Resumos de Biologia ARTRÓPODES Caracteristicas gerais: animais triblásticos, celomados, com metameria (em muitos visível apenas na fase embrionária). Apresentam apêndices articulados ( grego Arthron = articulação; podos = pé, pata) e exoesqueleto de quitina (um polissacarídeo). Nos crustáceos, além da quitina o exosqueleto pode estar impregnado com carbonato de cálcio. Crescimento “aos saltos”, pois como e exosqueleto é rígido, o artrópodo tem que abandonar a “casca” velha e dura para poder crescer. Enquanto o novo exoesqueleto não endurece o animal pode crescer. A troca de exoesqueleto é chamado muda ou ecdise. Anatomia e fisiologia comparada entre as classes de artrópodes. a) Sistema muscular: musculatura bem desenvolvida. Músculos fixos na parte interna do exoesqueleto e funcionam em antagonismo (enquanto um grupo de músculos se contraem outros relaxam). b) Sistema digestivo: é completo e com digestão completamente extracelular em todos artrópodes. Nos aracnídeos, a digestão inicia-se fora do corpo (extra-corpórea) e continua dentro do tubo digestivo (intracorpórea), mas também se processa completamente fora das células (extra-celular). Boca rodeada por peças que auxiliam na alimentação (mandíbulas, maxilas, quelíceras, maxilípedes). Enzimas digestivas produzidas pelo epitélio do intestino e por glândulas anexas como as salivares, cecos gástricos e o hepatopâncreas. Tubo digestivo com regiões diferenciadas (esôfago, estômago, cecos gástricos, intestino, etc.). c) Sistema circulatório: presente e é do tipo lacunar ou aberto (o sangue ou hemolinfa, em certo locais, deixa os vasos sangüíneos e entra em contato direto com as células. Estes locais são denominados hemocelas. Os atrópodes apresentam um coração tubular disposto dorsalmente. Crustáceos e aracnídeos tem hemocianina, pigmento respiratório responsável pelo transporte de O2 e CO2. O sangue dos insetos, quilópodos e diplópodes não transportam gases, pois neles não há pigmentos respiratórios. Além de gases respiratórios o sangue transporta nutrientes, hormônios e excretas como amônia e ácido úrico. d) Sistema respiratório: brânquias nos crustáceos; traquéias nos insetos, diplópodos, quilópodos e em alguns carrapatos e aranhas; filotraquéias ou pulmões foliáceos na maioria dos aracnídeos. Brânquias são estruturas filamentosas, delicadas e altamente irrigadas de sangue, que se projetam da superfície de certas regiões do corpo do animal. A circulação de água entre os filamentos branquiais permite as trocas gasosas do sangue com a água. Traquéias são tubos ramificados, cujas extremidades atingem praticamente todas as partes do organismo. O sistema traqueal se comunica com o ar atmosférico através de minúsculas aberturas na superfície do corpo, chamadas espiráculos. Como o ar atmosférico chega diretamente até as células, não há necessidade de que o sangue transporte os gases respiratórios. Pulmões foliáceos são formados por lâminas de tecido altamente irrigado por capilares sanguíneos. O ar atmosférico que penetra pela abertura respiratória circula entre as lâminas, oxigenando a hemolinfa e dela recebendo CO 2. d) Sistema excretor: glândulas antenais (ou glândulas verdes) nos crustáceos; túbulos de Malpighi nos insetos e alguns aracnídeos; glândulas coxais nos aracnídeos. Glândulas verdes filtram a hemolinfa e dela removem as excreções (principalmente amônia), eliminando-as através de um poro excretor que se abre na base da antena. Túbulos de Malpighi são tubos finos que partem da região mediana do intestino e ficam mergulhados na hemocela, em contato direto com a hemolinfa. Eles filtram a hemolinfa e dela removem as excreções, conduzindo-as ao intestino, de onde serão eliminadas juntamente com as fezes. Glândulas coxais são órgãos excretores localizados no cefalotórax e se abrem para o exterior através de poros localizados junto à base das patas (coxas). São funcionalmente equivalentes às glândulas antenais dos crustáceos. e) Sistema nervoso: Um gânglio cerebróide anterior de onde parte um cordão nervoso ventral, de onde partem nervos que conectam o sistema nervoso aos músculos e às estruturas sensoriais. f) Sistema sensorial: presente e bem desenvolvido. Todos os artrópodes tem pêlos com função táctil e quimiorreceptora. Crustáceos e insetos tem olhos compostos e oocelos. Aracnídeos tem só olhos simples. Diplópodes tem olhos compostos e quilópodos olhos simples. Oocelo não forma imagem, apenas detecta luz. Insetos tem tem órgãos auditivos (membranas timpânicas) e crustáceos tem órgãos de equilíbrio (estatocistos). g) Reprodução: Na maioria das vezes sexuada. A maioria dos artrópodos é dióica. Crustáceos tem fecundação externa e o desenvolvimento pode ser direto ou indireto, com vários estágios larvais. Insetos tem fecundação interna e o desenvolvimento pode ser direto (insetos ametábolos) ou indireto, com metamorfose gradual (hemimetábolos) ou completa (metábolos). Aracnídeos tem fecundação interna e desenvolvimento direto, sem estágio larval. MOLUSCOS Características gerais: animais de corpo mole, não segmentado, com ou sem concha (valva). Simetria bilateral, triblásticos, celomados e protostômios. Classificação: 6 classes 1. Monoplacophora (ex. Neopilina) 2. Amphineura ou Polyplacophora (ex. Chiton) 1 3. Scaphopoda (ex. Dentalium) 4. Pelecypoda ou Bivalvia (ex. mexilhão e ostra) 5. Gastropoda (ex. caracóis, caramujos e lesmas) 6. Cephalopoda (ex. polvo, lula, nautilus) GRUPOS DE MAIOR INTERESSE PARA VESTIBULAR Fisiologia dos moluscos: a) Sistema digestivo: completo, com regiões diferenciadas e glândula digestiva (hepatopâncreas) associada. A digestão é predominantemente extracelular, completando-se intracelularmente. Apresenta a rádula (“língua raladora”), com exceção dos bivalves. b) Sistema circulatório: é do tipo aberto (ou lacunar), com exceção dos cefalópodes. Há um coração e vasos sangüíneos, nos quais circula o fluido celômico (hemolinfa ou “sangue”), que apresenta o pigmento respiratório hemocianina. c) Sistema respiratório: trocas gasosas por meio de brânquias (espécies aquáticas), por pulmões e pela pele (espécies terrestres). Gases respiratórios transportados pelo sangue. d) Sistema excretor: Constituído por um par de nefrídeos, que removem excreções da cavidade pericárdica e dos vasos sangüíneos, e se abre no exterior do corpo. e) Sistema nervoso: Composto por diversos gânglios nervosos interligados (o gânglio cerebróide na cabeça é o principal) e por nervos que atingem todo o corpo. f) Sistema sensorial. composto por diversos tipos de receptores e órgãos sensoriais. Há receptores de luz (ocelos e olhos), receptores táteis e quimiorreceptores, além de órgãos de equilíbrio (estatocistos). Cefalópodos têm olhos altamente desenvolvidos, que formam imagens. g) Reprodução: É sexuada. A maioria das espécies é dióica. Algumas espécies (caracóis e caramujos, p. ex.) são monóicas (hermafroditas). Fecundação externa ou interna, dependendo da espécie. Certas espécies tem desenvolvimento direto e outras apresentam um ou dois estágios larvais. h) Sistema tegumentar e concha: apresentam uma epiderme simples, rica em glândulas mucosas, que em alguns animais produz a concha (valva) que funciona como um esqueleto. Nos moluscos produtores de conchas, a epiderme forma uma dobra denominada manto. Formação de pérolas: Uma pérola tem origem a partir de um objeto estranho, como uma larva ou um grão de areia, que se intromete entre a concha e o manto. A partícula estranha vais sendo recoberta por inúmeras camadas nacaradas, originando a pérola. ___________________________________________________________________________________________________ EQUINODERMOS Características gerais: (grego, echinos, espinho; dermatos, pele). A maioria dos equinodermos tem espinhos na superfície do corpo. São animais triblásticos, celomados, com simetria radial e são deuterostômios ( o blastóporo do embrião origina o ânus). Classificação: a) asteroidea ( estrelas-do-mar) b) echinoidea (ouriços-do-mar) c) holothuroidea (pepinos-do-mar) d) crinoidea (lírios-do-mar) e) ophiuroidea (serpentes-do-mar) Anatomia e fisiologia (ouriço-do-mar como exemplo): a) Sistema tegumentar e esquelético: corpo e espinhos cobertos por epiderme com uma camada de células, logo, o esqueleto calcário é interno (endoesqueleto). Os espinhos são móveis e ajudam na proteção e na locomoção. Existem pedicelárias na superfície do corpo que atuam na limpeza da superfície dos equinodermos. b) Sistema digestivo: está presente e é completo. Boca ventral e ânus dorsal. Digestão completamente extracelular. Tubo digestivo longo com esôfago, estômago e intestino. c) Respiração e excreção: estas duas funções vitais ocorrem em qualquer superfície em contato com a água do mar. Existem pequenas projeções do celoma para o exterior do corpo do equinodermo que funciona como brânquia (pápulas ou papilas). Nas holotúrias existe uma árvore respiratória que é um conjunto de tubos ramificados internos que estão ligados à cloaca, por onde entra água do mar. d) Sistema circulatório: ausente. e) Sistema ambulacrário ou hidrovascular: (latim, ambulare = caminhar, perambular) Conjunto de tubos e ampolas cheias de água do mar. É o sistema responsável pela movimentação dos pés ambulacrários. A água entra pela placa madrepórica dorsal, segue pelo tubo madrepórico ou pétreo até um canal circular de onde partem vários canais radiais. Cada canal radial está associado a vários pares de ampolas, sendo que cada ampola está ligada a um pé ambulacrário. O fluxo de água no sistema ambulacrário é que permite a locomoção, apreensão de presas, auxílio na respiração e excreção dos equinodermos. f) Sistema nervoso e sensorial: formado por um anel nervoso em torno da boca, do qual partem nervos radiais (geralmente em número de 5), que se ramificam e atingem todo o corpo. Sistema sensorial reduzido com poucos receptores químicos e táteis situados na boca e nos pés ambulacrários. g) Reprodução: São dióicos, mas sem dimorfismo sexual. Gônadas na cavidade celômica. Fecundação externa. Desenvolvimento é indireto, portanto ocorre formação de larva que depois sofrem metamorfose originando o adulto. 2 Apresentam altíssima capacidade de regeneração. Se cortarmos um ou dois braços de uma estrela do mar, ela tem capacidade de regenerar novos braços. ___________________________________________________________________________________________________ CORDADOS Com aproximadamente 45 mil espécies, que incluem os vertebrados, os cordados mantêm certas características presentes em alguns invertebrados, como a simetria bilateral, corpo segmentado e circulação fechada. Há também uma característica que tinha aparecido apenas nos equinodermos, como a deuterostomia (blastóporo da gástrula origina o ânus). Mas o grupo adquiriu outras características exclusivas, que, às vezes, estão presentes apenas na fase embrionária: a notocorda, o sistema nervoso dorsal, as fendas branquiais e a cauda. NOTOCORDA: os cordados são portadores de um bastão flexível de células que se estende por quase toda a região dorsal, a notocorda ou corda dorsal. Este cordão fica acima do tubo digestivo e abaixo do sistema nervoso. A corda dorsal serve como um ponto de apoio aos músculos, permitindo, por exemplo, que o animal use a cauda para impulsionar seu corpo pela água. A notocorda está presente na fase embrionária de todos os cordados. Nos vertebrados, ela é substituída pela coluna vertebral durante o desenvolvimento embrionário. SISTEMA NERVOSO DORSAL: os sistema nervoso é formado a partir de um cordão de células originado da ectoderme do embrião e localizado na região dorsal do corpo, acima da notocorda. Ao contrário do sistema nervoso da maioria dos grupos estudados até agora, que se situava na região ventral e era formado por um cordão duplo e maciço de células, o sistema nervoso dos cordados é formado a partir de um cordão dorsal, simples e oco. Na região anterior do corpo, o cordão que origina o sistema nervoso se dilata, formando a vesícula encefálica, que, nos vertebrados, vai dar origem ao encéfalo (cérebro + cerebelo + bulbo). FENDAS BRANQUIAIS: a região anterior do tubo digestivo, a faringe, apresenta pares de fendas. Em alguns cordados, como o anfioxo e os peixes, essas fendas têm função respiratória. Já nos vertebrados terrestres (répteis, aves e mamíferos), a função delas passa a ser desempenhada pelos pulmões. CAUDA: outra características dos cordados é a presença de uma cauda. Trata-se de uma região posterior ao ânus, com músculos e notocorda (ou coluna vertebral), mas sem vísceras. Nos cordados aquáticos, ela serve para a natação; em outros, como nos jacarés e lagartos, funciona como uma arma de defesa e ataque; em certos macacos, a cauda é preensora, ajudando o animal a se segurar nos galhos das árvores; no homem, ela está atrofiada, formando o final da coluna vertebral, o cóccix. CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS VERTEBRADOS 1. Sistema esquelético: - coluna vertebral (peças esqueléticas articuladas dispostas em seqüência no dorso do animal. Apresentam um canal central por onde passa a medula espinhal. - crânio (neurocrânio, que amazena o encéfalo; crânio visceral, que compõem-se por mandíbula e estruturas que sustentam a parte anterior do tubo digestivo). - esqueleto axial (grego axon, eixo) = crânio + coluna vertebral. Define o eixo longitudinal do corpo. - esqueleto apendicular. Cinturas escapular (onde se prendem os apêndices anteriores) e pélvica (onde se prendem os apêndices posteriores). * Nos Condrícties (peixes cartilaginosos) e nos embriões dos outros vertebrados o esqueleto é feito de cartilagem. Nos vertebrados adultos, com exceção dos condrícties, o esqueleto de cartilagem é substituído por ossos. 2. Sistema muscular: - músculo estriado esquelético (músculos associados ao esqueleto e responsáveis pelos movimentos corporais voluntários). - músculo estriado cardíaco (músculo do coração. Tem contração involuntária) - músculo liso (músculo presente nas vísceras ocas como útero, esôfago, estômago, intestino, bexiga e vasos sangüíneos. Tem contração involuntária). 3. Sistema tegumentar (pele): formado por duas camadas: epiderme, mais externa e pluriestratificada (com várias camadas); derme, mais interna. Apenas nos répteis, aves e mamíferos a epiderme é queratinizada (apresenta uma camada da proteína impermeabilizante queratina), o que diminui drasticamente a perda de água por evaporação (desidratação). - Anexos da pele: glândulas mucosas (peixes e anfíbios); escamas (peixes e répteis); placas córneas (répteis); unhas (répteis, aves e mamíferos); penas (aves, auxiliam no vôo e na manutenção da temperatura); pêlos (mamíferos); glândulas de veneno (anfíbios e répteis); glândula uropigial (aves); glândulas mamárias, sebáceas e sudoríparas (mamíferos). 4. Sistema nervoso e sensorial : a extremidade anterior do tubo nervoso é altamente desenvolvida, formando o encéfalo (cérebro + bulbo + cerebelo). Do encéfalo partem nervos cranianos que se ligam aos órgãos de sentido e aos músculos da cabeça, e às vísceras. O encéfalo está ligado à medula espinhal, localizada no interior do canal das vértebras. Da medula partem os nervos espinhais ou raquidianos. - Sistema Nervoso Central (S.N.C.) = encéfalo + medula espinhal - Sistema Nervoso Periférico (S.N.P.) = nervos + gânglios nervosos * Espalhadas pelo corpo dos vertebrados existem células e conjuntos celulares especializados em informar o sistema nervoso sobre as condições externas e internas ao corpo do animal. Muitas espécies têm órgãos altamente especializados para visão, olfato, audição, equilíbrio e etc. 5. Sistema digestório: é completo (tem boca e ânus). É dividido em porções especializadas (boca, faringe, esôfago, estômago, intestino, ânus ou cloaca). Presença de glândulas anexas como glândulas salivares, fígado (produz bile com a 3 função de emulsionar as gorduras) e pâncreas (produz uma solução de bicarbonato de sódio para neutralizar a acidez do alimento que vem do estômago e produz o suco pancreático com enzimas digestivas) - O tubo digestivo dos animais herbívoros é bem mais comprido que o dos carnívoros. Provavelmente isto acontece pelo fato da digestão de celulose ser bem mais difícil que a da carne, necessitando ficar mais tempo no tubo digestivo para que os microrganismos celulolíticos possam atuar. 6. Sistema circulatório: é do tipo fechado (sangue circula sempre dentro de vasos). Apresenta 1 coração musculoso e vasos sangüíneos: artérias, veias e capilares (arteríolas e vênulas). QUADRO COMPARATIVO DA CIRCULAÇÃO DOS VERTEBRADOS PEIXES ANFÍBIOS RÉPTEIS AVES E MAMÍFEROS - coração com 2 câmaras - coração com 3 câmaras ( 2 - coração com 4 câmaras ( 2 - Coração com 4 câmaras ( 2 (1 átrio e 1 ventrículo) átrios e 1 ventrículo) átrios e 1 ventrículo incomple- átrios e 2 ventrículos) - sentido da circulação: - sentido da circulação: tamente separado nos lagartos, - sentido da circulação: coraçãobrânquias átrio direitoventrículoPul- cobras e tartarugas; e completa- átrio direito ventrículo tecidos do corpovolta mõesátrio esquerdoventrí- mente separados nos crocodidireito pulmões átrio para o coração culotecidos do corpo átrio lianos) esquerdo ventrículo - circulação fechada direito. - sentido da circulação: esquerdo tecidos do simples (no coração só - circulação fechada dupla átrio direito ventrículo corpo átrio direito. passa sangue venoso). incompleta (dupla significa direito pulmões átrio - circulação fechada dupla que no coração passa tanto esquerdo ventrículo esquer- e completa (sangue venoso sangue venoso como arterial; do tecidos do corpo átrio e arterial passam pelo incompleta significa que o direito. coração mas nunca se sangue arterial e venoso se - circulação fechada dupla misturam). misturam no ventrículo. incompleta. Apesar do coração dos crocodilianos ter os ventrículos completamente separados, o sangue venoso e arterial se misturam através de uma abertura (forâmen de Panizza), localizado entre as artérias que saem do coração. 7. Sistema respiratório: O local do corpo do animal onde ocorrem as trocas gasosas com o meio é chamado superfície respiratória. Características de uma superfície respiratória: a) epitélio de revestimento com uma única camada de células; b) tem que ser permeável a gases; c) tem que ser muito vascularizado (muitos vasos sangüíneos); d) tem que estar úmida. - Respiração cutânea: respiração auxiliar nos anfíbios. A superfície respiratória está distribuída por todo o corpo do anfíbio. - Respiração branquial: ocorre nos peixes e nas larvas de anfíbios (girinos). A superfície respiratória se projeta para fora do corpo e entra em contato direto com o meio aquático, havendo a hematose (trocas gasosas). - Respiração pulmonar: ocorre em anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Os animais terrestres enfrentam um problema sério que é a necessidade de evitar a desidratação. Por isso que apresentam pele queratinizada, que dificultam a desidratação dos tecidos. Como a superfície respiratória precisa estar permanentemente úmida, a solução encontrada pelos vertebrados terrestres foi a internalização desta superfície. Assim apareceu os pulmões, que são bolsas de ar localizadas no interior do corpo. Os gases respiratórios são transportados pela circulação sangüínea, levando o CO2 até os pulmões e o O2 até os tecidos. * Evolução dos pulmões: a) saculiforme (nas salamandras) - não apresentam dobras nenhuma. b) pré-parenquimatoso (anfíbios sem cauda, sapos e rãs, p. ex.) - apresentam poucas dobras internas para aumentar a área da superfície respiratória. c) parenquimatoso (répteis) - apresentam muitas dobras internas. d) alveolar (mamíferos) - apresentam alvéolos pulmonares, que são inúmeras bolsinhas recobertas de vasos sangüíneos. e) com parabronquíolos (aves) - não apresentam alvéolos; em seu lugar, existem finíssimos condutos ricamente vascularizados (parabronquíolos). Associado aos pulmões das aves existem sacos aéreos e os sacos aéreos estão ligados aos ossos pneumáticos (ossos ocos e cheios de ar para tornar a ave mais leve para o vôo) 8. Sistema excretor: Nos vertebrados a excreção ocorre nos rins, órgãos formados por milhares de unidades filtradoras chamadas néfrons e que são especializadas na filtração do sangue, removendo e eliminando os resíduos tóxicos produzidos pelas células, principalmente a amônia, ácido úrico e uréia. *Excreção é o processo pelo qual os animais eliminam substâncias nitrogenadas tóxicas produzidas durante o metabolismo de aminoácidos. Classificação dos vertebrados quanto ao tipo de excreta nitrogenada: 4 a) Amoniotélicos: são os animais que excretam predominantemente amônia. São eles: peixes ósseos e girinos. A amônia é uma substância altamente tóxica e solúvel, que demanda grande quantidade de água para ser eliminada. Por isso esse tipo de excreta ocorre apenas em animais aquáticos, para os quais obter água não é um problema. b) Ureotélicos: animais terrestres transformam a amônia em uréia ou em ácido úrico. Essas substâncias por serem muito menos tóxicas que a amônia, podem ser acumuladas temporariamente no corpo e excretadas em soluções concentradas, sem que haja grande perda de água pelo organismo. A uréia é o principal excreta de peixes cartilaginosos, anfíbios adultos, répteis quelônios e mamíferos, sendo eliminada dissolvida em água, formando a urina. c) Uricotélicos: o ácido úrico é o principal excreta em répteis lacertílios e ofídios, e em aves. O ácido úrico é eliminado juntamente com as fezes, na forma de uma pasta de cor esbranquiçada, altamente concentrada. O fato de o ácido úrico poder ser excretado praticamente sem que haja perda de água constitui uma importante adaptação para a economia de água no ambiente terrestre. 9. Reprodução: A reprodução dos vertebrados é sexuada, e a maioria das espécies é dióica (com sexos separados). A fecundação pode ser interna (presença de pênis ou alguma estrutura adaptada para facilitar a entrada do espermatozóide no corpo da fêmea) ou externa, dependendo do grupo ou espécie considerada. O desenvolvimento pode ser direto ou indireto, dependendo do grupo. - Ovíparos: são animais que colocam ovos e que o embrião se desenvolve no ovo fora do corpo da fêmea. - Ovovivíparos: são animais que produzem ovos, mas que retêm esse ovo no interior do corpo durante quase todo o período de desenvolvimento do embrião. Quando o ovo sai do corpo da fêmea, o filhote já está praticamente com seu desenvolvimento completo. - Vivíparos: São animais que não produzem ovos. O embrião e depois o feto se desenvolvem completamente no útero materno. A nutrição, excreção e trocas gasosa do filhote é feita pela placenta. Quando o filhote é colocado para fora do corpo da mãe através do parto ele já está com seu corpo completamente formado. CLASSIFICAÇÃO DOS CORDADOS (apenas os grupos de maior interesse para o vestibular) Filo: Chordata. Sub-filos: Cephalochordata Urochordata Hemichordata Vertebrata (sub-filo principal e mais complexo) Superclasses do Sub-filo Vertebrata: - Pisces: classes: - Agnatos (peixes sem mandíbulas) - Chondrichthyes (peixes cartilaginosos - tubarões, raias e quimeras) - Osteichthyes (peixes ósseos - piranha, pirambóia, poraquê, dourado, tilápia, cavalo-marinho) - Tetrápoda: classes: - Amphibia: ordens: - Urodela (anfíbios com cauda - salamandras) - Anura ( anfíbios sem cauda - sapos, rãs e pererecas) - Apoda ou Gymnophiona ( anfíbios sem pés - cecílias ou cobras-cegas) - Reptilia: ordens: - Chelonia (tartarugas, cágados) - Squamata (cobras, chamados de ofídios; e lagartos, chamados lacertílios) - Crocodila (crocodilos e jacarés) - Aves ( dezenas de ordens ) - Mammalia: subclasses: - Prototheria (monotremados - ornitorrinco e équidna) - Metatheria ( marsupiais - canguru, coala e gambá) - Eutheria (placentários) 5