Vertebrados: características, sistema nervoso, digestivo

Os vertebrados (Vertebrata) são um grupo de animais, caracterizado pela presença de um esqueleto feito de vértebras e crânio com funções de protecção. Neste grupo, encontramos mais de 60.000 espécies.

É composto de peixes e tetrápodes: anfíbios, répteis, pássaros e mamíferos – incluindo nós, humanos. Dentro dessas linhagens, encontramos uma grande diversidade em termos de padrões corporais, fisiológicos, métodos de locomoção, alimentação, entre outros.

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Fonte: Por Petter Bøckman [Domínio público], do Wikimedia Commons

A origem dos vertebrados é um importante tópico de discussão entre biólogos evolutivos. Há uma série de fósseis que permitem traçar sua história evolutiva. Por exemplo, o pequeno organismo Haikouella lanceolata é uma criatura que aparentemente se assemelha a um peixe atual. Os paleontologistas propõem que esse fóssil é o táxon irmão dos vertebrados.

Além disso, existem outras especulações relacionadas à origem do grupo. Alguns pesquisadores propõem que os vertebrados possam se originar de protoordatas. O registro fóssil parece apoiar essa teoria.

Características de diagnóstico das cordas

O subfilo vertebrado apresenta uma série de características que permitem diferenciá-los dos invertebrados. O Subfilo Vertebrado está incluído no Phylum Chordata, por isso possui as características diagnósticas desse grupo: notocorda, cordão nervoso tubular dorsal, sulcos faríngeos, endóstilo e cauda pós-nasal.

Essas cinco características são encontradas em alguns estados embrionários. Em alguns casos, eles podem parecer modificados e também é comum que desapareçam à medida que o animal se desenvolve.

Notocorda

O notocorda é uma estrutura que lembra uma bengala, é flexível e se estende por todo o corpo. Ele fornece um local de ancoragem para os músculos e, graças às suas propriedades, permite movimentos ondulados do corpo. Nos vertebrados, o notocórdio é substituído.

Cordão nervoso dorsal

O cordão nervoso dorsal é típico desse grupo – nos invertebrados, encontramos na posição ventral. Isso é protegido pelos arcos neurais das vértebras. Da mesma forma, o cérebro é protegido por uma caveira.

Fendas Faríngeas

Os sulcos faríngeos funcionam nos grupos primitivos como um filtro que permite a alimentação. Nos peixes, essa estrutura é vascularizada e permite trocas gasosas, formando as brânquias.

Endostyl

O endostilo está localizado na base da faringe e, nos vertebrados, foi transformado na glândula tireóide.

Post Tail

A cauda pós-bronca, juntamente com a musculatura, contribui para o movimento dos cordados basais. Propõe-se que ele evolua a favor das pressões seletivas da vida aquática. Nos seres humanos, só o encontramos como um pequeno órgão vestigial: o cóccix.

Características gerais dos vertebrados

Tecidos epidérmicos

O tegumento dos vertebrados possui duas divisões claras: uma epiderme externa que, derivada embriologicamente do ectoderma e uma derme interna que forma tecido conjuntivo, derivada do mesoderma.

Nos vertebrados, há uma série de modificações muito heterogêneas nos tecidos externos, como presença de escamas, penas, garras, entre outras.

Os mamíferos são particularmente diferenciados pela presença de cabelos e tecido glandular. Este último é responsável pela secreção de substâncias e hormônios, que participam diretamente da fisiologia do indivíduo e do processo de reprodução e escolha do parceiro.

Esqueleto

O nome do grupo vem dessa característica distintiva: a presença de vértebras. Além destes, os vertebrados possuem uma gaiola craniana com funções protetoras derivadas principalmente de células da crista neural

A única exceção à presença de vértebras é um grupo primitivo de peixes popularmente conhecido como bruxas ou mixines.

Sistemas

Nos vertebrados, é possível distinguir uma série de sistemas complexos que orquestram os mecanismos fisiológicos que ocorrem dentro do organismo.

O sistema muscular permite movimentos e é caracterizado por apresentar segmentos musculares em forma de zigue-zague ou miômeros. No grupo, encontramos uma grande variedade de mecanismos de locomoção, então os músculos são modificados para atender às demandas do animal.

O sistema nervoso é composto por um cérebro dividido em três partes e dez ou doze pares de nervos cranianos.

O sistema digestivo permite a absorção de nutrientes. Neste sistema, você pode distinguir claramente a presença de um fígado e um pâncreas. Este sistema, juntamente com o sistema nervoso, será descrito em profundidade nas seções a seguir.

O sistema circulatório é integrado por um coração ventral que consiste em uma série de câmaras que bombeiam fluido por todo o corpo. Além disso, eles têm uma série de vasos chamados artérias, veias e capilares que mediam o fluxo sanguíneo. Os eritrócitos contendo hemoglobina – uma proteína responsável pelo transporte de oxigénio – para dentro.

genes Hox

Embora as características morfológicas sejam muito úteis para distinguir esse grupo, existem diversas peculiaridades no nível molecular que, de acordo com os estudos, são únicas para os vertebrados.

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Os genes Hox são uma família de genes responsáveis ​​pelo controle do padrão específico de estruturas corporais. Estes são organizados em complexos genéticos e exibem várias características muito peculiares: existe uma correlação perfeita na ordem dos genes com a localização anterior e posterior dos produtos dos genes embrionários.

O estudo desses genes é fundamental na biologia evolutiva do desenvolvimento e, graças à sua descoberta, foram propostas algumas teorias que explicam a origem dos vertebrados.

Os genes Hox foram encontrados em todos os metazoários, mas em vertebrados esse grupo de genes passou por um processo de duplicação. Portanto, encontramos apenas uma cópia dos genes Hox em invertebrados, enquanto nos primeiros vertebrados encontramos quatro cópias.

Propõe-se que essa nova invenção genética tenha levado a um desenvolvimento na complexidade do mundo animal.

Classificação

A classificação dos vertebrados, segundo Hickman (2007), é a seguinte: o subfilo vertebrado pertence ao filo cordata.

O subfilo compreende duas superclasses: a Agnata e a superclasse Gnathostomata. Os agnatos são peixes sem mandíbulas e, por sua vez, compreendem duas classes: Myxini, conhecido como peixe-bruxa e Petromyzontida, comumente chamados lampreias.

A superclasse Gnathostomata compreende o grupo de peixes com mandíbulas e até com apêndices. A essa superclasse pertencem o restante das classes de vertebrados.

Classe Chondrichthyes: tubarões e raias

A classe Chondrichthyes abrange quase 1.000 espécies de arraias, quimeras e tubarões. O grupo é caracterizado pela presença de um esqueleto cartilaginoso e uma válvula espiral no intestino. Não há bexiga natatória, eles usam óleos menos densos que a água para promover a flutuação

Actinopterygii e Sarcopterygii classe: peixe

Nesta seção, discutiremos as duas classes que correspondem na terminologia popular o “peixe”.

A classe Actinopterygii possui um esqueleto ossificado e uma única abertura braquial coberta por uma estrutura chamada opérculo. Existem até alelos suportados por uma série de raios dérmicos.

A bexiga natatória constitui um órgão flutuante hidrostático. Existem aproximadamente 27.000 espécies nesta classe.

Por outro lado, a classe Sarcopterygii abrange peixes com barbatanas de lobos. Como na aula anterior, eles têm um esqueleto ossificado e uma abertura branquial coberta por um opérculo.

As barbatanas são a característica mais marcante desta linhagem, possuem um esqueleto e uma musculatura interna. A barbatana caudal é difícil. O grupo parafilético, se não incluirmos tetrápodes.

Classe de anfíbios: sapos, salamandras e cecilias

Os anfíbios são a linhagem que conecta um estilo de vida aquático e terrestre. São organismos ectotérmicos, a respiração ocorre pelos pulmões ou por trocas gasosas mediadas pela pele. A pele é úmida, possui glândulas mucosas e não possui escamas.

O sistema excretor é formado por rins mesonéfrico ou ofinefrico e o resíduo de nitrogênio é a uréia.

Quanto aos sentidos, os anfíbios têm uma membrana timpânica e uma columela que transmite vibrações no ambiente ao ódio interno. Para o cheiro, eles têm um epitélio olfativo dentro da cavidade nasal. Além disso, eles têm um sistema de lentes que lhes permite uma visão aérea.

Os grupos mais conhecidos são sapos e salamandras. Observe que o termo sapo e sapo não tem validade taxonômica, o primeiro se refere a um anfíbio com pele e verrugas, enquanto os sapos são geralmente graciosos e coloridos.

O último grupo são as cecilias. É pouco conhecido e é composto por organismos cuja morfologia se assemelha a um verme. Eles têm um estilo de vida subterrâneo.

Sinapsídeos, diápsides e anapsídeos

Antes de descrever as classes de Reptilia, Aves e Mamíferos, é necessário mencionar como esses organismos são classificados de acordo com o crânio.

Essas categorias são baseadas no número de “furos” (fenestra) na região temporal do crânio. A condição ancestral é a anápsida, que não possui aberturas temporárias. Além disso, as condições derivadas destes são os sinapsídeos e diápsides, com uma e duas aberturas, respectivamente.

As tartarugas atuais são consideradas anapsid, mas esse caráter parece ser o produto de uma reversão.

Os diápsides são representados por vários grupos vivos, principalmente por grupos considerados répteis, com exceção das tartarugas.

Os lepidosauros incluem a maioria dos répteis e os arquossauros incluem dinossauros, pterossauros e crocodilos e pássaros atuais. A posição das tartarugas é um tema de controvérsia. Finalmente, as sinapses incluem mamíferos atuais e seus ancestrais extintos.

Classe Reptilia: tartarugas, lagartos, tuataras, cobras e crocodilos.

Os répteis são um grupo de tetrápodes ectotérmicos que respiram pelos pulmões. Nesse grupo, houve uma inovação evolutiva transcendental que nos permitiu livrar-nos da dependência da água e acessar a vida na Terra: o ovo amniótico.

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Este ovo tem uma cobertura calcária ou semelhante a couro. Possui uma série de membranas: o amnion, o chorion, o saco vitelino e os alantoides.

O sistema de excreção é formado por um par de rins metanórficos, cujo principal resíduo de nitrogênio é o ácido úrico.

Geralmente a fertilização é interna e neste grupo existem estruturas especializadas para o processo de acoplamento, como pênis e hemipênios.

A pele dos répteis é seca e eles têm uma série de escamas derivadas da epiderme. No caso de não incluir as aves, o grupo é parafilético.

Além dos grupos atuais, os répteis são amplamente conhecidos pelo grupo mais famoso parcialmente extinto: os dinossauros colossais – um grupo que deu origem às aves atuais.

Classe de pássaros

Aves são organismos cuja morfologia e fisiologia são totalmente adaptadas ao meio de locomoção aérea. Eles são caracterizados por um esqueleto leve com ossos perfurados, criando cavidades de ar. Os membros da frente são modificados para o voo. O corpo está coberto de penas e as pernas têm escamas.

Aves, como mamíferos, são capazes de regular a temperatura do corpo. Por essa característica, eles são considerados endotérmicos. No entanto, essa característica não é homóloga entre essas linhagens – foi adquirida de forma convergente.

Quanto à sua anatomia, caracterizam-se por exibir um pescoço longo em forma de S, a mandíbula passou por um processo de queratinização e forma um bico sem dentes. A cauda é reduzida a pigostil.

Os sexos são separados. Para a reprodução, as fêmeas têm apenas um ovário funcional – o esquerdo. As gônadas geralmente esvaziam seu conteúdo de esgoto, embora existam alguns grupos com um órgão copulatório: o pênis. A fertilização ocorre internamente.

Em termos de comportamento, as aves geralmente apresentam um sistema de cuidados com os pais, onde ambos os pais contribuem para a educação dos filhos. De fato, esse grupo investe muito tempo e energia na criação dos filhos.

Classe de mamíferos: mamíferos

Mamíferos são vertebrados endotérmicos que têm duas características principais de diagnóstico: presença de cabelos e glândulas mamárias.

Além das glândulas secretoras de leite, elas possuem outras glândulas capazes de secretar várias substâncias, como suor, gordura, entre outras.

Quanto ao esqueleto, os mamíferos têm um crânio com dois côndilos occipitais e um palato secundário, o ouvido médio possui três ossículos envolvidos na transmissão do som, sete vértebras cervicais e um osso pélvico fundido.

Os dentes são heterodontos, o que indica que nem todos são iguais: imagine os dentes de um crocodilo, em comparação com os humanos, claramente diferenciados em molares, pré-molares, caninos e incisivos. O osso da mandíbula inferior é fundido em um: o dente.

O sistema excretor é composto de rins metanefricos com uretra que geralmente levam a uma bexiga.

Eles são classificados na subclasse Prototheria, onde na ordem Monotremata é o ornitorrinco e a equidna. A subclasse Theria inclui a infraclasse Metatheria, que é composta pelos marsupiais.

A Eutheria infraclase inclui todas as ordens de mamíferos placentários: Ordem Insectiva, Macroscelidea, Desmoptera, Chiroptera, Scandentia, Primatas, Xenarthra, Pholidota, Lagomorpha, Rodentia, Carnivora, Tubulidentata, Proboscidea, Hyracoidea, Sirenia, Perissodayla, Artiodactyle

Sistema nervoso

A unidade básica do sistema nervoso são os neurônios. Essas células têm a capacidade de se excitar e conduzir os impulsos elétricos necessários. O sistema é dividido em sistema nervoso central e sistema nervoso e periférico.

Nos vertebrados, os processos nervosos ocorrem através dos nervos, que são basicamente um conjunto de axônios de neurônios cercados por tecido conjuntivo.

A complexidade do órgão principal – o cérebro – varia conforme avançamos nos grupos de peixes, anfíbios, répteis, pássaros e mamíferos. Este último exibe uma complexidade notável na referida estrutura.

Quanto aos sentidos, cada linhagem desenvolveu suas peculiaridades. Os pássaros, por exemplo, têm um excepcional senso de visão, podendo visualizar suas presas a distâncias surpreendentes.

Os mamíferos têm um epitélio olfativo altamente desenvolvido que os ajuda a explorar seu ambiente e também participa de interações sociais.

Sistema digestivo

Em termos gerais, o sistema digestivo de vertebrados é composto pelas seguintes partes:

Um órgão de recebimento de alimentos, que constitui as partes da “boca”. Participar na destruição de alimentos em partículas menores. Além disso, em alguns casos, existem glândulas que secretam saliva e participam da digestão enzimática de carboidratos.

Em seguida, segue um conduto, o esôfago, responsável pelo transporte de alimentos para o estômago, onde será misturado com uma série de enzimas e sucos gástricos. O pâncreas participa da secreção de enzimas.

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Nos pássaros, existe uma estrutura chamada buche, seguida por uma moela – essa estrutura é muscular e, em muitos casos, é auxiliada por pequenas rochas.

Este sistema é seguido por órgãos relacionados à absorção de nutrientes: o intestino delgado. Da mesma forma, a absorção de água ocorre no intestino grosso, onde os sólidos estão concentrados. Os resíduos são ejetados através de uma abertura.

Reprodução

Nos vertebrados, a reprodução é predominantemente do tipo sexual e os sexos são separados.Peixes e tubarões podem ser ovíparos, ovovivíparos ou vivíparos. Em algumas espécies, o desenvolvimento direto da criação pode ocorrer.

A fertilização é geralmente interna (nos grupos basais o externo é comum) e, a partir dos répteis, começamos a observar órgãos especializados para a relação sexual, como pênis e hemipênios, onde o conteúdo das gônadas flui.

Se não houver órgãos especializados, o fenômeno ocorre no esgoto – como na maioria das aves.

Respiração

Nos peixes, a respiração ocorre através do sistema branquial que lhes permite extrair oxigênio da água. Os anfíbios são capazes de respirar pela pele ou podem fazê-lo através de pulmões semelhantes aos sacos, embora, diferentemente de nossos pulmões, eles sejam inflados por uma pressão negativa.

Da mesma forma, os répteis respiram pelos pulmões, assim como os mamíferos. Os pássaros têm um sistema de parabronch especial que permite atender às altas demandas de energia do voo.

Exemplos de animais vertebrados

Como vimos na classificação dos vertebrados, isso constitui um grupo amplo e heterogêneo de animais.

Geralmente estamos em contato diário com eles, como animais de estimação ou animais de estimação. Além disso, eles fazem parte da nossa dieta.

Peixe

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Peixe-piloto de protocooperação com tubarão

Tudo o que conhecemos como “peixe” são vertebrados. Estes são encontrados nos corpos de água doce e salgada.

Anfíbios

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Sapo dourado

Os anfíbios vivem em ambientes terrestres, mas estão ligados à água por sua reprodução. Os mais populares são sapos e sapos que são comumente encontrados em lagoas e lagos. Salamandras e cecilias são mais difíceis de encontrar na vida cotidiana.

Répteis

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Serpente marinha

Os répteis incluem tartarugas, a grande variedade de lagartos, cobras, crocodilos, entre outros. O grupo de dinossauros gigantescos que habitavam a terra há milhares de anos é classificado como réptil.

Pássaros

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Agachamento para pássaros

O grupo de aves inclui uma grande variedade de espécies. Eles têm a capacidade de voar, embora alguns grupos, como pinguins e avestruzes, tenham modificado a maneira como se movem.

Mamíferos

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Leão

Finalmente, temos mamíferos. Um grupo amplo que exibe uma diversidade morfológica impressionante. Só para citar alguns, temos baleias gigantes, pequenos roedores e morcegos imponentes.

Origem dos Vertebrados

Existem várias teorias que buscam explicar a origem desse grupo. Uma das mais proeminentes é a hipótese de Walter Garstang. Em 1928, esse pesquisador da Inglaterra propôs que uma linhagem ancestral de cordado retivesse sua aparência jovem.

As cordas se diversificaram muito cedo no curso da evolução. Essa dicotomia levou ao aparecimento das seguintes linhagens: urocordados sedentários (chamados ascites) e cefalocordados e vertebrados móveis.

A teoria se concentra nos urocordados. Embora as formas simples e sésseis desses organismos não parecessem um candidato promissor a ser considerado o antecessor dos cordados, sua forma juvenil – a larva – é.

A larva dos urocordados possui todas as características apropriadas para ser um vertebrado ancestral: possui notocorda, cordão nervoso dorsal e oco, sulcos faríngeos e cauda pós-bronzeada.

A hipótese propõe que, em algum momento da evolução do grupo, as larvas perderam a capacidade de cumprir sua metamorfose. Assim, essa larva sexualmente madura, mas com características juvenis, pode se reproduzir e gerar uma nova linhagem de cefalocorordados e vertebrados.

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Fonte: Por Lycaon.cl [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], do Wikimedia Commons

Referências

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  3. Hickman, CP, Roberts, LS, Larson, A., Ober, WC e Garrison, C. (2001). Princípios integrados de zoologia . McGraw – Hill.
  4. Kardong, KV (2006). Vertebrados: anatomia comparada, função, evolução . McGraw-Hill
  5. Parker, TJ e Haswell, WA (1987). Zoologia Cordas (Vol. 2). Eu inverti
  6. Randall, D., Burggren, WW, Burggren, W., Francês, K., & Eckert, R. (2002). Fisiologia animal de Eckert . Macmillan

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