Aula 1 e 2 - Arquitetura corporal dos animais

Arquitetura corporal dos

animais

O Bauplan

Bauplan



_{Significa plano ou projeto estrutural}



_{Todo organismo vivo apresenta um plano}

estrutural

 A diversidade de formas animais é enorme

 Entretanto existe um número limitado de planos estruturais



_{O “plano” deve permitir a realização das tarefas}

básicas

 Obter, digerir e metabolizar alimentos

 Distribuir os nutrientes e oxigênio a todas as células

O Bauplan

Homeostase genética



_{Restrição do desenvolvimento embrionário aos planos}

estruturais padrão

 Organismos mais proximamente relacionados tendem a compartilhar mais planos estruturais



_{A homeostase ocorre por diversos níveis de restrições}

 Restrições estruturais

 Restrições genéticas

 Restrições desenvolvimetais

 Restrições metabólicas

Variação dos planos estruturais

Simetria corporal



_{Arranjo regular das estruturas corporais em relação ao}

eixo do corpo

 Animais que ao serem seccionados ao longo de pelo menos um plano, gerando metades similares são chamados simétricos

 Animais que não possuem eixo corporal nem planos de simetria são chamados assimétricos

Padrões de simetria

Tipos de simetria



_{Simetria esférica}

 Não possuem um eixo corporal

Padrões de simetria



_{Simetria radial}

 Apresentam um único eixo do qual se organizam as várias partes do corpo

 Qualquer plano que passe por esse eixo divide o organismo em metades similares

Padrões de simetria



_{Simetria birradial}

 Existem somente dois planos de seccionamento que geram metades similares

Padrões de simetria



_{Simetria quadrirradial}

 Presença de quatro planos de seccionamento 

_{Simetria pentarradial}

Padrões de simetria



_{Simetria bilateral}

 Apresenta um eixo com extremidade anterior e outra posterior

 Um único plano de simetria – plano médio-sagital – separa o corpo em duas metades similares

Padrões de simetria



_{A simetria radial é mais comum em animais sésseis}

Confronta o ambiente uniformemente a partir de várias direções



_{A simetria bilateral é mais comum em animais com}

mobilidade controlada

 A extremidade anterior encontra o ambiente primeiro

 Porção anterior concentra estruturas sensoriais e alimentares (cefalização)

 Região dorsal concentra estruturas de proteção

Células e tecidos

Organização unicelular



_{Os protistas realizam todas as}

funções vitais numa única célula



_{Podem viver colonialmente}

Células e tecidos



_{Organismos unicelulares são limitados em crescimento}

 Células grandes, tem volumes grandes

 Volumes grandes levam à dificuldades na obtenção de nutrientes apenas por difusão pela membrana

 A única maneira de crescer foi aumentando o número de células



_{Aumentar o número de células requer maximização do}

contato das células com o meio

 Expor o máximo de células ao contato com o meio externo

 Preencher o interior do corpo com o meio externo

Células e tecidos

Organismos multicelulares sem tecidos



_{São organismos que não formam tecidos verdadeiros}

 Os Mesozoa constituem massas celulares com pequeno nível de especialização

 Os Parazoa apresentam células especializadas, mas sem um padrão de desenvolvimento embrionário

Células e tecidos



_{Os Metazoa (animais) são constituídos de grupos de}

células especializadas com origens definidas

 Cada tecido é originado a partir de camadas ou folhetos

germinativos (embrionários)

 Alguns filos tem dois folhetos embrionários (ectoderme e endoderme), são os diploblásticos

 A maioria tem três folhetos embrionários (ectoderme, endoderme e mesoderme), são os triploblásticos

Cavidades e tecidos



_{Os triploblásticos seguiram o mesmo plano corporal: “um}

tubo dentro de outro tubo”

 O tubo interno corresponde ao trato digestivo por onde passa o alimento

 O espaço entre os tubos é preenchida por fluidos corporais



_{A criação do espaço entre os tubos permitiu:}

 Formação de um amortecedor mecânico

 Desenvolvimento de novas estruturas neste espaço

 Meio para circulação substâncias (nutrientes e excretas)

Cavidades e órgãos

Níveis de organização



_Acelomados

 A mesoderme forma uma massa de tecido mais ou menos sólida entre os tubos

Cavidades e órgãos



_Eucelomados

 Forma-se um verdadeiro espaço (cavidade) entre o trato digestivo e a parede do corpo preenchida por líquido

 Este espaço é chamado celoma e é revestido por uma membrana chamada

peritônio

 Os órgãos ficam distribuídos dentro desta cavidade

Cavidades e órgãos



_{Pseudocelomados}

 Forma-se uma cavidade que não tem a mesma origem embrionária dos eucelomados (mesoderme) e que não é totalment revestida por um peritônio.

Locomoção

Padrões de locomoção



_{Movimento amebóide}



_{Movimento flagelar e ciliar}



_{Propulsão hidrostática}

Locomoção

Movimento Amebóide

 _{Típico de alguns grupos de protistas e alguns tipos de células}

animais

 _{O movimento se dá pela mudança de fluidez de componentes}

da célula

 O endoplasma flui sobre o ectoplasma e muda a forma da célula

 Essa mudança gera a formação de pseudópodes que impulsionam a células para uma direção

Locomoção

Locomoção

Movimento flagelar e ciliar

 _{Movimento em meio aquoso por meio de batimento de estruturas}

chamadas cílios e flagelos

 _{A estrutura de ambas é similar:}

 Corpo basal para produção e ancoragem da estrutura

 Revestimento de membrana plasmática

 Haste mantida por 9 pares de microtúbulos marginais e um par central

 Braços de dineína ancoram um microtúbulo ao outro

 Movimento ocorre devido ao deslizamento de um membro de cada par de microtúbulo sobre o outro

Locomoção

Propulsão hidrostática

 _{Baseia-se numa propriedade dos fluidos: transmissão rápida,}

uniforme e multidirecional de pressão

 A contração de músculos nas regiões posteriores levam à expansão das regiões anteriores

 Sequencias coordenadas de contrações levam ao movimento peristáltico

 A segmentação do corpo permite que a peristalse ocorra apenas em regiões delimitadas pelos segmentos.

Locomoção

Locomoção por apêndices

 _{A locomoção por apêndices necessita de um esqueleto rígido para}

a inserção dos músculos

 Os músculos antagonistas utilizarão as estruturas rígidas dos apêndices para utilizá-las como sistemas de alavancas

 As estruturas rígidas podem ser endoesqueletos, exoesqueletos e esqueletos hidrostáticos (preenchidos por flúidos)

Locomoção

Esqueletos



_{Função dos esqueletos}

 Manter a forma do corpo

 Fornecer sustentação

 Servir de ponto de ancoragem para músculos

 Proteção 

_{Tipos de esqueletos}

 Esqueletos hidrostáticos  Esqueletos rígidos  Endoesqueletos  Exoesqueletos

Esqueletos hidrostáticos



_{No esqueleto hidrostático o fluido é mantido em}

cavidades ou compartimentos

 A propriedade de incompressibilidade dos líquidos confere a rigidez ao esqueleto

 A capacidade de assumir qualquer forma dos líquidos confere a capacidade de movimento

Esqueletos rígidos



_{Apresentam vantagens e desvantagens}

 Vantagens

 Capacidade de atingir tamanhos maiores (sustentação)

 Movimentos mais precisos (sistemas de avalancas)

 Melhor proteção contra predadores (resistente)

 Desvantagens

 Impede grandes mudanças na forma do corpo

 Exoesqueletos grandes são pesados (limitam tamanho)

Esqueletos rígidos



_{Exoesqueletos}

Mecanismos alimentares



_{Os animais são organismos heterótrofos, portanto para}

obter seus nutrientes eles devem

 Localizar  Selecionar  Capturar  Ingerir  Digerir  Assimilar Estratégias alimentares

muito variáveis entre as espécies

Extracorpórea/Intracorpórea (intra e extracelular) Atividade relativamente comum a todos

Estratégias alimentares



_{Várias formas de se classificar as estratégias alimentares}

 Herbívoros  Carnívoros  Onívoros  Pastejadores  Predadores  Saprófagos  Micrófagos  Macrófagos

Qto à natureza do alimento

Qto ao modo de captura

Modos de digestão



_{Após a captura o alimento pode ser digerido de duas}

formas

Extracorpórea

 A quebra do alimento em moléculas ocorre fora do corpo

 Substâncias digestivas são secretadas sobre o alimento

Intracorpórea

 A quebra do alimento em molecular ocorre em alguma câmara ou tubo digestivo

 Quando o processo ocorre fora das células da câmara ela é chamada

extracelular

Modos de assimilação



_{A captação dos nutrientes pelas células pode ocorrer por}

meio de dois processos:

Fagocitose

 A célula envolvem as partículas por extensões da membrana plasmática

 A partícula ao entrar na célula é envolvida numa vesícula alimentar

Pinocitose

 A célula forma canais por meio de invaginações na membrana

Modos de assimilação

Excreção e osmorregulação

Excreção



_{É a eliminação de produtos residuais do metabolismo}



_{Os principais produtos são:}

 Água

 CO₂

 Compostos nitrogenados (derivados de amônia)

Osmorregulação



_{Regulação da água no balanço osmótico dos fluidos corporais}

e celulares



_{Envolve manter a concentração dos componentes nos níveis}

Osmorregulação



_{A demanda de osmorregulação depende do}

hábitat do organismo

Organismos marinhos

 Os fluidos estão em condições quase isotônicas

 Problemas de regulação osmótica menores

Organismos dulcícolas

 Os fluidos corpóreos estão em condições hipertônicas

 Problemas com a entrada de água externa

 Problemas com a perda de sais

Organismos terrestres

Osmorregulação



_{Para controlar os níveis de água e sais os organismos}

podem adotar dois tipos de estratégias

Osmorreguladores

Mantém as concentrações do fluido interno independente das condições externas

Osmoconformadores

Permitem que seus fluidos corpóreos variem de acordo com a salinidade do meio

A maioria dos animais são osmoconformadores até um limiar, passando a ser osmorreguladores

Vacúolos contráteis



_{Estruturas presentes nos protistas para bombear a água}

para fora da célula

 Estruturas contráteis que a função de remover a água que tende a entrar na célula por osmose

Excreção



_{O processo de metabolismo de aminoácidos leva à}

produção de resíduos nitrogenados

 A conversão de aminoácidos em precursores de carboidratos leva a formação de amônia

 A amônia é muito solúvel e tóxica



_{O problema da amônia é resolvido de duas formas}

 Diluída e eliminada rapidamente

Estruturas excretoras



_{Difusão direta para o meio}

 Estratégia adotada por unicelulares (protistas) e animais de corpo muito pequeno



_{Estruturas especializadas}

 Animais de maior porte utilizam estruturas especializadas para coletar e excretar os compostos

 As principais estruturas são conhecidas como nefrídios

 Os nefrídios podem ser de dois tipos  Protonefrídios

Nefrídios

Protonefrídios

 _{Estruturas tubulares que se comunicam com a}

cavidade corporal e o meio externo

 Células terminais captam as excretas do fluido da

cavidade e

 Por meio de batimento de cílios e flagelos as excretas fluem do nefrídio para o exterior

 _{São típicos de organismos acelomados e}

pseudocelomados

 _{Tem mais função de osmorregulador do que}

Nefrídios

Metanefrídios

 _{São estruturas com superfície que comunica com}

os fluidos corporais em forma de funil ciliado (nefróstoma)

 O canal que leva ao meio externo é convoluto e pode formar bolsas de armazenamento

 O longo canal e o reservatório são importantes para a reabsorção de compostos do fluido que não necessitam ser excretados

 Em celomados maiores os metanefrídios podem ser numerosos e aos pares

Tubulos de Malpighi



_{São estruturas que coletam as excretas diretamente dos}

fluidos no celoma e comunicam-se com o meio externo

Transporte de materiais



_{O transporte interno de materiais depende do}

movimento do fluido

 Sistemas de circulação interna de fluidos que distribuem os materiais às regiões do organismo são chamados sistemas

circulatórios

 O tipo de sistema depende do tamanho, complexidade e estilo de vida do organismo

 Geralmente os sistemas se baseiam num fluido corpóreo como veículo de transporte

 Geralmente o fluido é produzido pelo organismo

 Esponjas e cnidários fazem a água externa circular pelo corpo

Distribuição dos materais



_{A distribuição dos materiais depende da capacidade de}

difusão dos materiais do sistema para as células

 Os sistemas geralmente tem pontos de maior capacidade de difusão de moléculas

 Nestes pontos o contato com as células é maximizado pela redução na espessura das células

 Estes pontos também são umificados para a difusão de gases

 Estas regiões podem apresentar invaginações e convoluções para aumentar a superfície de contato

Distribuição de materiais



_{O fluido do sistema circulatório pode ter contato com os}

tecidos da cavidade corporal

 Sistemas onde não há contato do fluido com os órgãos da cavidade são chamados sistemas circulatórios fechados

 Sistemas onde há contato do flido com os órgãos da cavidade são chamados sistemas circulatórios abertos



_{A distribuição do fluido depende da movimentação do}

fluido

 Por meio de vasos contráteis

 Por meio de corações com óstios

Distribuição de materiais



_{Sistema fechado}

Trocas gasosas

Trocas gasosas tegumentares ou cutâneas

 _{Difusão direta de gases por meio das células que estão em contato com o meio}

externo

 _{Restrita a ambientes aquáticos e terrestres úmidos}

Trocas gasosas por meio de brânquias

 _{Estruturas de paredes finas que entram em contato direto com a água e captam}

os gases dissolvidos

 _{Apresentam dobras que aumentam a área de contato com a água}

Trocas gasosas pelo epitélio digestivo

Trocas gasosas

Trocas gasosas

Trocas gasosas por meio de pulmões

 _{Comum em animais terrestres}

 _{As trocas gasosas ocorrem alvéolos úmidos e protegidos que estão em contato}

íntimo com o sistema circulatório

Trocas gasosas por meio de traquéias

 _{Rede de canais por onde o ar passa e realiza as trocas gasosas com os tecidos de}

Trocas gasosas



_{Moléculas transportadoras de gases}

 Alguns gases são pouco solúveis no fluido do sistema circulatório

 Para que estes gases são transportados moléculas especiais estão presentes no fluido ou em células que circulam pelo fluido

Sistema nervoso



_{A capacidade de responder a estímulos é intrínseca a}

todas as células

 A ampliação da capacidade de captar, transmitir e responder a estímulos foi essencial para os animais interagirem com o meio

 O surgimento dos recetores sensoriais está ligada a uma especialização de células à resposta a estímulos específicos

 A ampliação da sensibilidade (limiar de resposta) e a

Sistema nervoso



_{Podemos identificar vários tipos de especializações à}

captação de estímulos

 Receptores tácteis  Georreceptores  Proprioceptores  Fonorreceptores  Barorreceptores  Quimiorreptores  Fotorreceptores  Termorreceptores  Efetores independentes

Sistema nervoso



_{Via geral de recepção, transmissão e resposta a um}

estímulo

Sistema nervoso



_{A evolução dos organismos bilaterais levou a uma}

tendência de cefalização

 A organização bilateral favoreceu o movimento numa única direção

 Esta via única de encontro com o ambiente levou a uma

concentração das células de captação de estímulos na região anterior

 Também houve uma tendência de acúmulo de células

especializadas na integração e resposta seletiva na região anterior

Reprodução



_Assexuada

 Fissão binária  Fragmentação  Brotamento 

_Sexuada

 Fertilização externa  Fertilização interna

 Gonocóricos ou dióicos (macho/fêmea)

 Hermafroditas ou monóicos

 Fertilização cruzada recíproca

 Protrandria (macho antes/fêmea depois)

 Protoginia (fêmea antes/macho depois)