Cordados e o ambiente aqutico Profa Jessyca Vertebrados

Cordados e o ambiente aquático Profa. Jessyca

Vertebrados: Filo Chordata Cordados: uma visão geral

Aspectos gerais Os cordados (filo Chordata) dividem-se em: - protocordados (cefalocordados e tunicados), - - vertebrados (ágnatos, peixes cartilaginosos e ósseos, anfíbios, répteis, aves e mamíferos). Em pelo menos uma fase da vida, eles apresentam fendas na faringe, notocorda e tubo nervoso dorsal.

Organização básica do corpo dos cordados: corte longitudinal

Corte transversal. Répteis, aves e mamíferos só apresentam alguns desses aspectos nos estágios iniciais do desenvolvimento embrionário.

Fendas Faringianas Os embriões dos cordados apresentam fendas nos lados da faringe. Em torno dessas fendas, desenvolvem-se estruturas esqueléticas (os arcos branquiais), que sustentam as brânquias. ***Em répteis, aves e mamíferos, as fendas faringianas só aparecem durante o início do desenvolvimento embrionário, fechando-se logo. Não há brânquias em nenhuma etapa da vida.

Notocorda No dorso dos embriões dos cordados, ente o tubo nervoso e o tubo digestório, forma-se um bastonete longitudinal flexível denominada notocorda, que atua como a primeira estrutura de sustentação do corpo. É constituído por células túrgidas envoltas por uma cápsula fibrosa.

A notocorda dos cefalocordados persiste por toda a vida; na maioria dos tunicados, é encontrada apenas na cauda das larvas. Entre os vertebrados adultos, ocorre somente nos ágnatos (lampreias e peixes-bruxas), enquanto nos demais grupos é substituída pela coluna vertebral.

Tubo nervoso dorsal Nos embriões dos cordados, um tubo nervoso dorsal é único e forma-se acima da notocorda. Nos vertebrados, a extremidade anterior desse tubo desenvolve-se e diferencia-se no encéfalo, enquanto a outra parte dá origem à medulo espinhal. Encéfalo e medula espinhal constituem o sistema nervoso central.

*** Entre os protocordados adultos, o tubo nervoso permanece nos cefalocordados (sem formação de encéfalo), mas degenera nos tunicados, convertendose em um gânglio nervoso.

Apenas os cordados possuem tubo nervoso dorsal. Na maioria dos invertebrados, os cordões nervosos são maciços, estendendo-se pela região ventral do corpo.

Divisão dos cordados: 1. Protocordados São todos marinhos e distribuem-se em dois subfilos: ü tunicados ou urocordados (ex: ascídias) ü Cefalocordados (ex: anfioxos)

üTunicados As ascídias são animais filtradores, sua forma adulta é séssil, e a larva nadante. Tunicados sésseis

O corpo é revestido por tunicina, polissacarídio semelhante à celulose; possui um sifão inalante, por onde entra água, trazendo oxigênio e microrganismos usados em sua alimentação, e um sifão exalante, pelo qual a água sai, carregando gás carbônico, outros resíduos e gametas. O sistema digestório é completo, e a digestão é extracelular.

Estrutura da ascídia adulta: a túnica reveste o animal; o sistema digestório apresenta uma grande faringe, com fendas; não há notocorda, e o sistema nervoso é reduzido a um gânglio.

O sistema cardiovascular da ascídia é aberto; A respiração é branquial. Não existem órgãos excretores, e os resíduos (amônia, principalmente) são eliminados por difusão.

No átrio, espaço entre a faringe e a parede do corpo, abrem-se o ânus e a extremidade final do sistema genital. As ascídias são hermafroditas e, a fecundação é cruzada, ocorrendo externamente ao corpo ou no átrio. O desenvolvimento é indireto, e a larva exibe as três características típicas dos cordados: fendas faringianas, notocorda (restrita à região da cauda) e tubo nervoso dorsal.

üCefalocordados Os cefalocordados têm poucos centímetros (até 6 cm) de comprimento, corpo achatado lateralmente e extremidades anterior e posterior afiladas. Exemplo: anfioxo.

O anfioxo adulto é móvel e mantém a notocorda, o tubo nervoso dorsal e as fendas faringianas.

O sistema digestório do anfioxo é completo, com digestão extracelular. A boca é circundada por filamentos, que filtram areia e outras partículas; o ânus abre-se na parte posterior do corpo. É um animal filtrador (geralmente fitôplancton): a água, com partículas alimentares, entra pela boca, atravessa as fendas da faringe e passa para o átrio, para onde fluem resíduos e gametas, também eliminados por um orifício chamado atrióporo.

http: //cifonauta. cebimar. usp. br/photo/8112/ Anfioxo detalhe da região anterior, destacando os cirros - estruturas que se dispõem ao redor da boca e impedem a entrada de partículas muito grandes

O sistema cardiovascular é aberto; As trocas gasosas ocorrem em brânquias na faringe e, predominantemente, através da epiderme. A excreção se dá por nefrídios e difusão. O sistema nervoso consiste em tubo nervoso dorsal, localizado sobre a notocorda. Os sexos são separados, com fecundação externa. O desenvolvimento é direto.

Aspectos gerais dos vertebrados As diferenças entre os vários grupos de cordados podem ser representadas por uma chave dicotômica, em que cada bifurcação representa a separação de dois grupos segundo um critério: - um grupo tem certa característica, o outro não.

O sinal (+) indica presença da característica considerada; o sinal (-) indica sua ausência. * homeotermia: uma estratégia térmica de um animal que possui uma temperatura corporal (T ) relativamente constante.

Considerações evolutivas Em relação aos protocordados, os vertebrados (subfilo Vertebrata) apresentam inovações evolutivas:

• Epiderme pluriestratificada, ou seja, com várias camadas de células; • Sistema cardiovascular fechado, em que o sangue circula apenas no interior de vasos sanguíneos; • Esqueleto interno, constituído por cartilagem (ágnatos e peixes cartilaginosos) ou por ossos e cartilagens (peixes ósseos e todos os tetrápodes).

*** Os termos Craniata e Tetrapoda referem-se, respectivamente, aos vertebrados que possuem crânio e aos que têm quatro patas.

Ágnatos ( do grego Agnatha: a= sem gnathos = mandíbula) Os ágnatos (ou ciclóstomos, classe Agnatha) incluem as lampreias e os peixes-bruxas. Os mais conhecidos são as lampreias, que parasitam peixes e outros vertebrados. Alguns sistemas de classificação consideram os ágnatos como peixes; outros os incluem em uma superclasse à parte. O corpo cilíndrico tem nadadeiras ímpares em sua posição mediana.

As fendas branquiais não são cobertas por opérculo, a placa móvel que recobre e protege as brânquias dos peixes ósseos. Não possuem mandíbula, o sistema cardiovascular é fechado, e a respiração é branquial.

A notocorda dos ágnatos perdura por toda a vida, junto a vertebras rudimentares. Um crânio cartilaginoso envolve o encéfalo. Na reprodução dos ágnatos, a fecundação é externa. Eles são dioicos (sexos separados) e têm desenvolvimento indireto. A larva da lampreia chama-se amocetes.

Peixes Os peixes podem ter esqueleto cartilaginoso ou ósseo. Os condrictes, ou peixes cartilaginosos (classe Chondrichthyes) são os tubarões, as raias e as quimeras; Os osteíctes, ou peixes ósseos (classe Osteicthyes), incluem, por exemplo, garoupa, sardinhas, linguados, atuns e bacalhaus, carpas, bagres e dourados.

A epiderme dos peixes é pluriestratificada e tem glândulas mucosas, cuja secreção mantém a superfície lisa e facilita o deslocamento na água. Os anexos superficiais mais evidentes são as escamas. Imagens: Bemvenuti & Fischer, 2011

Os peixes apresentam sistema digestório completo, com digestão extracelular. Possuem mandíbula e, em geral, dentes. Pelo esôfago, os alimentos alcançam o estômago e passam para o intestino, que termina em ânus (nos peixes ósseos) ou cloaca (nos cartilaginosos). *** A cloaca é uma câmara onde se abrem os sistemas digestório, urinário e genital.

O intestino dos peixes cartilaginosos tem uma prega helicoidal interna chamada válvula espiral, que aumenta a superfície de absorção dos nutrientes. Intestino aberto de tubarão, mostrando a válvula espiral.

O sistema cardiovascular é fechado, e o coração tem duas cavidades: um átrio e um ventrículo. O sangue, bombeado pelo coração, atravessa as brânquias, onde, trocando gases com a água do ambiente, recolhe oxigênio e elimina gás carbônico (respiração branquial). Das brânquias, segue para os tecidos.

Estrutura interna de peixes. Pelas suas cavidades, circula apenas sangue pobre em oxigênio.

A água que penetra na boca dos peixes passa pelas brânquias (onde ocorrem as trocas gasosas) e sai pelas fendas branquiais. Os condrictes têm geralmente cinco pares de arcos branquiais; os osteíctes, quatro.

Os osteíctes possuem, na porção dorsal da cavidade do corpo, a bexiga natatória. Na maioria deles, a glândula de gás secreta gases para o interior da bexiga natatória, cuja parede tem vasos sanguíneos que os absorvem. A bexiga natatória é um órgão de equilíbrio hidrostático, que permite a permanência do peixe em determinada profundidade.

*** Os condrictes não possuem bexiga natatória e controlam sua profundidade mantendo-se em movimento. Seu grande fígado, rico em óleos, tem densidade menor que a da água e contribui para a manutenção do equilíbrio hidrostático e da flutuação. A excreção dos peixes ocorre através dos néfrons, estruturas tubulares que se agrupam em rins. Nos osteíctes, o principal resíduo nitrogenado é a amônia; nos condrictes, a ureia. O resíduo nitrogenado primário dos animais é a amônia, muito tóxica

Os animais podem ser classificados quanto ao principal resíduo nitrogenado que eliminam na excreção: Amoniotélicos: quando eliminam amônia Ureotélicos: quando eliminam uréia Uricotélicos: quando eliminam ácido úrico Peixes ósseos, e Peixes cartilaginoso Répteis e aves todos os mamíferos e girinos ÁCIDO URÉIA AMÔNIA URICO menos dependência de água Mais tóxico (precisa diluir mais)

Os peixes apresentam sistema nervoso tubular e dorsal, com medula espinhal e encéfalo, que é pequeno em relação ao dos vertebrados terrestres. Os olhos, bem desenvolvidos, não possuem pálpebras. Ao longo do corpo de um peixe, pode-se ver a linha lateral, órgão sensorial que detecta vibrações na água. O sistema locomotor é constituído por músculos e esqueleto (ósseo ou cartilaginoso).

Estrutura de um peixe ósseo

Em geral, os peixes são dioicos. Os condrictes tem fecundação interna e clásperes (modificações das nadadeiras pélvicas dos machos), que funcionam como órgão copulador e transferem espermatozoides. Na maioria dos osteíctes, a fecundação é externa, com desenvolvimento direto.

Os peixes podem ser: • Ovíparos: os embriões desenvolvem-se em ovos, fora do organismo materno. Exemplos: a maioria dos osteíctes e alguns condrictes. • Ovovivíparos: os embriões desenvolvem-se em ovos, dentro do organismos materno se, contudo, nutrir-se dele durante a incubação. Exemplos: a maioria dos condrictes. • Vivíparos: os embriões desenvolvem-se dentro do organismo materno, obtendo nutrientes diretamente de seu sangue. Exemplos: tubarão-azul e cação-martelo (condrictes), guaru-guaru e perca (osteíctes).

Anfíbios Os anfíbios, vertebrados de transição entre os ambientes aquático e terrestre, vivem habitualmente em água doce e em ambientes terrestres úmidos. Eles mantêm forte vinculação com a água e dela não podem se afastar porque: • Sua pele úmida e permeável pode perder muita água para o ar por evaporação; • A fecundação geralmente é externa, na água.

*** A maioria dos anfíbios atuais tem uma forma larval aquática e uma forma adulta terrestre. A ocorrência de duas etapas de vida justifica o nome do grupo: amphi, “duplo”, e bios, “vida”. Os anfíbios vivem normalmente em água doce e em ambientes terrestres úmidos.

Em relação aos peixes, apresentam uma série de inovações evolutivas: ü coração com três cavidades, que aumenta a eficiência de transporte de sangue; ü desenvolvimento de pulmões, que executam trocas gasosas; ü patas; ü tímpano, que transmite estímulos sonoros a estruturas nervosas da orelha;

ü pele permeável, onde também ocorrem trocas gasosas; ü pálpebras que protegem e limpam os olhos.

Os anfíbios compreendem três grandes grupos: • Anuros (ordem Anura): pererecas, sapos e rãs. Os adultos possuem patas e não apresentam cauda. Suas larva são chamadas girinos. • Urodelos (ordem Urodela): salamandras e tritões. Têm corpo alongado e uma longa cauda. • Ápodes (ordem Apoda): cobras-cegas ou cecílias. Não possuem patas e têm corpo cilíndrico. Seus olhos reduzido, daí o nome “cobra-cega”.

A pele, fina e vascularizada, tem pouca queratina (uma proteína insolúvel) e, por isso, é permeável a gases e água. É rica em glândulas e está sempre úmida. A epiderme é pluriestratificada.

As glândulas paratoides, encontradas em sapos, produzem veneno, eliminado apenas quando comprimidas. Os anfíbios apresentam digestão extracelular e sistema digestório completo, que se abre na cloaca, por onde são eliminadas as fezes e também os gametas.

O sistema cardiovascular dos anfíbios é fechado. O coração tem três câmaras: dois átrios, que recebem sangue, e um ventrículo, que o expulsa. Ao percorrer uma volta completa pelo corpo, o sangue passa duas vezes pelo coração.

O átrio esquerdo recebe sangue rico em oxigênio, que vem dos pulmões; o átrio direito recebe sangue rico em gás carbônico proveniente dos tecidos. No ventrículo, ocorre pequena mistura de sangue oxigenado com sangue não oxigenado. Do ventrículo, o sangue é bombeado para os pulmões e o restante do corpo.

As trocas gasosas nos anfíbios adultos ocorrem nos pulmões (respiração pulmonar), na pele (respiração cutânea) e, em menor escala, nas mucosas da boca e da faringe (respiração bucofaríngea). Os pulmões, cuja superfície interna é lisa, são pequenos quando comparados com os dos répteis e, principalmente, com os das aves e dos mamíferos. Na fase larval aquática, os anfíbios respiram por brânquias (respiração branquial).

A excreção é feita por néfrons, que se agrupam em rins. O sistema nervoso é tubular e dorsal, com encéfalo maior e mais complexo que os dos peixes. O sistema locomotor apresenta inovações evolutivas encontradas também nos demais grupos de vertebrados terrestres.

Os anfíbios são dioicos, e a maioria apresenta fecundação externa: a fêmea elimina os gametas na água, sobre os quais o macho despeja os espermatozoides. Geralmente, os embriões desenvolvem-se em larvas aquáticas, que originam adultos por desenvolvimento indireto, isto é, com metamorfose.

Na metamorfose, ocorrem encurtamento relativo do intestino (relacionado com mudança de dieta de algas para insetos), crescimento da língua, formação das patas, surgimento da membrana timpânica e desaparecimento das brânquias e das fendas faringianas.

Importância dos anfíbios ü De um modo geral, os anfíbios podem ser considerados bioindicadores de qualidade ambiental já que possuem seu ciclo de vida intimamente ligado à água e pele permeável. ü A pele dos anfíbios possui uma grande quantidade de glândulas que liberam secreções para se manter úmida e protegida dos micro-organismos do ambiente.

Importância dos anfíbios ü Nesse sentido, possuem um verdadeiro arsenal químico que pode ser uma grande fonte de matéria prima para produção de fármacos que ajudem a tratar doenças, servir com anestésicos, cicatrizantes e compor fórmulas de produtos cosméticos.

Exercícios

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