PADRÕES ARQUITECTURAIS DO REINO ANIMAL Há 600 milhões anos, teve lugar o mais importante episódio evolutivo da história da vida na Terra: a explosão do Câmbrico. Virtualmente toda a diversidade animal que observamos hoje teve origem nesse momento da escala geológica, quando os seres vivos proliferaram para dar origem aos vários padrões arquitecturais actuais. As características resultantes destes padrões são muitas vezes considerados quando se procede a classificação Taxionómica de um animal. GRAUS DE ORGANIZAÇÃO A organização protoplasmática caracteriza os organismos mais simples, em que todas as funções vitais são asseguradas dentro fronteiras de uma única célula. A diversidade observada é fruto dos diferentes padrões arquitecturais apresentados pelos organelos e outras estruturas subcelulares. Protozários (animais unicelulares) A organização celular introduz a multicelularidade. Várias células agregam-se, diferenciam-se para desempenhar funções específicas e, assim, tornam-se incapazes de subsistir independentemente. Tornam-se parte de um todo. Metazoários (animais multicelulares) A organização tecidular pressupõe a existência de conjuntos de células altamente coordenadas que desempenham uma função comum. Eumetazoários (excluídos os Mesozoa e os Parazoa) Um novo grau de organização é atingido quando os tecidos se juntam formar unidades: os órgãos. Os animais mais complexos apresentam organização sistémica TAMANHO CORPORAL Entre os Metazoários, a crescente complexidade arquitectural permite um aumento no tamanho do corpo, o que trás vantagens consideráveis ao nível da manutenção na temperatura, da locomoção e dos custos energéticos, por exemplo. Um animal maior gasta mais energia, mas este gasto é menor por grama de peso corporal. No entanto, o aumento da massa corporal pode constituir um problema, visto que superfície e volume não aumentam na mesma proporção. Se o aumento do volume não for acompanhado por um aumento na superfície, o organismo é inviável ao nível da nutrição e respiração das células, por exemplo. Soluções: Invaginação da superfície permite aumentar drasticamente a área preservando o volume do corpo. Achatamento do corpo garante que mesmo as partes mais internas não estão longe da fronteira com o exterior. (exemplo: os “vermes chatos” do Filo Plathyelminthes) Desenvolvimento de um sistema interno de transporte possibilita a difusão de nutrientes, gases e metabolitos entre as células e o meio exterior ao organismo. A área aumenta “ao quadrado”, o volume “ao cubo”. em ambos os casos, o aumento de tamanho não implica um aumento na complexidade solução adoptada pelos animais mais evoluídos SIMETRIA CORPORAL Refere-se ao equilíbrio de proporções, ou correspondência em tamanho e forma, entre partes corporais de lados opostos de uma plano mediano. Simetria Esférica: qualquer plano que passe pelo centro do corpo divide-o em duas partes iguais, que são um espelho uma da outra. Encontra-se sobretudo em seres unicelulares e é rara em metazoários. Simetria Radial: o corpo pode ser dividido por mais que dois planos que passem pelo eixo longitudinal. Tratam-se de formas arredondadas ou tubulares, como a de algumas esponjas, cnidários e equinodermes. Por não terem porção anterior e posterior, podem interagir com o ambiente em todas as direcções, o que constitui uma vantagem adaptativa. Simetria Birradial: variante da anterior em que o animal só tem dois planos de simetria devido à existência de uma estrutura singular ou par (ex: ctenóforos, globulares mas com uma par de tentáculos). Simetria Bilateral: o corpo pode ser dividido em duas partes iguais por um plano sagital. Esta foi uma importante conquista evolutiva porque vocacionou os animais para o movimento direcionado. NOTA: Está fortemente associada á cefalização. Localização de partes do corpo nos Bilatérios: Mediano (“o meio do corpo”) e laterais Escapular (zona de inserção dos membros anteriores) e pélvica (dos membros posteriores) Distal (zona afastada do centro) e proximal Peitoral (zona do peito nos vertebrados) CAVIDADES CORPORAIS Os diferentes planos arquitecturais observados no Reino Animal variam não apenas no seu grau de organização, na sua simetria e nas regiões do corpo. São muito importantes as diferenças no tipo de cavidades corporais, resultado de divergências no desenvolvimento embrionário. Alguns animais, como as esponjas (Filo Porifera), desenvolvem-se a partir de uma blástula, não ocorrendo gastrulação. Assim, uma única cavidade corporal formar-se-á a partir do blastocélio. Todos os eumetazoários se desenvolvem a partir de uma gástrula. Nos diblásticos, esta apresenta apenas dois folhetos germinativos – endoderme e ectoderme; nos triblásticos, aparece uma terceira camada, a mesoderme. Superfície Oral Superfície Aboral grupo monofilético: Bilateria Animais Protostómios O blastocélio fica preenchido por uma massa esponjosa de células (parênquima) É um “falso celoma” devido à inexistência de peritoneu (camada mesodérmica que forra cavidade) Animais Deuterostómios Animais Eucelomados Nos animais protostómios (anelídeos, artrópodes, moluscos...), a clivagem é radial e determinada; a boca forma-se por evolução do blastoporo, não se formando o ânus senão numa fase posterior do desenvolvimento. Os animais deuterostómios (equinodermes, hemicordados, cordados...), pelo contrário, apresentam clivagem espiral e reguladora. Neste caso, a boca é uma neo-formação, dando o blastoporo origem ao ânus. O aparecimento de uma cavidade repleta de fluido, envolvendo o intestino, foi uma grande conquista evolutiva para os bilatérios. Um celoma/pseudoceloma (“tubo dentro de outro tubo”) dá mais flexibilidade ao corpo e pode servir de esqueleto hidrostático, para além de alojar órgãos viscerais e expor assim um maior número de células à superfície de trocas. Desta forma, não só possibilita a colonização de novos meios como também torna viável o aumento de tamanho e complexidade. METAMERISMO existência de segmentos similares (metâmeros ou sómitos) ao longo do eixo longitudinal do corpo. A segmentação é heterónoma quando está camuflada por modificações evolutivas como a tagmatização (fusão embrionária de vários sómitos). (permite uma maior mobilidade corporal e complexidade das funções estruturais, estando presente em anelídeos, artrópodes e cordados) TIPOS DE TECIDOS Um tecido é um grupo de células similares e especializadas, que trabalham coordenadamente para assegurar uma função comum. Todos os requesitos da diversidade animal são respondidos por apenas quatro tipos de tecidos, que se diferenciam cedo a partir dos folhetos embrionários. Tecido Epitelial um epitélio é uma camada de células que reveste uma superfície externa ou interna. No exterior, a pele serve de revestimento e fornece protecção. No interior, todos os órgãos da cavidade corporal, bem como os vasos e ductos, estão delimitados por células epiteliais, por vezes modificadas em glândulas secretoras de mucos, hormonas, enzimas, ect. Os epitélios podem ser classificados tendo em conta o número e a forma das células: são simples ou estratificados (estes últimos característicos dos vertebrados), colunares ou pavimentosos. Tecido Conjuntivo muito abundante por todo o corpo, este é um tipo diversificado de tecido que tem funções de adesão e suporte. Os tecidos conjuntivos são constituídos por poucas células (fibroblastos) e uma matriz que inclui elementos fibrosos (colagénio e elastina) e uma substância fundamental onde estas estão embebidas. Exemplos: sangue, linfa, tecido adiposo, cartilagem, osso... São classificados como densos ou laxos consoante a proporção em que se encontram os componentes da matriz. Tecido Muscular tipo de tecido mais abundante na maioria dos animais. É de origem mesodérmica e é composto por fibras contrácteis. Vários tipos: tecido muscular liso, estriado esquelético e estriado cardíaco. Tecido Nervoso especializado na recepção de estímulos e condução de impulsos. Destinguem-se dois tipos de células: os neurónios, unidade básica funcional do sistema nervoso, e as neuróglias, que desempenham funções estruturais.