o qual elas capturam os detritos, e formam pedúnculos que levantam uma coroa de braços para dentro da corrente de água (Brusca & Brusca, 2018). 1.5. É possível observar a lanterna de Aristóteles? Em quais grupos? Qual sua função? R: Sim, é possível identificar a lanterna de Aristóteles na classe dos Echinoidea (ouriços-do-mar e bolacha-do-mar). Lanterna de Aristóteles é um mecanismo complexo usado para mastigar o alimento. Cinco pares de músculos retratores puxam a lanterna e os dentes para dentro da testa; cinco pares de músculos protratores empurram a lanterna para baixo e expõem os dentes. Os outros músculos produzem uma variedade de diferentes movimentos. Somente as partes esqueléticas e os músculos mais importantes são mostrados neste diagrama. (Hickman et al., 2016) III. PARTES ESPECIAIS 1. Digestão 1.1. Quais são os componentes do aparelho digestivo? Onde se localiza a boca e o ânus? R: A digestão nos asteroides é principalmente extracelular; o sistema digestivo é composto pela boca, que é conectada ao estômago por um curto esôfago. No estômago há glândulas digestivas. O intestino é curto e o ânus é muito pequeno, em algumas espécies não há essas duas estruturas (Hickman et al., 2016). A boca está no centro da superfície oral, na face inferior do disco, enquanto o ânus é uma abertura diminuta próxima ao centro da superfície aboral e nas proximidades do madreporito (placa que comunica o sistema ambulacrário ao meio externo). Nos ouriços-do-mar, boca e ânus são centrais, mas em pólos opostos. As holotúrias, têm o corpo delgado, alongado em um eixo oral-aboral. No lírio-do-mar, o tubo digestivo curva-se em U de maneira que a boca e o ânus estão presentes na superfície oral (face superior), dispostas lado a lado. Por fim, os ofiuroides apresentam o sistema digestivo completo, sendo axial ou convoluto, tendo ânus ausente (FILO..., 2021). 1.2. Qual o hábitoalimentar de cada representante de uma classe? R: No filo dos Echinodermatas existem organismos herbívoros, que se alimentam de algas, e os carnívoros, que se alimentam de pequenos animais que vivem em seu mesmo nicho. De acordo com a linha evolutiva os equinodermos possuem um sistema digestório completo com boca, esôfago, estomago e anus (Hickman et al., 2016). As estrelas-do-mar compõem a classe Asteroidea, e comem uma variedade de moluscos, crustáceos e outros invertebrados. Em algumas áreas, elas podem desempenhar um importante papel ecológico como um carnívoro de topo em uma comunidade. As estrelas-do-mar alimentam-se de moluscos, crustáceos e vermes tubícolas (Hickman et al., 2016). Já nos ofiuroides acabam se alimentando de diversas pequenas partículas, quer coletando alimento do fundo do mar quer comendo suspensões. Além de alguns ofiuroides serem carnívoros (Hickman et al., 2016). Os ouriços-do-mar da classe Equinóides são onívoros em sua maioria, mas sua dieta primária consiste na maior parte de algas e outro material orgânico, que eles pastam com os dentes. A dieta dos ouriços-do-mar consiste principalmente de algas e outro material orgânico que eles pastam com os dentes. As bolachas- da-praia têm espinhos claviformes curtos que movimentam a areia com com o material orgânico, assim as partículas alimentícias pequenas caem entre os espinhos e os tratos ciliados da superfície oral as levam para a boca (Hickman et al., 2016). Ademais, na classe Holothuroidea vemos representantes que são comedores de deposito ou suspensão. Os tentáculos orais servem para recolher alimento (Brusca & Brusca, 2018). Por fim, na classe Crinoidea, os lírios do mar que se alimentam de partículas, como plâncton, que entram em contato com os pés tubulares ao longo dos sulcos ambulacrais abertos dos braços e das pínulas (Brusca & Brusca, 2018). 2. Respiração 2.1. Há um aparelho respiratório distinto? R: Os asteróideos, como os outros equinodermos, contam primeiramente com a circulação celômica para o transporte interno de gases e alguns nutrientes. Vemos que, nas pápulas ocorre a excreção dos compostos nitrogenados e a troca de gases através da difusão (Hickman et al., 2016). Dentro da classe Ophiuroidea, pode se observar as Bursas que são invaginações que se abrem na superfície oral através de fendas genitais nas bases dos braços e que utilizam a circulação de água para realizar trocas gasosas (Hickman et al., 2016). Já na classe Equinóides, eles podem realizam as trocas gasosas através de brânquias primitivas localizadas próximas a boca desses organismos. Cinco dentes convergentes circundam o peristômio (região ao redor da boca) de ouriços regulares; em alguns ouriços-do-mar, pés tubulares modificados em brânquias ramificadas circundam essa região (Hickman et al., 2016). Dentro da classe Holothuroidea, analisamos os pepinos-do-mar, em que acabam apresentando uma cloaca muscular, em que uma árvore respiratória de dois tubos longos altamente ramificados se abre na cloaca. Ela bombeia água do mar para o interior dessa, onde os gases são permutados entre a água e os sistemas hemal e celômico. Essa estrutura tem função tanto respiratória quanto excretora e é exclusiva de holoturoides, não estando presente em nenhum outro grupo de equinodermos atuais (Hickman et al. 2016). As trocas gasosas ocorrem também através da parede do corpo e dos pés tubulares, processo facilitado por um sistema de contracorrentes. Muitos holoturoides têm ainda hemoglobina em seus celomócitos (Brusca & Brusca, 2018). Ademais, na classe Crinoidea os pódios são pequenos e organizam-se de três em três a partir dos canais laterais e participam do processo de filtração do alimento devido à presença de papilas secretoras de muco e ainda realizam trocas gasosas (Brusca & Brusca, 2018). 2.2. Qual é a função do sangue? R: Os echinodermatas apresentam um sistema hemal, cuja função ainda não é clara, tendo pouco envolvimento com a circulação de líquidos corporais. É um sistema de adelgaçamentos teciduais envolvendo seios sem revestimento e é, ele próprio, encerrado em outro compartimento celômico ou canais periemais. Uma pesquisa com ao menos uma estrela-do-mar mostra que nutrientes absorvidos aparecem no sistema hemal dentro de poucas horas após a alimentação e, finalmente, concentram-se nas gônadas e pódios. Assim, o sistema hemal parece atuar na distribuição de nutrientes digeridos (Hickman et al. 2016). 2.3. Há um coração definido? R: Não. Possuem um sistema denominado hemal, que é formado por pequenos vasos dos equinodermos; sua provável função é a de distribuição de nutrientes a regiões específicas do corpo, nos holoturoides esse sistema é mais desenvolvido pelo fato do madreporito situar-se livre dentro do celoma. (Hickman et al., 2016). 3. Reprodução 3.1. Os equinodermas são monoicos ou dioicos? R: Os equinodermos são animais que possuem sexos separados, ou seja, são dioicos (exceto por alguns hermafroditas) e possuem gônadas grandes, ímpares em holoturoides (pepino-do-mar), sendo múltiplas em sua maioria; com ducto simples e não possuindo um aparelho copulador desenvolvido e nem estruturas sexuais secundárias (Hickman et al., 2016). 3.2. Como são eliminados os gametas? R: A eliminação dos gametas ocorre de forma parecida em todas as classes de equinodermos. Os gametas, femininos e masculinos, são liberados no mar para que ocorra a fecundação, já que esses animais não possuem estruturas sexuais capazes de fecundar o outro indivíduo (Hickman et al., 2016) 3.3. Como se dá a fecundação? R: A fecundação geralmente é externa, os ovos podem ser incubados em alguns, como na estrela-do-mar, outros incubam seus jovens dentro do corpo, como o ouriço-do-mar (Hickman et al., 2016). 4. Esqueleto 4.l. Dê a localização e extensão do esqueleto. De que material é formado? R: A presença de um esqueleto interno é comum em todos os equinodermos, esse endoesqueleto é composto de ossículos calcários dérmicos com espinhos ou de espículas calcárias na derme, coberto com epiderme (ciliada, na maioria) e pedicelárias (Hickman et al., 2016). O esqueleto composto por ossículos pode se articular com outros, como na estrela do mar, eles podem também suturar-se para formar uma concha esquelética rígida, visível nos ouriços-do-mar (FOX; BARNES; RUPPERT, 2005). As placas podem ser microscópicas, distribuídas pelo corpo, como nos pepinos-do-mar, ou constituir uma carapaça muito resistente, como nos ouriços-do-mar (FILO..., 2021). 4.2. Como se locomovem? R: A locomoção ocorre por pés tubulares, que se projetam de áreas ambulacrais, por movimento de espinhos ou dos braços, os quais se projetam a partir do disco central do corpo. Em relação ao lírio-do-mar, eles permanecem no mesmo local por longos períodos, após alguns meses, então, elas se destacam e se tornam de vida livre (Hickman et al., 2016). 5. BIBLIOGRAFIA Brusca, R.C. & G. J. Brusca. Invertebrados. 3ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2018. FILO Echinodermata. [S. l.], 11 abr. 2021. Disponível em: http://biologia.ifsc.usp.br/bio2/apostila/bio2_apostila_zoo_03.pdf. Acesso em: 11 abr. 2021. HICKMAN, C. P. JR.; LARRY S. ROBERTS, L. S.; KEEN, S. EISENHOUR, D. J.; LARSON, A.; I’ANSON, H. Princípios integrados de zoologia. 16ª ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. RUPPERT, E.E., FOX, R.S. & BARNES, R.D. Zoologia dos Invertebrados. 6ª ed. São Paulo: Ed. Roca, 2005 http://biologia.ifsc.usp.br/bio2/apostila/bio2_apostila_zoo_03.pdf
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