Grego: arthro = articulação poda = pés/extremidades Introdução aos Arthropoda Apesar da variedade, todos os Arthropodas possuem 3 importantes características: Exoesqueleto Uma série de apêndices articulados – patas Corpo segmentado Ápice da linha evolutiva dos Protostômios Apesar do registro fóssil extenso, (Cambriano), não há registros que unam os diversos grupos de Arthropoda Provavelmente surgiram de algum grupo primitivo de poliquetas (Anelídeos) ou de alguma forma segmentada ancestral. Caracteres compartilhados por Annelida e Artrhopoda: Segmentação do corpo; Extremidades pares em cada segmento; Sistema nervoso com “cérebro dorsal” e cordão nervoso ganglionar ventral; Concentração dos órgãos dos sentidos na cabeça. Cutícula produzida pela epiderme; Trato digestivo tubular, boca anterior e ânus posterior. Características que só Arthropodas possuem: Grande redução do celoma; Presença de um exoesqueleto duro e não flexível; Sistema circulatório aberto, lacunar; Ausência de cílios em todos os sistemas de órgãos; Extremidades articuláveis; Olhos compostos. Porque um número de espécies tão elevado? São antigos, tendo aparecido no mar a há + de 600 milhões de anos. Colonizaram todas as partes do mar, a maioria da água doce bem como o ambiente terrestre. Segmentação do corpo - tagmas Tagmas A fusão ou agrupamento das placas do esqueleto, dão origem a regiões corporais ou ‘tagmas” Cabeça, tórax e abdômen. Cefalotórax e abdômen. Exoesqueleto Secretado pela epiderme . Esqueleto externo. Vantagens : suporte camada rígida para adesão dos músculos proteção barreira contra a dessecação (desidratação) barreira contra infecções EXOESQUELETO OU CUTÍCULA fino e flexível - quitina ou relativamente espesso e rígido – impregnado de carbonato de cálcio camadas mortas secretadas pelas células da epiderme epiderme formada por membrana grossa (pode prender músculos), reforçada por fibrilas intracelulares; ARTICULAÇÕES: esqueleto dividido em partes tubulares conectadas entre si por membrana articulares (uma articulação em cada junção); Apresentam músculos estriados e isolados em bandas, em cada segmento. Estes músculos fixam-se no exoesqueleto e funcionam em antagonismo (um músculo contrai e faz a perna flexionar, a contração de outro faz a perna distender). Somente insetos podem voar. APÊNDICES Função: movimento remos = aquáticos pernas ou patas = terrestres “andadura” envolve onda de movimentos das pernas, na qual uma perna posterior desce imediatamente antes ou um pouco depois da perna anterior elevar-se; MUDA exoesqueleto = representa uma limitação para o crescimento do animal solução encontrada foi a eliminação periódica do exoesqueleto = muda ou ecdise; Ecdise: após a separação da cutícula velha da epiderme e a secreção de uma nova, o animal prepara-se para um breve processo de ecdise e geralmente procura algum abrigo protegido ou permanece em seu buraco. corpo incha a partir do consumo de água através das brânquias ou do intestino médio e rapidamente emerge a partir do esqueleto velho, que é, em geral, ingerido posteriormente em função dos sais de cálcio. Intermuda: longa ou curta, dependendo do animal mudar ou não sazonalmente. exoesqueleto está completamente formado, reservas alimentares acumulam-se para a próxima muda. PARTICULARIDADES DA MUDA estágios entre as mudas são conhecidos como instares, e o comprimento dos instares tornam-se maior a medida que o animal fica mais velho; lagostas e caranguejos = mudam apenas uma vez - por toda a vida; insetos e aranhas = número de instares mais ou menos fixos, com o último deles sendo atingido a maturidade sexual; todas as superfícies revestidas de cutícula são renovadas a cada muda. ORGANIZAÇÃO DO CORPO CELOMA reduzido = representado pela cavidade das gônadas, e em determinados espécies pelos órgãos excretores. Sistema Respiratório brânquias(crustáceos), traquéias(insetos, quilópodes e diplópodes), pulmões foliáceos (aracnídeos) . SISTEMA CIRCULATÓRIO ABERTO sangue e vasos composto por um coração, vasos e uma hemocele. coração = tubo muscular perfurado por pares de aberturas laterais (óstios).Movimentos de sístole (contração) e diástole (expansão e preenchimento). Líquido circulante : hemolinfa. Sistema Circulatório coração = o sangue é bombeado para os tecidos corporais através das artérias e é finalmente despejado no interior dos seios (coletivo de hemocele) os quais os colocam em contato com os tecidos metabolizadores. sangue então retorna por várias rotas até o seio pericárdico . vários tipos de células estão presentes no fluído assim como em algumas espécies, o pigmento respiratório hemocianina ou hemoglobina (alguns). SISTEMA EXCRETOR 1. Túbulos de Malpighi invaginações tubulares cegas do intestino que repousam dentro da hemocele. dejetos são lançados no interior dos túbulos e depois no interior do intestino, onde são eliminados através do ânus junto com o material fecal. centopéias, piolhos de cobra, insetos e aracnídeos. 2. Sacos finais sáculos cegos pareados que se abrem por meio de dutos para o lado externo do corpo adjacente ao apêndice. denominação específica está relacionada ao nome do apêndice ao qual se associa: glândulas coxais - aracnídeos. glândulas antenais – crustáceos. TRATO DIGESTIVO - Particularidades Sistema digestório: A boca é ventral, com apêndices que auxiliam na alimentação, sendo os mais variados, adaptados a vários tipos de alimento (mastigador, sugador, lambedor, cortador, etc). A digestão é extracelular e intracelular, havendo produção de enzimas em duas glândulas: o hepatopâncreas e os cecos gástricos. Intestino completo, terminado em ânus. SISTEMA NERVOSO alto grau de cefalização; aumento no tamanho cerebral correlacionando-se aos órgãos sensoriais bem desenvolvido (olhos, antenas); muitos grupos exibem padrões comportamentais complexos; Órgãos sensoriais - Particularidades exoesqueleto quitinoso = barreira para a detecção de estímulos externos órgãos sensitivos incluem antenas e pêlos sensitivos (táteis, sonoros e quimiorreceptores), olhos simples e compostos (com omatídios). muitos artrópodes comunicam-se através de substâncias odoríferas, os feromônios. OLHOS COMPOSTOS presentes em insetos e muitos crustáceos; formados por unidades cilíndricas e longas chamadas OMATÍDEOS responsáveis pela recepção de luz; externamente recobertos por uma córnea translúcida derivada da cutícula esquelética, funciona como um cristalino. várias espécies apresentam visão colorida. FILO ARTHROPODA Subphylum Trilobitomorpha Subphylum Chelicerata Subphylum Crustacea Subphylum Uniramia Classe Hexapoda: Insecta Super-classe: Myriapoda – Classes: Chilopoda e Diplopoda 1. Subphylum Trilobitomorpha o mais antigo extintos 2. Subphylum Chelicerata – garra cerata – corno/chifre chele quelicerados Representantes: aranhas, escorpiões, aranhas- do- mar e ácaros. Cerca de 65000 espécies Origem: Pré Cambriano no ambiente marinho Grupo monofilético Corpo dividido em : a) anterior = cefalotórax Cabeça Quelíceras Peças bucais 04 pares de apêndices locomotores b) posterior = abdômen, Apêndices reduzidos ou modificados Conquista do meio terrestre Modificações ocorridas: Sistema respiratório; Excreção; Mecanismo de contenção de água – exoesqueleto impermeável (cera) Locomoção; Estratégias alimentares. Trocas gasosas Pulmões laminares - foliáceos Pareados = modificações das brânquias laminares. 4 pares = escorpiões 2 pares = condição primitiva nas aranhas Câmara de ar se abre numa fenda = espiráculo. Traquéias Tubos internos revestidos de quitina Mais comuns nos representantes pequenos Condição derivada LOCOMOÇÃO Ancestral = natatório Formas atuais: Músculos Corpo bem desenvolvidos acima do substrato = deslocamentos mais rápidos Estratégias alimentares Predominantemente predadores Maioria regurgita enzimas digestivas sobre suas presas Digestão inicial externa Ingestão de suco alimentar pré digerido Pedipalpos e quelíceras Capturar e dilacerar presas Órgãos sensoriais Pêlos sensoriais cerdas olfativas = extremidades (órgãos társicos) cerdas móveis inervadas sobre a superfície tricobótrios = restritos aos apêndices (vibrações) Olhos = simples (maioria) ou compostos (Limulus) córnea + cristalino + corpo vítreo + camada retinal olho direto = fotoreceptores orientados na direção da fonte luminosa ou para à membrana pós retinal olho indireto = membrana pós retinal = refletor Órgãos sensoriais em fenda Depressão em ranhura na cutícula = cobertos por membrana muito fina arqueada para dentro Isolados ou em conjunto • conjunto de órgãos em fenda = fêmur e tíbia Próximos às articulações Reprodução Gônadas no abdômen únicas ou pares Se abrem na região ventral (orifícios genitais) Transferência indireta de esperma Espermatóforo Corte ou comportamento pré-copulatório Estímulos químico, táteis ou visuais Desenvolvimento direto Ovos ricos em vitelo Transferência indireta de espermatozóides - espermatóforo Ovoviviparos ou Vivíparos Jovens permanecem sobre o dorso da mãe até a 1 muda. Podem viver até 25 anos Classe Aracnida 1. Scorpiones, 2. Amblypygi, 3. Schizomida, 4. Thelyphonida (aka Uropygi,) 5. Ricinulei, 6. Palpigradi, 7. Pseudoscorpions, 8. Opiliones, 9. Solifugae, 10. Acari, 11. Araneae SEDA quase tão forte quanto o nylon, porém mais elástica um único fio é composto por várias fibras, cada uma esticada a partir de uma seda líquida, oriunda de uma glândula estiramento ocorre à medida que a aranha se move para longe a partir de um cordão ancorado ou puxa os cordões com suas pernas posteriores proteína : glicina, alanina, serina e tirosina emitida na forma líquida o endurecimento resultada do processo de estiramento da seda, que provoca uma alteração na sua configuração molecular. Funções da seda Construção de teias Casulo para ovos Casulo para esperma Locomoção Extensões sensoriais Captura de presas Imobilização da presa Corte Outros quelicerados Pseudoescorpião Opilião carrapatos 3. Subphylum Crustacea Representantes: caranguejos, camarões, Lagostas; siris. Características gerais Uniformidade Cabeça (Cephalon) com 5 pares de apêndices: • • • • do grupo é dada por: Antênulas ou 1º par de antenas Antenas ou 2º par de antenas 1 par de mandíbulas 2 pares de maxilas Olhos pedunculados Fusão dos primeiros 3 segmentos torácicos à cabeça - cefalotórax • Incorporados às estruturas bucais: maxilípedes Tórax- Locomoção, natação,trocas gasosas, alimentação e defesa Abdome – natação Telson ou segmento anal Locomoção Nadam, cavam ou rastejam • Nadam pelo batimento dos apêndices, freqüentemente largos e achatados (pleópodes). • Ondas da região posterior para anterior • Alguns utilizam as antenas • Flexão e extensão dos apêndices = rastejantes Esforço efetivo e de recuperação Sésseis (cirripédios) Alimentação Filtradores • Antenas criam correntes e apêndices bucais capturam as partículas Detritívoros • Retiram partículas de alimento do sedimento usando apêndices bucais como verdadeiros pincéis. Carnívoros Herbívoros Parasitas • Ecto e endoparasitas Sistema excretor e respiratório Excreção e osmorregulação Amônia Excretada por nefrídios e brânquias • Glândulas antenais ou verdes e/ou glândulas maxilares • Forma gasosa nos terrestres (difusão) Respiração • Brânquias • Discos membranosos nas pernas • Pseudotraquéias (não homólogas as traquéias dos insetos e aracnídeos) Órgãos sensoriais Sensilos ou cerdas Quimioreceptores = antenas e próximo a boca Propioreceptores :posicionamento e movimento= mecânico Estatocistos: equilíbrio Olhos simples (direção e intensidade da luz) Olhos compostos (sésseis ou pedunculados) – forma, padrões, movimento, cor (especulação) Olho naupliar – aparece durante estágio larva Comunicação • Bioluminescência Reprodução Reprodução e desenvolvimento Dióicos Hermafroditas Partenogênese • Desenvolvimento embrionário de ovos não fertilizados- geralmente diplóides Gônadas: estruturas alongadas pareadas, em várias regiões do tronco. Ás vezes formam massa única • Gonodutos que partem das gônadas e se abrem nos poros genitais • Apêndices abdominais modificados em pênis 4. Subphylum Uniramia Classe Hexapoda: Insecta insetos. Mais abundante e diverso grupo animal Superior a 1.000,000 identificadas 10.000,000 a serem descritas Excede numericamente a todos demais animais combinados Ambientes de Distribuição Aéreos Terrestres Parasitas Plantas Animais Água doce Razões para o sucesso Irradiação adaptativa Tamanho Esqueleto a prova d`água Metamorfose Potencial reprodutivo Magnoliófitas Evolução do vôo Fuga dispersão Características 3 regiões corpóreas ou tagmas Cabeça – sensorial, alimentação Tórax- locomoção Abdomen – reprodução e outras funções 3 pares de pernas 2 pares de asas 1 par nas moscas Ausente em alguns 1 par de antenas Olhos simples e compostos Espiráculos (respiração) Estrutura externa generalizada Aparelhos bucais mastigador Picador-sugador sugador Sugador-lambedor Apêndice locomotor Fêmur Coxa Trocânter Coxa Tarso Tipos: •corredor •saltorial (pular) •raptorial •natatorial •Fossorial-cavador Abdôme Espiráculo Membrana pleural Tergo Esterno Cerco ovopositor Sistema respiratório - traquéias Espiráculos – acima do 2 e 3 par de pernas e no abdome. Providos com mecanismos de fechamento e filtração. Sacos aéreos internos – armazenamento de oxigênio e ventilação Superfície corporalespécies pequenas Sistema Excretor Túbulos de Malpighi - Ácido úrico formado nos tecidos, cai na hemolinfa e é coletado pelos túbulos. Reprodução Dióicos Transferência direta de espermatozóides Desenvolvimento DIRETO INDIRETO Envoltório protetor para o ovo: sobrevivência no ambiente terrestre Partenogênese: desenvolvimento de ovos embrionários não fertilizados Desenvolvimento Indireto : 1. Metamorfose completa ou holometábolo- 80% das espécies Ocorre em borboleta, mariposa, mosca, mosquito, pulga, bicho de pé, besouro (maior grupo c/ mais 250 mil espécies), abelha, vespa, formiga. Metamorfose completa 2. Metamorfose incompleta ou hemimetábolo Ocorre em gafanhoto, grilo, esperança, barata, louva deus, bicho pau, libélula, cupim, piolho, percevejo, cigarra. 3. Desenvolvimento direto - Ametábolos Sem metamorfose. Ovo Jovem Exemplos: traça de livro Adulto Insetos Sociais Vivem em colônias – formigas, vespas e cupins Divisão de tarefas: Rainha, rei, soldados e operários. Relações Ecológicas Parasitismo: • • • Vertebrados e invertebrados Formas adultas – pulgas Formas larvais – moscas Mutualismo: • Abelhas – Mel e polinização Benefícios - Insetos Mariposa Larvas produzem seda Besouro rola-bosta Controle da mosca do chifre Moscas Decomposição de cadáveres Vespas Mata insetos e outros artrópodes perigosos Drosophila Estudos na genética Danos provocados pelos insetos •peste •Atacam plantações Mosquitos Vetores Malária Febre amarela Dengue Pulgas (parasitas) PESTE NEGRA 1357-1350 matou 25.000,000 na Europa 1900 - matou 20.000,000 na India Vetor: pulga Agente causador: bactéria Yersinia pestis (1894) Febre, dores generalizadas, rins não funcionam, feridas negras na pele Afeta roedores silvestres – ratos – reservatórios da doença. Asas e Vôo nos Insecta Característica nos insetos porém a ausência ocorre em vários grupos. A teoria mais aceita é de que as asas seriam originalmente franjas laterais achatadas, que permitiam ao inseto pousar em pé quando saltava. As primeiras asas funcionais eram compostas de uma membrana em forma de leque com veias de sustentação semelhantes a treliças. O movimento ocorre pela elevação ou o abaixamento das asas resultantes da contração de um grupo de músculos de vôo e esticamento de músculos antagonistas, que posteriormente também se contraem. A freqüência de batimentos varia de 4 a 20 bps (borboletas e gafanhotos) a 190 bps (Aphis mielifera e Musca domestica). 5. Super-classe: Myriapoda myriad = dez mil podus = pés Terrestres, vivem em ambientes úmidos Ampla distribuição em regiões temperadas e tropicais. inclui as lacraias e centopéias de < 1 mm – 30 cm comprimento 2 tagmas: cabeça + tronco Olhos compostos ausentes Variam Coleção de ocelos De 9 a 177 pares de pernas Cabeça com 1 par de antenas e ocelos Peças bucais ventrais lábio superior 2 pares de maxilas = lábio inferior 1 par de mandíbulas 1 hipofaringe Exemplos de Chilopoda e Diplopoda