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UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MOÇAMBIQUE Centro de Ensino à Distância Manual de Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 ii Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia Universidade Católica de Moçambique Centro de Ensino à Distância Direitos de autor (Copyright) Este manual é propriedade da Universidade Católica de Moçambique, Centro de Ensino `a Distância (CED) e contêm reservados todos os direitos. É proibida a duplicação ou reprodução deste manual, no seu todo ou em partes, sob quaisquer formas ou por quaisquer meios (electrónicos, mecânico, gravação, fotocópia ou outros), sem permissão expressa de entidade editora (Universidade Católica de Moçambique-Centro de Ensino `a Distância). O não cumprimento desta advertência é passivel a processos judiciais. Elaborado Por: Carlos José Pedro Licenciado em Ensino de Biologia pela Universidade Pedagógica - Delegação da Beira. Colaborador e Docente do Centro de Ensino a Distância-Departamento de Biologia da Universidade Católica de Moçambique. Universidade Católica de Moçambique Centro de Ensino `a Distância-CED Rua Correira de Brito No 613-Ponta-Gêa Moçambique-Beira Telefone: 23 32 64 05 Cel: 82 50 18 44 0 UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 iii Fax:23 32 64 06 E-mail:ced@ucm.ac.mz Website: www..ucm.ac.mz Agradecimentos A Universidade Católica de Moçambique - Centro de Ensino à Distância e o autor do presente manual, dr. Carlos José Pedro, agradecem a colaboração dos seguintes indivíduos e instituições na eleboração deste manual. Pela contribuição no conteúdo temático dr. Carlos José Pedro, Colaborador e Docente do Centro de Ensino à Distância da Universidade Católica de Moçambique Pelas imagens e ilustrações dr. Carlos José Pedro, Colaborador do Centro de Ensino à Distância & (Delegado e Docente na UCM-CED) Pela revisão linguística dr. Fernando Mualava, Colaborador e Docente do Centro de Ensino à Distancia da Universidade Católica de Moçambique UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 iv ÍNDICE Visão Geral ............................................................................................................................1 Objectivos da Cadeira .............................................................................................................2 Quem deveria estudar esta Cadeira .........................................................................................2 Conteúdos da cadeira ..............................................................................................................3 Ícones de Actividade ..............................................................................................................3 Habilidades de Estudo ............................................................................................................4 Precisa de Apoio? ...................................................................................................................5 Avaliação ...............................................................................................................................6 Unidade – 0 1. Introdução a anatomia .....................................................................................8 Unidade – 02. Evolução Histórica ......................................................................................... 21 Unidade – 03. Evolução Filogenética dos Sistemas nos Invertebrados .................................. 25 Unidade – 04. Evolução Filogenética dos Sistemas nos Vertebrados ..................................... 40 Unidade – 05. Sistema Endócrino-Biocomunicação do sistema endócrino ............................ 73 Unidade – 06. Sistema endócrino – Regulação do sistema endócrino .................................... 80 Unidades 7. Caracteristicas evolutivas do tegumento comum e seus anexos .......................... 86 Unidade – 08. Organização dos Peixes ................................................................................. 94 Unidade – 09. Morfologia dos Peixes ................................................................................. 104 Unidade – 10. Organização dos Anfíbios ............................................................................ 114 Unidade – 11. Morfologia dos Anfíbios .............................................................................. 122 Unidade – 12. Organização das aves ................................................................................... 127 Unidade – 13. Morfologia das aves ..................................................................................... 137 Unidade – 14. Organização dos Mamíferos ......................................................................... 143 UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 v Unidade – 15. Morfologia dos mamiferos ........................................................................... 150 Unidade – 16. Sistema de Referências ................................................................................ 159 Unidade – 17. Osteologia - Estudo dos Ossos ..................................................................... 165 Unidade – 18. Osteologia - Estudo dos Ossos ..................................................................... 168 Unidade – 19. Osteologia - Estudo dos ossos ...................................................................... 173 Unidade – 20. Artrologia – Estudo das articulações ............................................................ 181 Unidade – 21. Movimentos articulares ................................................................................ 190 Unidade – 22. Miologia – Músculos ................................................................................... 206 Unidade – 23. Miologia – Constituição dos músculos ......................................................... 212 Unidade – 24. Miologia – Doenças Musculares .................................................................. 223 Referências Bibliográficas .................................................................................................. 233 UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 1 Visão Geral Bem vindo à Anatomia Humana e Animal Caro estudante, bem vindo à Anatomia Humana e Animal. A Anatomia Humana e Animal, é um campo das ciências Biológicas que se ocupa com o estudo dos aspectos da estrutura interna do corpo do Homem e dos animais, descrevendo a estrutura morfo- fisiológica dos organismos na natureza. Esta cadeira permitirá que o prezado estudante, compreenda as diferentes formas estruturais e morfo-funcionais dos organismos humano e animal, em diferentes habitats na natureza e dentro da perspectiva evolutiva. Neste módulo, serão discutidos assuntos como: introdução do estudo da anatomia, breve historial da anatomia, evolução filogenética dos sistemas nos invertebrados e vertebrados, sistema endócrino, características evolutivas do tegumento, organização dos peixes, morfologia dos peixes, organização dos anfíbios, morfologia dos anfíbios, organização das aves, morfologia das aves, organizagação dos mamíferos, morfologia dos mamíferos, sistema de referências, estudo dos ossos, estudo das articulações, movimentos articulares, músculos, constituição dos músculos e doenças musculares. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B00342 Objectivos da Cadeira Objectivo geral Conhecer a anatomia humana e animal e a sua história; Objectivos Específicos Ao terminar o estudo da Anatomia Humana e Animal, deverá ser capaz de: Objectivos Aplicar os conhecimentos sobre a anatomia animal e humana; Caracterizar anatomicamente os órgãos dos sistemas dos animais invertebrados até aos vertebrados inclusive o Homem; Descrever a estrutura dos sistemas do organismo animal e humano; Elaborar esquemas da estrutura dos órgãos dos sistemas do corpo; Relacionar a estrutura e funcionamento dos órgãos e sistemas; Fazer ligação do funcionamento dos diferentes órgãos e sistemas. Quem deveria estudar esta Cadeira Este manual da cadeira de Anatomia Humana e Animal foi concebido para todos aqueles que estam a ingressar para os cursos de Licenciatura em Ensino de Biológia, dos programas do Centro de Ensino à Distância, e para aqueles que desejam consolidar seus conhecimentos em Anatomia Humana e Animal, para que sejam capazes de compreender melhor os aspectos morfo-fisiológicos do organismo humano e animal. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 3 Todos os manuais das cadeiras dos cursos oferecidos pela Universidade Católica de Moçambique - Centro de Ensino à Distância (UCM-CED) encontram-se estruturados da seguinte maneira: Indíce completo; Uma visão geral detalhada da cadeira, resumindo os aspectos – chaves que você precisa conhecer para completar o estudo; Unidades temáticas; Sumários; Exercicios. Conteúdos da cadeira A cadeira está estruturada em unidades de aprendizagem. Cada unidade inclue, o tema, uma introdução, objectivos da unidade, conteúdo da unidade incluindo actividades de aprendizagem, um sumário da unidade e uma ou mais actividades para auto- avaliação. Outros recursos Para quem esteja interessado em aprender mais, apresentamos uma lista de recursos adicionais para você explorar. Estes recursos podem incluir livros, artigos ou sites na internet. Ícones de Actividade Ao longo deste manual irá encontrar uma série de ícones nas margens das folhas. Estes ícones servem para identificar diferentes partes do processo de aprendizagem. Podem indicar uma parcela UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 4 específica de texto, uma nova actividade ou tarefa, uma mudança de actividade, etc. Acerca dos ícones Os ícones usados neste manual são símbolos africanos, conhecidos por adrinka. Estes símbolos têm origem no povo Ashante de África ocidental, ditam do século 17 e ainda se usam hoje em dia. Habilidades de Estudo Caro estudante, procure olhar para você em três dimensões nomeadamente: O lado social, professional e estudantil, daí será importante planificar muito bem o seu tempo. Procure reservar no mínimo 2 (duas) horas de estudo por dia e use ao máximo o tempo disponível nos finais de semana. Lembre-se que é necessário elaborar um plano de estudo individual, que inclui, a data, o dia, a hora, o que estudar, como estudar e com quêm estudar (sozinho, com colegas, outros). Evite o estudo baseado em memorização, pois é cansativo e não produz bons resultados, use métodos mais activos, procure desenvolver suas competências mediante a resolução de problemas específicos, estudos de casos, reflexão, etc. Os manuais contêm muita informação, algumas chaves, outras complementares, daí será importante saber filtrar e apresentar a informação mais relevante. Use estas informações para a resolução dos exercícios, problemas e desenvolvimento de actividades. A tomada de notas desenpenha um papel muito importante. Um aspecto importante a ter em conta é a elaboração de um plano de desenvolvimento pessoal (PDP), onde você reflecte sobre os seus pontos fracos e fortes, perspectivas e o seu desenvolvimento. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 5 Lembre-se que o teu sucesso depende da sua entrega, você é o responsável pela sua própria aprendizagem e cabe a ti planificar, organizar, gerir, controlar e avaliar o seu próprio progresso. Precisa de Apoio? Caro estudante, temos a certeza de que por uma ou por outra situação, o material impresso, lhe pode suscitar alguma dúvida (falta de clareza, alguns erros de natureza frásica, prováveis erros ortográficos, falta de clareza conteudística, etc). Nestes casos, contacte o tutor, via telefone, escreva uma carta participando a situação e se estiver próximo do tutor, contacte-o pessoalmente. Os tutores têm por obrigação, monitorar a sua aprendizagem, daí o estudante terá a oportunidade de interagir objectivamente com o tutor, usando para o efeito os mecânismos apresentados acima. Todos os tutores têm por obrigação facilitar a interação, em caso de problemas específicos ele deve ser o primeiro a ser contactado, numa fase posterior contacte o coordenador do curso e se o problema fôr da natureza geral, contacte a direcção do CED, pelo número 825018440. Os contactos só se podem efectuar, nos dias úteis e nas horas normais de expediente. As sessões presenciais são um momento em que você, caro estudante, tem a oportunidade de interagir com todo o staff do CED, neste período pode apresentar dúvidas, tratar questões administrativas, entre outras. O estudo em grupo, com os colegas é uma forma a ter em conta, busque apoio com os colegas, discutam juntos, apoiem-se mutuamnte, reflictam sobre estratégias de superação, mas produza UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 6 de forma independênte o seu próprio saber e desenvolva suas competências. Juntos na Educação à Distância, vencedo a distância. Tarefas (avaliação e auto-avaliação) O estudante deve realizar todas as tarefas (exercícios, actividades e auto-avaliação), contudo nem todas deverão ser entregues, mas é importante que sejem realizadas. As tarefas devem ser entregues antes do período presencial. Para cada tarefa serão estabelecidos prazos de entrega, e o não cumprimento dos prazos de entrega, implica a não classificação do estudante. Os trabalhos devem ser entregues ao CED e os mesmos devem ser dirigidos ao tutor/docentes. Podem ser utilizadas diferentes fontes e materiais de pesquisa, contudo os mesmos devem ser devidamente referenciados, respeitando os direitos do autor. O plagiarismo deve ser evitado, a transcrição fiel de mais de 8 (oito) palavras de um autor, sem o citar é considerado plágio. A honestidade, humildade científica e o respeito pelos direitos autorais devem marcar a realização dos trabalhos. Avaliação 1. Você será avaliado durante o estudo independente (80% do curso) e o período presencial (20%). A avaliação do estudante é regulamentada com base no chamado regulamento de avaliação. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 7 2. Os trabalhos de campo por ti desenvolvidos, durante o estudo individual, concorrem para os 25% do cálculo da média de frequência da cadeira. 3. Os testes são realizados durante as sessões presenciais e concorrem para os 75% do cálculo da média de frequência da cadeira. 4. Os exames são realizados no final da cadeira e durante as sessões presenciais, eles representam 60%, o que adicionado aos 40% da média de frequência, determinam a nota final com a qual o estudante conclui a cadeira. 5. A nota de 10 (dez) valores é a nota mínima de conclusão da cadeira. 6. Nesta cadeira o estudante deverá realizar: 2 (dois) trabalhos; 1 (um) teste e 1 (exame). 7. Não estão previstas quaisquer avaliações orais. 8. Algumas actividades práticas, relatórios e reflexões serão utilizadas como ferramentas de avaliação formativa.9. Durante a realização das avaliações, os estudantes devem ter em consideração: a apresentação; a coerência textual; o grau de cientificidade; a forma de conclusão dos assuntos, as recomendações, a indicação das referências utilizadas, o respeito pelos direitos do autor, entre outros. 10. Os objectivos e critérios de avaliação estão indicados no manual. Consulte-os. 11. Alguns feedbacks imediatos estão apresentados no manual. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 8 Unidade – 0 1. Introdução a anatomia Tema: Introdução a Anatomia Que é a anatomia? Generalidade da anatomia comparada Introdução Prezado estudante, seja bem vindo a introdução da anatomia. Ele estuda grandes estruturas e sistemas do corpo humano, deixando o estudo de tecidos para a histologia e das células para a citologia. Portanto, está convidado para uma discussão activa sobre o tema proposto nesta unidade. Ao completar esta unidade você será capaz de: Objectivos Definir o conceito de Anatomia; Identificar os ramos da anatomia; Descrever os ramos da anatomia; Relacionar um ramo com os outros. Introdução a Anatomia Etimologia: O termo Anatomia vem do Grego antigo (Anatome) e significa: Ana = cortar; Tome = em partes, ou; A palavra “ anatomia” significa, o acto de cortar, selecionar, e é quase sinónima dissecação, a arte de separar e isolar, com o auxílio de instrumentos, os componentes do corpo humano. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 9 Uma “ anatomia” consistia outrora na abertura das paredes do corpo, a fim de lhe observar o conteúdo. Este sentido inicial estendeu-se aos resultados da dissecação, depois as observações feitas graças a ela e tomou, por fim, o de estudo e depois de ciências morfológicas, tanto vegetais como animais. Mas com o termo se tornou muito geral e de emprego tão diverso que não definia convenientemente o seu objectivo, raras vezes se utilizava sozinho e o seu significado passou a ser precisado com o auxílio de qualificativos. Assim, diz-se: anatomia humana, anatomia dos vertebrados, do coração, da pele, anatomia descritiva, regional, etc. Generalidade da anatomia comparada O domínio da anatomia não se confina ao homem. O anatomista não se pode desinteressar da organização dos outros seres vivos, que, embora mais smples, o esclarecem utilmente acerca do que tem de mais complexo ou cujas particularidades constituem matéria de reflexão. Os animais mais próximos do homem, os primatas, diferem no entanto dele em numerosos caracteres. Mas, apesar disso, esses seres ajudam - no a definir-se melhor e a saber com mais exactidão o que propriamente lhe pertence. A anatomia comparada apenas concede ao homem um lugar insignificante. A sua espécie situa-se entre muitas outras classificadas, por vezes dificilmente, de acodo com os seus carateres anatómicos. A taxónomia, que é a ciência da classificação, baseia-se, com efeito, em carateres diversos, nunca únicos, umas vezes alimentares, outras vezes anatómicos, mais raramente filogénicos, isto é, paleontológicos e ancestrais. No entanto, apeasar dessas dificuldades, apresenta um quadro satisfatório, dos grandes agrupamentos zoológicos, com a sua subdivisão em ordens, subordem, familias, géneros, espécies e raças, e projecta um pouco de luz na compreensão do mundo vivo. A anatomia comparada mostra o que é análogo e o que difere, o que é geral e o que é especial, o que é constante e o que na forma das estruturas depende da adaptação funcional ao meio ambiente. Esclarecem-se assim, lentamente, as leis da organização do mundo vivo e a sua ascenção progressiva no sentido de mais inteligência e domínio do meio ambiente. Embora a linguagem da anatomia comparada esteja impregnada de certo antropomorfismo, visto colocar o homem, o que de resto é exato (e como duvidar disso?) no cimo da hierárquia, define-o, no entanto, em relação aos outros aniamais. Trata-se de um vertebrado, de um mamífero placentário, de um primata de desenvolvimento cerebral mais UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 10 elevado, de postura e locomoção vertical, de mãos hábeis, em fim, o que o destingue dos outros primatas. Ramos da anatomia O uso e a tradição conjugam-se para dar uma definição de anatomia que lhe determina o sentido: trata - se da ciência da constituição e da organização dos corpos animais e mais especialmemnte do corpo humano. Um tratado de anatomia sem outra específicação é um tratado de anatomia humana. Mas a exposição dos nossos conhecimentos relativos ao corpo do homem varia consoante o que-se pretende apresentar e dizer, conforme se deseja descrever as estruturas nos seus promenores, na sua ordenação, a uma luz muito geral com uma finalidade muito prática. Estes pontos de vista, representativos de orientações muito diferentes, são os ramos da anatomia: anatomia geral, descritiva, topográfica, médico-cirúrgica, funcional, neuranatomia, anatomia radiológica, de superfície, antropológica e filosófica para citar apenas os principais. I-A anatomia geral Ocupa-se das propriedades das estruturas anatómicas, qualquer que seja a sua situção. O osso é estudado como um material organizado, dotado de uma arquitetura e possuidor de propriedades físicas, as articulações como sistemas mecânicos, os músculos e as aponevroses consoante a sua textura, os vasos como condutos que formam redes de destribuição e ligados entre si por canais alternativos, etc. O seu dominio confina com os da histologia e da anatomia funcional, com as quais se encontra relacionada, no caso da primeira no tocante à organização dos tecidos e no caso da segunda pelo que se refere as suas propriedades mecânicas, sem no entanto se dedicar ao estudo dos problemas próprios de uma e de outra. Devido aos temas de que se ocupa, a anatomia geral ambiciona definir as leis que regem a forma das estruturas anatómicas e a sua orginização II-A anatomia descritiva É o modo mais antigo e mais simples de apresentação das estrurturas do corpo. Como o seu nome indica, fornece acerca cada órgão uma descrição, UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 11 na realidade uma definição, através de um plano lógico e num estilo conciso e desprovido de ambiguidade. É o método de exposição de Desault, que divide e subdivide os órgãos para lhes estudar cada elemento. Concedendo cada pormenor a mesma importância, pode-se- lhe apontar o defeito de ser mais um inventário de que uma interpretação dos factos observados. Trata-se de um método contrário ao de BICHAT, o qual, incidindo mais sobre os pormnores, fornece acerca dos órgãos uma noção por vezes insuficientes para o cirurgião, mais que tem o mérito de conceder aos factos anatómicos, uns em relação aos outros, a sua verdadeira importância. De acordo com os seus gostos e as suas tendâncias, um preferirá o inventário minuncioso e objectivo dos factos, o outro a descrição de elementos escolhidos como os mais representativos do ógão considerado, com exclusão dos pormenores, supérfluos ou demasiado variáveis. Mas, seja qual fôr o partido adotado, o plano continua a ser o mesmo, é sistemático, isto é, obdece a uma ordem determinada e racional: é uma análise do organismo em que se consideram sucessivamente órgãos, sistemas e aparelhos. Um órgão é o suporte ou o agente de uma função. Um sistema abrange todos os órgãos que possuem estruturas analogas. Quando vários sistemas concorrem para a mesma função, constituem um aparelho. Destinguem-se assim: os aparelhos da vida de relação e de locomoção, os aparelhos da vida vegetativa ou de nutrição e de excreção e o aparelho de reprodução. Como qualquer ciência, a anatomia utiliza uma linguagem própria, descreveos órgãos, define as suas dimensões, o seu peso, a sua cor e a sua consistência e compara-os figuradamente as formas conhecidas: geométricas como o circulo, o hexágono, a pirâmide, o cilindro ou a esfera; mecânicas ou usuais, como o moitão, a respiga, a mortagem, a prensa ou a cisterna, ou observadas na natureza, como a lua, o sol e as estrelas; extraidas da botânica, como o tronco, as raizes, os ramos, as folham, as árvores, as nervuras, e as tuberosidades; da terra, como os regos e as eminências; dos corpos animais, como a cabeça para designar as extremidades arredondadas e o colo as partes extranguladas, etc. Estes termos evocadores demostram a antiguidade de semelhante vocabulário. A antiguidade e a idade média, como a renascença, fizeram-nos chegar até a nós e muitos deles formam inclusivamente adaptados pela linguagem comum. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 12 Um órgão deve ser orientado em relação a planos de referência ou eixos: vertical, horizontal, médio, direito, esquerdo, longitudinal, superior, inferior, superficial e profundo. Outros termos são menos usuais e mais próprios da anatomia: chama-se sagital a um plano ou um órgão orientado da frente para trás, frontal a um órgão situado num plano paralelo a f ronte e transversal quando o plano é horizontal. Um elemento anatómico apresenta uma face média virada para o eixo do corpo e lateral quando a face se encontra virada para fora. As faces anterior e posterior orieta-se a primeira para frente e a segunda para atrás. São também designadas por face ventral e a face dorsal. Uma extremidade recebe o nome de cranial ou caudal, consoante esteja virada para o crânio ou para extremidade inferior do tronco. Quando se trata de membros, aplica-se o adjectivo “proximal” à parte mais próxima da sua raiz e o adjectivo «distal» a parte mais afastada. O lado de anti-braço virado para o eixo do corpo é o lado cubital e o virado para fora é o lado radial. A mão possui uma face palmar e uma face dorsal.A perna, uma face tibial virada para o eixo do corpo e uma face peronial ou fibular orientada para fora. Em anatomia utiliza-se muitos outros termos, a maior parte dos quais não necessitam de serem explicados, pois compreendem-se facilamnte, e outtros são definidos pela própria desecrição anatómica. III-A anatomia topográfica ou regional Descreve o corpo humano adoptando como plano as grandes regiões: a cabeça, o pescoço, o tórax, o abdomen, a bacia e os membros. Cada uma destas regiões subdividem-se, por seu torno, em regiões secundárias, cuja individualidade resulta quer da sua situação – a nuca, por exemplo - ou da sua massa, como a nádega, quer de um elemento anatómico especial, como a região parotidiana. O membro superior decompõe-se, assim, em 12 regiões secundárias. Considera-se cada região uma entidade, com o seu esqueleto, as suas articulações, os seus músculos, os seus vasos e os seus nervos, pelomenos em todos os casos em que estes elementos se encontram representados, mas não necessariamente todos (a região carotidiana, por exemplo, não tem esqueleto). Seja, porém, qual for o número ou a natureza dos UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 13 componentes da região, a anatomia topográfica destingue apenas conjuntos de órgãos, considerados segundo as suas relações locais e não exclusivamente, como acontece na anatomia descrtitva, segundo a sua integração num sistema. A fim de precisar tais relações, a anatomia topográfica investiga e multiplica o que possa ser um elemento de reconhecmento na exploração de uma região: a profundidade das estruturas, os planos sucessivos atravessados, a constituição das paredes de uma célula, a proximidade ou o afastamento, a forma como se agrupam ou cruzam os órgãos. E descreve os dispositivos que se podem observar: se três elementos anatomicos desenham um triâgulo em que se passe um nervo, uma artéria, o triângulo é considerado por sua vez uma entidade e utilizado como processo de sinalização. Deste modo a anatomia topográfica identifica fendas, canais, disfiladeiros, goteiras, cortinas, tudo o que delimita uma região, lhe permite comunicar com as regiões vizinhas, a atravessa ou ocupa. Seguiu-se aqui um método de exposição especial: uma vez definida a região, pode-se querer proceder de acordo com o andamento da dissecação, partindo dos planos mais superficiais – isto é, da pele – para os planos mais profundos e indicando os elementos anatómicos a medida que surjam, quer ainda construir a região através da colocação sucessiva das suas paredes e depois do seu conteúdo. Este último método, muito didáctico, é o mais indicado para explicar uma região ao estudante que a ignore, mas o primeiro tem a vantagem de ser um excelente guia para aquele que disseque ou opere. A anatomia topográfica leva-nos assim, muito naturalmente, a outra anatomia, a das aplicações práticas, a anatomia médico- cirúrgica. IV-A anatomia Médico - Cirúrgica Considera, como a anterior, as estruturas regionais, mas chama a atenção para o que se reveste de interesse para o cirurgião ou o médico. Estes têm de respeitar determinadas regras, pois tal feixe nervoso ou tal ramificação artérial pode ser mais importante do que um músculo, apesar de muito mais volumoso, tal interstício articular facilita a passagem do escarpelo no decurso de uma desarticulação ou tal ponto de referência ser util para encontrar sem hesitação a artéria que se deve ligar. A anatomia médico- cirúrgica fixa a variação de aspectos e trajectos de um elemento encontrado UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 14 pela mão do cirurgião. Por seu torno, o médico deve saber onde encostar o ouvido para auscultar ou descobrir a sede da dor e como explorar através da pele um órgão profundo. Para isso, tem de conhecer as zonas mudas e sonoras, os pontos dolorosos e as áreas de projcção do coração, do pulmão, do figado ou do baço. A anatomia médico- cirúrgica é um guia na exploração do corpo, impõe gestos e proibe ou autoriza tal ou tal manóbra. Constantemente posta à prova e constantemente renovada, acompanha e por vezes precede os progressos da arte médica ou cirúrigca. A cirúrgia do coração, do figado, do pulmão ou do cérebro por exemplo, tornou-se possível graças aos progressos da anéstesia, da reanimação e da circulação extracorporal, mas só pode ser técnicamente disciplinada por se conhecer a estrutura e arquetetura desses órgãos. A esta anatomia prática dá-se ainda o nome de anatomia aplicada, subentendido à médicina da cirúrgia. V-A anatomia Funcional Esta disciplina estuda e investiga as relações existentes entre as formas dos órgãos e a sua função. Trata-se de uma anatomia fisiológica. Não é, porém, uma disciplina fisiológica, pois o fisiológista estuda expermentalemente as funções como tais, independentemente da forma: função nervosa, circulatória, respiratória, de excrecção, de reprodução, de termorregulação, etc. A fisiológia não pode ignorar os órgãos, pois as funções exercem-se no seu seio, mas o seu objectivo não é o órgão; interessa-se apenas pelos mecanismos e pela sua regulação e pelos factores que modificam e fazem variar uma função que está em condições de variar. Por isso, o fisiológista é levado actualmente a dar mais importância aos modelos do que aos órgãos e a aparelhagem de que dependem as medições, os cálculos e, em última análise, a precisão dos resultados expermentais. Assim, tem diminuido progressivamente o interesse que os fisiologistas dedicavam noutro tempo as estruturas anatómicas. No estudo da função muscular, por exemplo, isto é, da contração, pouco importa que se trate da contração deste ou daquele músculo. Muitos outros exemplos poderiam ser dados a tal respeito. O domínio da anatomia funcional é muito diferente.Esta disciplina considera determinado órgão o agente de uma função especial e não de uma função geral, e é essa função que interessa definir: valor e acção de cada músculo individualmente designado nesta ou naquela posição, e funcionamento de cada articulação; papel da distribuição vascular ou nervosa no funciomanto de um órgão; dispositivos anatómicos de UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 15 regulação etc. Compete anatomia funcional pôr em evidência não só o significado das estruturas anatómicas no que tem organizado, mas também no que modifica simultaneamente a forma e função. Esta anatomia tem hoje mais aceitação do que antigamente, ao passo que diminui da anatomia descritiva do género da de Desault. A biomecânica é um bom exemplo de anatomia funcional. O seu domínio confunde-se que com aparelho locomotor, cujos órgãos podem ser comparados a órgãos mecânicos. O osso é sólido, mas cada osso possui forma bem definida, uma arquitetura, um lugar no conjunto do organismo que lhe confere papel próprio. O osso obdece as forças que actuam sobre ele, sofre coaçoes, deforma-se, resiste ou quebra-se, e as suas deformações podem ser medidas com o auxílio de instrumentos apropriados. Os ossos já não aparecem asssim como simples suportes, mas sim como elementos vivos dotados de personalidade, de valor funcional especial. Uma articulação aparesenta superfícies de dislizamento, uma estrutura que comanda a natureza do moviemnto, é uma polia, uma rótula. Um músculo é não só uma força aplicada a uma alavanca cujo a valor funcional se pode calcular, mas também algo que se pode excitar electricamente e cujo a paritcipação num movimento pode ser precisada graças a electromiografia. O mesmo não acontece com os vasos considerados canais, dotados de esficteres e sefões, que apresentam ramificaçães e dentro dos quais circula sob pressão um liquido viscoso, o sangue, cuja circulação obdece as leis da mecânica dos fluidos. Os brônquios, canais aéreos semi- rigiões, conduzem através das suas ramifcações um fluxo de ar contido em bolsas fechadas submetidas a pressões que o aspiram ou expulsam, etc. VI- A Neuranatomia Esta disciplina dedica-se ao sistema nervoso central, isto é, as formações cerebrais, ao cerébelo, ao tronco cerebral e a medula. A neuranatomia ocupa actualmente lugar especial devido ao seu próprio tema, aos seus métodos de investigação e as suas aplicações à neurocirúrgia, a neurologia, etc. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 16 A forma exterior do sistema nervoso central conta menos do que o estudo da sua estrutura, constituida por centros (substâncias cinzentas), agrupamentos celulares ou núcleos, que são os relais, os pontos terminais, ou a origem de canais nervosos sensitivos e motrizes, e de canais (substância branca) que chegam aos centros ou deles provém, ou constituem ainda sistemas de regulação ou associação. As relações dos centros nervosos, contudo o organismo por intermédio dos nervos periféricos e as suas relações com a vida psíquica e com a vida negativa tornam a neuronatomia apaixonante. No seu desenvolvimennto participam anatomia comparada, a histologia, a citologia, a fisiologia, a fisica, a química e a patologia. VII-A anatomia Radiologica Os raios X constituem um meio de investigação anatómica muito útil. A radiografia e a radiocinematografia são hoje de uso corrente. Sem efração corporal, os raios revelam as estruturas ocultas do indivíduo vivo e mostram a sua forma exata ou mutável no decurso da sua actividade fisiológica. Os estudos de mecânica articular permitiam analisar o funcionamento de uma articulação a partir da sua forma: o radiocinema mostra esse mesmo funcionamento nas suas diferentes fases. A radiologia fornece as imagens desses tipos sucessivos ou seu filme contínuo. Iniciamente, o campo de rádioanatomia não ultrapassou ou das partes duras, o esqueleto, seguiu-se o das visceras - pulmão, coração e intestino – e depois o da cavidade tenporariamente ou pacíficada, como as do coração e dos vasos. Nasceram assim a cardiografia, a artereografia, a flebografia e a linfografia, que proporcionam imagens do coração, das artérias, das veias e dos vasos linfaticos, nos quais ciculam o líquido opaco aos raios, ao mesmo tempo que o sangue ou a linfa. Através da aplicação da chapa radiografica é possível observar a trama óssea e a sua continuidade de uma parte do esqueleto para outra. Finalmente, os raios permitem radiografar as massas musculares, desenhar- lhes os contornos nas mais variadas posições e estudar a mecânica da faringe e da laringe. Anatomia radiologica acrescenta, portanto, nova dimensão a anatomia, tanto mais preciosa quanto é certo dizer respeito a seres vivos. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 17 VIII-A anatomia de superfície e a anatomia plástica Anatomia interessa-se sobretudo pelas estruturas profundas, mas nem por isso descura as formas exteriores do indivíduo, tanto mais que essas estruturas adquirem formas sob a camada cutânea que as cobre. Muitos revelos ósseos, musculares ou tendenosos encontram-se situados imediatamente de baixo da pele. O tecido celular sub cutâneo e a gordura envolvente, apesar de não limitados como os outros órgãos, pertencem, no entanto, ao número das estruturas anatómicas. A anatomia de superficie é o complemento da anatomia descrtiva; descreve a pele e os seus fâneros, especialmente os pêlos, relevos, pregas e rugas. É também o complemento da anatomia topográfica, pois a pele faz parte das regiões que ajuda a delimitar, da anatomia médico- cirúrgica, dado que as veias sub cutâneas desenham efectivamente o seu trajecto superficial e os tendões de numerosos muscúlos se salientam sob a pele. Completa finalmente a anatomia funcional devido às indicações que fornce acerca do relevo dos muscúlos, que se modifica durante o movimento ou as mudanças de atituides. A anatomia de superfície proprociona assim múltiplas indicações e tem numerosas aplicações. Em educação física permite interpretar o jogo move diço das formas. O artista tira proveito do seu conhecimnto para produzir o corpo humano em repouso ou em movimento. O mesmo não acontece, porém, com a mímica facial, cuja reprodução é mais subtilmente variada e exata qunado se baseia no estudo dos muscúlos sub cutâneos do rosto. IX- A antropologia fisica Antropologia é definida como a história natural do homem. Estuda o lugar deste entre os outros representantes do reino animal, situa-o e destingue, dentro da espécie humana, grupos secunadários – as raças humanas. Este trabalho de definição baseia-se em determinado números de caracteres fisicos ou biologicos, os primeiros dos quais resultam do estudo anatomico do corpo humano. A antropologia física, ou “ anatomia antropologica”, utiliza não só o reconhecimento de particularidades exteriores, como a cor da pele, dos cabelos e dos olhos, mas também medidas. Os dados numéricos permitem calculos, relacões ou índices, operações diversas de ordem matemática que, para serem aplicadas a formas de seres vivos, dependem de um UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 18 método especial, a biometria. Asssim, a anatomia passa da fase da observação – a priemeira que e que é indispensàvel – à da medição, cuja objectividade permite interpretações e deduções úteis. A biometria estuda as variações que constituem a regra dos seres vivos, mostra a frequência dos dispositivos anatómicos e qualifica o que é normal, o que é tendência e o que é normal, investiga as correlações existentes não só as diferentes partes do corpo, mas também entre os órgãos e procuram estabelecer as leis que se referem as suas relações. O tamanho, e os comprimentosdos segmentos, as dimensões das regiões, em especial da cabeça, os diâmetros, as circunferências e os pesos dependem, entre outras, da anatomia biométrica. A aplicação da biometria aos fenómenos do crescimento e ao envelhecimento, bem como à caracterização dos sexos, permite estabelecer determinadas leis biológicas. Entre outras aplicações, citamos o estabelecimento dos perfis endócrinos ou patológicos e das normas utilizadas na construção de aparelho ou instrumentos adaptado às formas do corpo humano. Finalmente, graças a fichas sinaléticas, permite estabelecer os componentes genéticos individuais. X-A anatomia filosófica Assim que o anatomista ultrapassa a exposição impessoal dos factos para os classificar, hierarquizar, e comparar, é levado a procurar o seu sgnificado e interpreta as formas vivas em função das suas concepções acerca da natureza e a vida. Os factos são sempre vistos através das teórias, como muito justamente observa Guillaume. Por isso, mesmo que, atento a objectividade e ao rigor científico, o anatomista evita filosofar, deixa transparecer aqui ou ali uma opinião, uma atitude filosifica perante os factos, quer demonstrando a finalidade dos órgãos e o do organismo, quer vendo nas estruturas anatómicas um carácter progressivo, regressivo, evolutivo ou adaptativo. É assim levado a situá-los entre as manifestações da vida e a interpretar os seus mecanismos em função da sua aparição, da sua reprodução e do seu fim. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 19 Sumário A palavra “ anatomia” significa, em grego, o acto de cortar, selecionar, e é quase sinónima dissecação, a arte de separar e isolar, com o auxílio de instrumentos, os componentes do corpo humano. Uma “ anatomia” consistia outrora na abertura das paredes do corpo, a fim de lhe observar o conteúdo. Este sentido inicial estendeu-se aos resultados da dissecação, depois as observações feitas graças a ela e tomou, por fim, o de estudo e depois de ciências morfológicas, tanto vegetais como animais. O uso e a tradição conjugam-se para dar uma definição de anatomia que lhe determina o sentido: trata-se da ciência da constituição e da organização dos corpos animais e mais especialmemnte do corpo humano. Um tratado de anatomia sem outra especificação é um tratado de anatomia humana. A anatomia descritiva, como qualquer ciência, a anatomia utiliza uma linguagem própria, descreve os órgãos, define as suas dimensões, o seu peso, a sua cor e a sua consistência e compara-os figuradamente a formas conhecidas. A anatomia topográfica leva-nos assim, muito naturalmente, a outra anatomia, a das aplicações práticas, a anatomia médico-cerúrgica. A anatomia médico-cirúrgica é um guia na exploração do corpo, impõe gestos e proibe ou autoriza tal ou tal manóbra. Devido aos temas de que se ocupa, a anatomia geral ambiciona definir as leis que regem a forma das estruturas anatómicas e a sua orginização. O domínio da anatomia funcional é muito diferente. Esta disciplina considera determinado órgão o agente de uma função especial e não de uma função geral, e é essa função que interessa definir: valor e acção de cada músculo individualmente designado nesta ou naquela posição. A neuranatomia ocupa actualmente lugar especial devido ao seu próprio tema, aos seus métodos de investigação e as suas aplicações à neurocirúrgia, a neurologia, etc. A radiologia fornece as imagens desses tipos sucessivos ou seu filme contínuo. A anatomia de superficie é o complemento da anatomia descrtiva; descreve a pele e os seus fâneros, especialmente os pêlos, relevos, pregas e rugas. É também o complemento da anatomia topográfica, pois a pele faz parte das regiões que ajuda a delimitar, da anatomia médico-cirúrgica, dado que as veias sub cutâneas desenham efectivamente o seu trajecto superficial e os tendões de UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 20 numerosos muscúlos se salientam sob a pele. Completa finalmente a anatomia funcional devido às indicações que fornce acerca do relevo dos muscúlos, que se modifica durante o movimento ou as mudanças de atituides. A antropologia física, ou “ anatomia antropológica”, utiliza não só o reconhecimento de particularidades exteriores, como a cor da pele, dos cabelos e dos olhos, mas também medidas. A anatomia comparada apenas concede ao homem um lugar insignificante. Exercícios 1. Dê o conceito de anatomia. 2. Quais são os ramos da anatomia. 3. Qual e a diferença entre a anatomia descritiva da anatomia topográfica. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 21 Unidade – 02. Evolução Histórica Tema: Breve Historial da Anatomia Introdução Prezado estudante, seja bem vindo ao estudo da evolução histórica da anatomia. O mais antigo relato conhecido de uma dissecação pertence ao grego Teófrasto, discípulo de Aristóteles. Ele a chamou de anatomia (em grego, anna temnein), o termo que se generalizou, englobando todo o campo da biologia que estuda a forma e a estrutura dos seres vivos, existentes ou extintos. Portanto, está convidado para uma discussão activa sobre o tema proposto nesta unidade. Ao completar esta unidade você será capaz de: Objectivos Descrever o breve historial da anatomia; Explicar o campo de estudo da anatomia; Relacionar as etapas e os eventos históricos; Distinguir as diferentes etapas do historial da anatomia. Breve Historial da Anatomia A historia da anatomia encontra- se estretamente associada às da medicina e da cirúrgia, cujo desenvolvimento orginou os seus progressos. Em termos mais restritos e clássicos, a anatomia confunde-se com a morfologia (biologia) interna, isto é, com o estudo da organização interna UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 22 dos seres vivos, o que implicava uma vertente predominantemente prática que se concretizava através de métodos precisos de corte e dissecação (ou dissecação) de seres vivos (cadáveres, pelo menos no ser humano), com o intuito de revelar a sua organização estrutural. O mais antigo relato conhecido de uma dissecação pertence ao grego Teófrasto, discípulo de Aristóteles. Ele a chamou de anatomia (em grego, anna temnein), o termo que se generalizou, englobando todo o campo da biologia que estuda a forma e a estrutura dos seres vivos, existentes ou extintos. O nome mais indicado seria morfologia (que hoje indica o conjunto das leis da anatomia), pois “anna temnein” tem, literalmente, um sentido muito restrito: significa apenas “dissecar”. A anatomia animal, por sua vez, divide-se em dois ramos fundamentais: descritiva e topográfica. A primeira ocupa-se da descrição dos diversos aparelhos (ósseo, muscular, nervoso, etc...) e subdivide-se em macroscópica (estudo dos órgãos quanto a sua forma, seus caracteres morfológicos, seu relacionamento e sua constituição) e microscópica (estudo da estrutura íntima dos órgãos pela pesquisa microscópica dos tecidos e das células). A anatomia topográfica dedica-se ao estudo em conjunto de todos os sistemas contidos em cada região do corpo e das relações entre eles. A anatomia humana se define como normal quando estuda o corpo humano em condições de saúde, e como patológica ao interessar-se pelo organismo afectado por anomalias ou processos mórbidos. O desejo natural de conhecimento e as necessidades vitais levaram o Homem, desde a pré-história, a interessar-se pela anatomia. A dissecacção de animais (para sacrifícios) antecedeu a de seres humanos. Galeno, nascido a 131 na Ásia Menor, onde provavelmente morreu em 201, aperfeiçou seus estudos anatômicos em Alexandria. Durante toda a Idade Média, foi atribuída enorme autoridade a suas teórias, que incluíam errôneas transposições aoHomem de observações feitas em animais. Esse facto, mais os preconceitos morais e religiosos que consideravam sacrílega a dissecação de cadáveres, retardaram o aparecimento de uma anatomia científica. Os grandes progressos da medicina árabe não incluíram a anatomia prática, também por questões religiosas. As numerosas informações do “Cânon de Medicina”, de Avicena, por exemplo, referem- se apenas à anatomia de animais. No século IX, o estudo do corpo humano voltou a interessar os sábios, graças à escola de médica de Salerno, na Itália, e à obra de Constantino, o Africano, que traduziu do árabe para o latim numerosos textos médicos gregos. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 23 Logo depois, Guglielmo de Saliceto, Rolando de Parma e outros médicos medievais enfatizaram a afirmação de Galeno segundo a qual o conhecimento anatômico era importante para o exercício da cirurgia: “Pela ignorância da anatomia, pode-se ser tímido demais em operações seguras ou temerário e audaz em operações difíceis e incertas”. O clima geral do Renascimento favoreceu o progresso dos estudos anatômicos. A descoberta de textos gregos sobre o assunto, e a influência dos pensadores humanistas, levou a Igreja a ser mais condescendente com a dissecação de cadáveres. Artistas como Michelangelo (responsável pela construção da Capela Sistina, inspirado na anatomia do coração e seus vasos da base), Leonardo da Vinci e Rafael mostraram grande interesse sobre a estrutura do corpo humano. Leonardo dissecou, talvez, meia dúzia de cadáveres. O maior anatomista da época foi o médico Flamengo André Vesalius, cujo nome real era Andreas Vesaliusum dos maiores contestadores da obscurantista tradição de Galeno. Dissecou cadáveres durante anos, em Pádua, e descreveu detalhadamente suas descobertas. Seu “De Humani Corporis Fabrica”, publicado em Basiléia em 1543, foi o primeiro texto anatômico baseado na observação directa do corpo humano e não no livro de Galeno. Este método de pesquisa lhe dava muita autoridade e, não obstante as duras polêmicas que precisou enfrentar, seus ensinamentos suscitaram a atenção de médicos, artistas e estudiosos. Entretanto, provavelmente as técnicas de dissecação e preservação das peças anatómicas da época não permitiam um processo mais detalhado e minucioso, incorrendo Vesalius em alguns erros, talvez pela necessidade de dissecações mais rápidas. Entre seus discípulos, continuadores de sua obra, estão Gabriele Fallopio, célebre por seus estudos sobre órgãos genitais, tímpanos e músculos dos olhos, e Fabrizio d’Acquapendente, que fez construir o Teatro Anatômico, em Pádua (onde lecionou por cinquenta anos). A D’Acquapendente se deve, ainda, a exata descrição das válvulas das veias. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 24 Sumário A história da anatomia encontra-se estretamente associada às da medicina e da cirúrgia, cujo desenvolvimento orginou os seus progressos. Em termos mais restritos e clássicos, a anatomia confunde-se com a morfologia (biologia) interna, isto é, com o estudo da organização interna dos seres vivos, o que implicava uma vertente predominantemente prática que se concretizava através de métodos precisos de corte e dissecação (ou disseção) de seres vivos (cadáveres, pelo menos no ser humano), com o intuito de revelar a sua organização estrutural. O mais antigo relato conhecido de uma dissecação pertence ao grego Teófrasto, discípulo de Aristóteles. Ele a chamou de anatomia (em grego, anna temnein), o termo que se generalizou, englobando todo o campo da biologia que estuda a forma e a estrutura dos seres vivos, existentes ou extintos. O nome mais indicado seria morfologia (que hoje indica o conjunto das leis da anatomia), pois “anna temnein” tem, literalmente, um sentido muito restrito: significa apenas “dissecar”. Galeno, nascido a 131 na Ásia Menor, onde provavelmente morreu em 201, aperfeiçou seus estudos anatômicos em Alexandria. Durante toda a idade média, foi atribuída enorme autoridade a suas teórias, que incluíam errôneas transposições ao Homem de observações feitas em animais. Galeno, dissecou cadáveres durante anos, em Pádua, e descreveu detalhadamente suas descobertas. Seu “De Humani Corporis Fabrica”, publicado em Basiléia em 1543, foi o primeiro texto anatômico baseado na observação directa do corpo humano e não no livro de Galeno. Exercícios 1. Explique porque a anatomia confunde-se com a morfologia. 2. Qual foi o papel de Galeno na história da anatomia. 3. Qual foi o relato marcante na vida do grego Teófrasto, discípulo do Aristótoles. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 25 Unidade – 03. Evolução Filogenética dos Sistemas nos Invertebrados Tema: Evolução filogenética dos Sistemas nos Invertebrados. Introdução Prezado estudante, seja bem vindo ao estudo da evolução filogenética dos Sistemas nos Invertebrados. O reino animal (Metazoa) por ser muito extenso, subdivide-se em dois grandes grupos: os vertebrados, que possuem vértebras, e os invertebrados, que não as possuem. Portanto, está convidado para uma discussão activa sobre estudo da evolução filogenética dos sistemas nos invertebrados. Ao completar esta unidade você será capaz de: Objectivos Definir os sistemas nos invertebrados Explicar o sistema nos invertebrados Descrever o sistema nos invertebrados; Caracterizar os diferentes sistemas nos invertebrados. Evolução filogenética dos Sistemas nos Invertebrados. Invertebrdos O reino animal (Metazoa) por ser muito extenso, subdivide-se em dois grandes grupos: os vertebrados, que possuem vértebras, e os invertebrados, que não as possuem. Os invertebardos simbolizam o início da vida animal na terra; são os seres mais simples dentro do reino estudado. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 26 Os invertebrados englobam uma grande diversidade de que surgiram no mar há muitos milhões de anos, e evouluiram lentamente, dando origem a seres com caracteristicas morfológicas progressivamente mais complexas, muito antes do aparecimento dos vertebrados. Os invertebrados, devido a sua grande diversidade, são subdivididos em 8 filos distintos: esponjas ou poríferos, cnidários, platelmintos, nematelmintos, muluscos, anelídeos, artrópodes, equinodermas. Os invertebrados são extremamente importantes para harmonia da vida terrestre, portanto, são indispensáveis a todos os ecossistemas. Estudarermos sua evolução; suas príncipais características morfológicas, fisiológicas; sua reprodução; sua respiração. Características principais O grupo dos invertebrados inclui 97% de toda a espécie animal, exceto o dos invertebrados. Formação multicelular (grupos diferentes de células compõem este organismo); Ausência de paredes celulares (pois são formados por célula animal). Com excessão das esponjas, possue tecidos como resultado da sua organização celular. São heterótrofos: necessitam extrair a energia necessária para sua sobrevivência através dos outros seres. Para isso, eles se alimentam de seres autótrofos (vegetais) e heterótrofos (animais). UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 27 ADN e RNA 1. Complexo de golgy, vacúolos contráteis e movimento amebóide. 2. Flagelos e cílios. 3. Colagens, espongina, diferenciação celular de organismos multicelulares. 4. Neurónios e células musculares. 5. Simetria biradial. 6. Bilateralidade, sistema excretor e mesoderme. 7. Sistema sanguíneo vascular. 8. Celoma e metamerismo. 9. Clivagem radial. Animais invertebrados Poríferos Diagnose de um porífero: animal filtrador,com nível simples de organização corporal, não apresenta qualquer órgão ou sistema. Habitat: ambiente aquáticos, a maioria das espécies é marimha. Exemplo: poríferos usados como esponjas de banho (género Esponja). Dados da anatomia e fisiologia: Sistema digestivo: ausente (alimento fagocitose por coanócitos) Sistema circulatório: ausente (difusão de substâncias através dos espaços entre as células). Sistema respiratório: ausente (trocas gasosas ou simples difusão). Sisetma excretor: ausente (excreção lançadas, por difusão, na agua circundante). UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 28 Sistema nervoso: ausente. Reprodução: assexuda, por fragmentação e brotamento; sexuada, com desenvolvimento indirecto (larva anfiblástula). Fig.Porifera em corte frontal Celenterados Diagnose dos celenterados: animal de forma de pólipo ou medusa; formado por duas camadas celulares; sistema digestivo incompleto apresenta células urticantes, os cnidoblastos; existem espécies que há alternância de gerações de pólipos ou medusa. Habitat: ambiente aquáticos, a maiora marinha. Exemplos: Caravela, Medusa marinha, hydra. Sistema digestivo: presente, incompleto (digestão extra ou intracelular). Ssitema circulatório: ausente (o alimento é distribuído directamente na cavidade gastrovascular). Sistema respiratório: ausentes (trocas gasosas por simples difusão). Sistema excretor: ausente (excreções lançadas, por simples difusão). Sistema: nervoso: ausente (formado por uma rede difusa no corpo). UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 29 Reprodução: alguns pólipos têm reprodução assexuada por brotamento; algumas espécies têm ciclos de vida com alternância de gerações sexuada e assexuada. Fig. Sistema digestivo Fig. Sistema reprodutor Platelmintes Diagnose de um platelminte: animal de corpo achatado, formado por três tecidos embrionários, corpo sem cavidade (acelomado) preenchido por mesenquima; sistema digestivo incompleto, simétria bilateral. Habitat: terrestre e aquático, de água doce ou salgada, formas parasitas vivem no interior de diversos tipos de hospedeiros. Exemplos: planária de água doce, a ténia. Sistema digestivo: presente, incompleto (intestino muito ramificado com digestão intra e extracelular). Sistema circulatório: ausente (alimento destribuido por intestino muito ramficados). Sistema respiratório: ausente (trocas gasosas por simples difusão). Sistema excretor: presente (poros excretores na superficie dorsal do corpo). Sistema nervoso: presente (um par de gânglios cerebrais, ligados a dois cordoes nervosos longitudinais). UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 30 Reprodução: em algmas planárias pode haver reprodução assexuada por fragmentaçao; as planárias são monóicas com o desenvolvimento directo, sem estágio larval; outras especies são dióicas; muitos representantes desse filo são parasitas, alguns de diversos estágios intermediários). Fig. Sistema reprodutor Nematelmintes Diagnose de um nematelminte: animais de corpo fino e tubular; triblásticos; cavidade corporal denominada pseudoceloma; sistema digestivo completo, simétria bilateral. Habitat: formas de vida livre, terrestre e de água doce e salgada; formas parasitas vivem em diversos tipos de hospedeiros. Exemplos: Lombriga Sistema digestivo: presente, completo (intestino sem ramificações; digestão extra e intracelular). Sistema circulatório: ausente (alimento distribuido pelo fluido da cavidade pseudocelômica). Sistema respiratório: ausente (trocas gasosas por simples difusão). UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 31 Sistema excretor: presente (um par de canais excretores, próximos a boca). Sistema nervoso: presente (um anel nervoso em torno da faringe). Reprodução: sexuada; em lombriga os vermes têm sexos separados, o ciclo parasita é bem complexo com diversos estágios intermediários. Anelideos Diagnose de um anelideo: Animal de corpo metamerizado; triblásticos; o sistema digestivo completo; simétria bilateral. Habitat: animais de vida livre, terrestres de água doce ou salgada. Exemplos: um oligoqueto terrestre bem conhecido é a minhoca-louca e sanguessuga. Sistema digestivo: presente, completo (intestino com regiões diferentes faringe; papo; moela e etc.) digestão extra celular. Sistema circulatório: presente, do tipo fechado (presença de vasos pulsáticos. Sistema respiratpório: ausente (trocas gasosas ocorrem pela superficie bem irrigada de sangue). Sistema excretor: presente (excreção por meio de nefridios). Sistema nervoso: presente (composto por uma nervosa ventral, com um gânglios por segmento). Reprodução: Sexuada; existindo espécies monóicas e dióicas; em algum desenvolvimento é direto, e em outros existem estágios larvais. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 32 Fig.Corte transversal em minhoca Moluscos Diagnose de um molusco: animais de corpo mole, com ou sem concha; triblástico; cavidade corporal denominada celoma; sitema digestivo completo, com glândula anexa e simétria bilateral. Habitat: animais de vida livre, terrestres de água doce ou salgada, raras formas parasitas, têm larvas que vivem em guelras de peixes. Ex: mexilião, lulas, polvo e o caracol de jardim. Sistema digestivo: presente, completo (intestino com regiões diferenciadas com digestão extra celular e intracelular). UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 33 Fig.Mexilião aberto, mostrando oca e branquias Sistema circulatório: presente, do tipo aberto (com coração e vasos sanguíneos nos quais circulam o sangue). Sistema respiratpório: presente (trocas gasosas ocorrem em órgãos especializados com as branqueas e os pulmões, sistema acopulado ao circulatorio). Sistema excretor: presente (excreção por meio de nefridios, estrutura especializada na remoção de residuos). Sistema nervoso: presente (composto por três ou quatro pares de gânglios nervosos, ligados a nervos que aflige o corpo). Reprodução: Sexuada; existindo espécies monóicas e dióicas; em alguns casos o desenvolvimento é direto, em outros existem estágios larvais. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 34 Fig.Lula em corte longitudinal Artrópodes Diagnose de um artrópode: animal de patas articuladas e exosqueleto quitinoso; corpo metamerizado; triblástico, celomado; sistema digestivo completo; simétria bilateral. Principais classes do filo. Crustáceos (Crustáceos): dotados cefalotórax e abdómen, dois pares de antenas e cinco pares de patas locomotoras. Insectos; corpo dividido em cabeça tórax e abdómen; um par de antenas; três pares de patas locomotoras no tórax; sem apêndice abdominal; Aracnideos; copo dividido em cefalotórax e abdómen; sem antena; quatro pares de patas locomotoras no cefalotórax e sem apêndice abdominal; UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 35 Habitat: Crustáceos: animais de vida livre, a maioria vivem nos ambientes aquáticos, de água doce e salgada; poucas formas terrestres, que precisam de muita umidade. Insectos: vivem em todos os ambientes, estando ausente apenas no mar, são os únicos invertebrados capazes de voar. Aracnidios: a maioria terrestre, com poucos representantes aquáticos. Exemplos: Crustáceos: camarão, lagosta, siri azul, etc. Fig.morfologia de um decapodo, a)externa; b) interna em corte transversal Insectos: mosca doméstica pernilongo e pulga etc. Aracnideos: aranha, escorpião.UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 36 Reprodução: Crustáceos: Sexuada, espécies dióicas; com cópula; a fecundação ocorre externamente; o desenvolvimento pode ser directo, ou apresentar diversos tipos de larvas. Insectos: Sexuadas espécies dioicas; com cópula; a fecundação ocorre internamente; o desenvolvimento pode ser direto, indireto com metamorfose gradual ou indireto com metamorfose completa. Aracnideos: sexuada espécie dióica; com cópula e a fecundação ocorre internamente, o desenvolvimento Equinodermes Diagnose de um Equinoderme: animais dotados de simétria radial quando adultos; celomados; esqueleto interno; sem metamera; sistema digestivo completo; sistema circulatório, excretor e respiratório ausente ou reduzido. Habitat: Animais de vida livre exclusivamente marinha. Ex: São bem conhecidos Ouriços-do-mar ou pindas, as estrelas e o corrupio ou bolachas-de-praia; Sistema digestivo: presentes, completo (intestino sem grande diferenciações, com glândulas digestivas; digestão extra celular). Sistema circulatório: ausente (distribuição de substâncias pelo fluido celômico). Sistema respiratório: ausente (trocas gasosas facilitadas pelo sistema hidrovascular). Sistema excretor: ausente (excreções diretamente na água). Sistema nervoso: presente (composto por um anel nervoso em torno da boca). Reprodução: sexuada; espécies dioicas; gâmetas elinados na água, fecundação externa; desenvolvimento indirecto, vários tipos de larvas. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 37 Fig.Ouriço-do-mar, visto em corte na posição frontal UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 38 Sumário Diagnose de um porífero: animal filtrador, com nível simples de organização corporal, não apresenta qualquer órgão ou sistema. Exemplo: poríferos usados como esponjas de banho (género Esponja). Diagnose dos celenterados: animal de forma de pólipo ou medusa; formado por duas camadas celulares; sistema digestivo incompleto apresenta células urticantes, os cnidoblastos; existem espécies que há alternância de gerações de pólipos ou medusa. Exemplos: Caravela, Medusa marinha, hydra. Diagnose de um platelminte: animal de corpo achatado, formado por três tecidos embrionários, corpo sem cavidade (acelomado) preenchido por mesênquima; sistema digestivo incompleto, simétria bilateral. Exemplos: planária de água doce, a ténia. Diagnose de um nematelminte: animais de corpo fino e tubular; triblásticos; cavidade corporal denominada pseudoceloma; sistema digestivo completo, simétrica bilateral. Exemplos: Lombriga Exemplos Diagnose de um anelideo: Animal de corpo metamerizado; triblásticos; o sistema digestivo completo; simétria bilateral. Exemplos: um oligoqueto terrestre bem conhecido é a minhoca-louca e sanguessuga. Diagnose de um molusco: animais de mole, com ou sem concha; triblástico; cavidade corporal denominada celoma; sitema digestivo completo, com glândula anexa e simétria bilateral. Ex: mexilião, lulas, polvo e o caracol de jardim. Diagnose de um artrópode: animal de patas articuladas e exosqueleto quitinoso; corpo metamerizado; triblástico, celomado; sistema digestivo completo; simetria bilateral. Princípais classes do filo. Exemplos: Crustáceos: camarão, lagosta, siri azul, etc. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 39 Insectos: mosca doméstica pernilongo e pulga etc. Aracnideos: aranha, escorpião. Diagnose de um Equinodermo: animais dotados de simetria radial quando adultos; celomados; esqueleto interno; sem metamera; sistema digestivo completo; sistema circulatório, excretor e respiratório ausente ou reduzido. Habitat: Animais de vida livre exclusivamente marinha. Ex: São bem conhecidos Ouricos-do-mar ou pindas, as estrelas e o corrupio ou bolachas-de-praia. Exercícios 1. Apresente as estruturas anatómicas da mosca vista em corte transversal? 2. Que funções realizam os apêndice? 3. Que tipo de esqueleto apresenta o camarão? UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 40 Unidade – 04. Evolução Filogenética dos Sistemas nos Vertebrados Tema: Evolução filogenética dos Sistemas nos vertebrados. Introdução Prezado estudante, seja bem vindo ao estudo da evolução filogenética dos Sistemas nos vertebrados. Nesta pequena viagem que tu e nós estamos a fazer pelo reino animal, vamos agora abordar um outro grupo de animais. São animais que têm esqueleto interno e uma coluna vertebral, razão porque são conhecidos por animais vertebrados. Portanto, está convidado para uma discussão activa sobre estudo da evolução filogenética dos sistemas nos vertebrados. Ao completar esta unidade você será capaz de: Objectivos Definir o sistema nos vertebrados; Explicar a evolução filogenética dos sistemas nos vertebrados; Descrever a evolução filogenética dos sistemas nos vertebrados; Caracterizar a evolução filogenética dos sistemas nos vertebrados. Evolução filogenética dos sistemas nos vertebrados. Vertebrdos UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 41 O reino animal (Metazoa) por ser muito extenso, subdivide-se em dois grandes grupos: os vertebrados, que possuem vértebras, e os invertibrados, que não as possuem. Os vertebrados (do latim vertebratus, com vértebras) constituem um subfilo de animais cordados, compreendendo os agnatos, peixes, anfíbios, aves e mamíferos. Caracterizam-se pela presença de coluna vertebral segmentada e de crânio que lhe protege o cérebro. Outras características adicionais são a presença de um sistema muscular geralmente simétrico (a simetria bilateral e também uma característica dos invertebrados) e de um sistema nervoso central, formado pelo cérebro e pela medula espinal localizados dentro da parte central do esqueleto (crâneo e coluna vertebral). Foram encontrados vestígios dos vertebrados até ao periodo siluriano (há 444 a 409 milhões de anos) Caracteristicas Sistema esquelético O esqueleto interno que define os vertebrados é formado por cartilagem, osso ou, na maior parte dos casos, por estes dois tecidos, e consiste no crâneo, na coluna vertebral e em dois pares de membros, embora em alguns grupos, como as cobras e as baleias, os membros estejam ausentes ou apenas na forma vestigial. O esqueleto dá suporte ao organismo durante o crescimento e, por essa razão, a maioria dos vertebrados são de maiores dimensões que os invertebrados. A presença de um crâneo também possibilitou o desenvolvimento do cérebro, pelo que os vertebrados têm maior capacidade de se adaptar ao UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 42 meio ambiente e até de o modificar (vér por exemplo, o caso dos castores que constrõem verdadeiras represas). Possuem elementos endoesquéleticos metametricamente dispostos flanqueando a medula espinhal. Primitivamente existem dois pares destes elementos em cada metámero bilateralmente: os interdorsais e os basidorsais. Nos Gnathostomata, existem dois pares adicionais ventralmente ao notocórdio: os interventrais e os basiventrais. Estes elementos chamam-se arcualia podendo fundir-se a uma calcificação do notocórdio, o centrum. Este conjunto é a vértebra, e o conjunto formado por todas as vértebras é a coluna vertebral. A coluna vertebral juntamente com os membros suporta a totalidade do corpo dos vertebrados. Este suporte facilita a movimentação. O movimento consegue-se normalmentecom a acção dos músculos que se encontram ligados diretamente aos ossos ou cartilagens. A forma geral do corpo dos vertebrados é determinada pelos músculos. A pele recobre as estruturas internas do corpo dos vertebrados e serve, por vezes, de estrutura de suporte para elementos de proteção, como as unhas ou pêlos. As penas estão também ligadas à pele. O tronco dos vertebrados é oco abrigando os órgãos internos. O coração e sistema respiratório estão protegidos no tronco. O coração localiza-se atrás das guelras, ou quando existe pulmões, entre eles. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 43 Fig.Esqueleto humano Sistema digestivo A digestão Os alimentos, na forma como entram no organismo dos animais, não podem ser utilizados como elementos construtores de células e tecidos, nem como fonte de energia para as actividades vitais. Constituem excepção as substâncias dissolvidas que são absorvidas pela superfície do corpo dos seres unicelulares e parasitas. Para poderem ser utilizados pelo nosso organismo, os alimentos devem ser desintegrados e decompostos em partículas minúsculas e simples. Ao processo de trituração e desintegração dos alimentos dá-se o nome de digestão. A digestão nos animais unicelulares Nos animais unicelulares, as partículas alimentares ao entrarem na célula são submetidas a influências do suco digestivo no vacúolo digestivo, o qual as desintegra. Depois de desintegrados pelo suco digestivo os alimentos passam ao citoplasma onde são incluídos nos processos vitais. Este tipo de digestão que ocorre dentro da célula, dá-se o nome de digestão intracelular. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 44 A digestão nos animais pluricelulares Naturalmente ainda te recordas da constituição do aparelho digestivo do homem. O aparelho digestivo da maior parte dos animais é constituído por um tubo oco dividido em várias partes, cada uma com a sua respectiva função. As partes típicas do aparelho digestivo são a boca, o esófago, o estômago, os intestinos e o ânus. Nos animais pluricelulares, os alimentos antes de entrarem nas células são submetidos a trituração e a desintegração, em diferentes partes do aparelho digestivo. Que acontece aos alimentos ao longo do aparelho digestivo? Já é do teu conhecimento que alguns animais trituram os alimentos antes de os engolir. Outros deglutem partículas grandes e inteiras. Todavia, e por via de regra, os animais utilizam as suas mandíbulas e maxilas com os respectivos dentes para triturar os alimentos. Animais carnívoros tais como gatos, leões, leopardos, cães, e ainda chacais e cães-hienas movimentam as suas maxilas só de cima para baixo e vice- versa (plano vertical), cortando assim a carne aos pedaços, fazendo uso dos dentes sectorios. Os alimentos de origem vegetal exigem uma trituração minuciosa devido ao fato de terem muitos filamentos. Os animais herbívoros tais como bois- cavalo, elefantes, bois e outros mastigam os alimentos raspando-os através dos dentes molares. As maxilas destes animais e as do homem movimentam-se não só no plano vertical como também no plano horizontal, isto é, movimentam-se para os lados, para frente e para atrás. Depois da boca, os alimentos triturados passam ao esófago que os encaminha para o estômago. O esófago de algumas aves, principalmente os das aves granívoras e a aves de rapinas, tem uma dilatação denominada papo, onde os alimentos são armazenados e amolecidos. Alguns animais como a mosca-domestica e a aranha não trituram os alimentos; eles lançam para os alimentos a sua saliva e sucos digestivos. Por seu turno a saliva e os sucos digestivos dissolvem esse alimento e em seguida o animal suga-o. Como podes facilmente depreender, uma parte da digestão destes animais realiza-se fora do corpo deles. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 45 Uma vez chegados ao estômago, os alimentos sofrem uma outra desintegração, desta feita sob a acção dos sucos digestivos. As aves e os crustáceos tem um estômago adicional musculoso chamado moela, onde os alimentos engolidos são triturados. As pedrinhas e a areia, as aves engolem com as comidas auxiliam-nas a triturar o alimento. E o estômago, os alimentos, depois de terem sido desintegrados, formam uma massa a que se dá o nome de quimo. Do estômago o quimo passa ao intestino delgado. Na maioria dos animais desembocam no começo do intestino delgado duas glândulas, nomeadamente, o fígado e o pâncreas. Pela acção dos sucos segregados por essa glândulas, os alimentos são finalmente transformados numa substância que pode ser absorvida pelas paredes do intestino e dar entrada no sangue que os levará as células (o quilo). As substâncias não digeríveis são encaminhadas para o intestino grosso, onde se acumulam e periodicamente saem para o exterior pelo ânus. Como acabas de vér, a digestão nos animais pluricelulares não tem lugar dentro das células como acontece nos animais unicelulares. Nos animais pluricelulares a digestão realiza-se fora das células, dentro de órgão para isso especializado a este tipo de digestão dá-se o nome de digestão extra célula. Fig.Sistema digestivo do camarão e do peixe Fig.Sistema digestivo do pombo UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 46 Fig.Sistema digestivo da rã e do cão Fig.Sistema digestivo do Homem Sistema respiratório A respiração Dissemos atrás que os animais precisam de energia para realizarem as funções de que necessitam para viver, isto é, para realizarem as suas funções vitais. Como é que a partir dos alimentos os animais recebem essa energia? Como é do teu conhecimento, os alimentos, depois de darem entrada no sangue, são encaminhados para as células. Nas células as substâncias nutritivas sofrem uma combustão, isto é, são “queimadas’’. Desta combustão, a que se dá o nome de oxidação devido ao consumo de oxigénio, resulta a libertação de energia. Enquanto na oxidação das gorduras e dos hidratos de carbono para além da libertação de energia forma-se água e dióxido de carbono, na oxidação das proteínas são formadas também outras substâncias. Ao processo durante o qual há consumo de oxigénio e libertação de dióxido de carbono dá-se o nome de respiração. De onde é que os animais recebem oxigénio? Os animais recebem oxigénio do meio que os rodeia, do meio em que habitam. Os animais aquáticos utilizam geralmente o oxigénio dissolvido na água. Os animais terrestres consomem o oxigénio do ar atmosférico. UCM-Centro de Ensino à Distância Curso de Licenciatura em Ensino de Biologia – B0034 47 Alguns animais aquáticos como a baleia e o dugongo também respiram o oxigénio e o ar. A respiração nos animais Animais sem órgãos respiratórios Nem todos os animais possue órgãos especialmente adatados à respiração. São exemplo disso, os animais unicelulares como a amiba e a paramécia, só para citar estes dois e alguns animais pluricelulares como a minhoca, a planária e as medusas. As medusas são muito conhecidas nas costas tropicais pelas inflamações que provocam na pele das pessoas que tocam nelas inadvertidamente. Nos animais sem órgão de respiração, as trocas gasosas dão-se ao nível de toda a superfície do corpo. O oxigénio do meio ambiente difunde-se no organismo e dióxido de carbono saí do organismo para o ambiente. A troca de gases dá-se através de uma difusão simples, a uma velocidade muito lenta. Os animais desprovidos de órgãos de respiração são, devido à lentidão com que se processam as trocas gasosas, de tamanhos minúsculos (animais unicelulares) ou então todos os seus processos vitais ocorrem com muita lentidão (vermes e medusas). Animais com órgãos de respiração A grande maioria dos animais pluricelulares
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