ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS

ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS

CURSO: Ciências Biológicas

3

Professores Responsáveis:

Virgínia Sanches Uieda (Integral) e Wilson Uieda (Noturno) Departamento de Zoologia - IB/UNESP/Botucatu

Mamíferos Especializações

DIVERSIDADE MORFOLÓGICA DOS

MAMÍFEROS

Diversidade de espécies - ca. 4.500 spp. em todo mundo

Representa:

a) Quase metade da de Aves (ca. 9.500 spp.)

b) Bem menor do que a dos répteis Lepidossauros (4800 lagartos + 2900 serpentes + 2 tuataras = 7.702 spp.)

Maior DIVERSIDADE MORFOLÓGICA

reflete um aumento no nível de atividade

TENDÊNCIAS EVOLUTIVAS DOS SYNAPSIDA

(Não-mamíferos e Mamíferos)

Todas as modificações, de Pelicossauria (não mamíferos) a Mamíferos, refletiam:

aumento da capacidade locomotora aumento da taxa metabólica

Mudanças graduais:

Crânio (>fossa temporal, >masseter, >dentário, heterodontia, difiodontia, modificações na articulação mandibular)

Membros (posição, forma das cinturas, articulações)

Coluna vertebral (perda das costelas lombares, redução da cauda)

Mamífero atual com melhorias:

Taxas de alimentação Taxas de respiração Nível de atividade

Modificações Percebidas:

I – Especializações na Alimentação

II – Especializações na Locomoção

III – Especializações no Tegumento

IV – Especializações nos Órgãos dos Sentidos

V – Especializações na Reprodução

I – Especializações na Alimentação

Obter e processar

alimentos de

modo eficiente

Todos os grupos de

mamíferos mastigam e

engolem seu alimento

Papel dos dentes

e da língua

suprir suas amplas

necessidades de

energia

•Dentes em número definido

•Dentes especializados na forma e função

•Com substituição reduzida (2 dentições)

Estrutura do Dente

 Cemento - semelhante a osso, recobre a raiz e a base da coroa  Núcleo (pulpa) – oco, preenchido por nervos, vasos e células

 Dentina - camada interna, mineralizada, produzida pelas células do

núcleo (tem menos matéria orgânica que o osso)

 Esmalte - camada externa, acelular, com cristais de fosfato de

cálcio (tecido mais duro, mais pesado e mais resistente ao atrito que já evoluiu entre os vertebrados).

Tipos de

Dentes

Especialização à carnivoria Especialização à insetivoria Especialização à herbivoria Dietas especializadas Insetívoros basais Dietas especializadas

Ouriço com dentição primitiva,

molares triangulares, cúspides pontiagudas para perfurar a

cutícula de insetos

Tamanduá com glândulas

salivares aumentadas, língua longa e pegajosa

Morcego nectarívoro com molares

reduzidos na forma e frágeis, língua longa e com papilas

Insetívoros

especializados

Felidae com aparelho carniceiro desenvolvido

(últimos molares deslizam um sobre o outro, como lâminas de uma tesoura)

Canidae molares posteriores usados

para esmagar ossos

Carnívoros

Série gradual de onívoro a carnívoro - tendência de

redução no nº de dentes posteriores

I - Especializações na Alimentação

Dentes rompem as paredes das células, mas somente enzimas (celulases) podem digerir a celulose.

Nenhum animal sintetiza celulase.

Enzimas produzidas por microorganismos simbiontes.

Fermentadores no intestino

Mamíferos monogástricos = Perissodactyla (ex. cavalo, anta) e Proboscidea (elefante)

Mastigam muito as plantas

Fermentação no ceco (microorganismos

simbiontes)

Digestão e absorção no intestino (vantagem = dentes eficientes na mastigação)

Sobrevivem com alimentos de baixa

qualidade (mais fibroso), mas em grande quantidade

Cavalos selvagens no oeste americano podem sobreviver em terras muito pobres para a criação de gado.

Mamíferos Monogástricos

Fermentadores no estômago

Mamíferos digástricos ruminantes = Artiodactyla (ex. veado, boi, carneiro)

Mastigam pouco as plantas

Fermentação em câmaras (rúmen e

retículo)

Somente absorção no intestino

Sobrevivem com alimentos em menor

quantidade, porém de boa qualidade

Principais herbívoros em regiões de deserto ou muito frias, onde o alimento tem qualidade moderada mas é limitado na quantidade.

Fermentadores no estômago

Mamíferos digástricos ruminantes = Artiodactyla (ex. veado, boi, carneiro)

Fermenta a celulose e proteínas.

A proteína é transformada em amônia, levada ao fígado onde é convertida em uréia.

A uréia é transportada ao rúmen, onde é utilizada pelos microrganismos para

crescimento.

Os microrganismos em excesso são digeridos no abômaso – fonte de

Mamíferos Ruminantes

Incisivos crescem continuamente

ao longo da vida.

Possuem esmalte somente na porção anterior.

Desgaste formando extremidade

cortante.

Apresentam algum grau de

fermentação no trato digestório.

Herbívoros

•Patas situadas abaixo do corpo – melhor sustentação, passos maiores, maior velocidade

•Patas adaptadas para caminhar, correr, trepar, cavar, nadar, voar

•Salto – propiciado pela flexão da coluna vertebral.

•Salto – movimento assimétrico (movimento dos pés traseiros e dianteiros separados no tempo)

II - Especializações na Locomoção

Coluna vertebral com cinco regiões diferenciadas

Perda das costelas lombares

Permitiu locomoção e respiração juntas

•Andar e trote rápido – movimento simétrico •Galope – movimento assimétrico

II - Especializações na Locomoção

Posturas

Ungulígrada Digitígrada Plantígrada

Tipos de postura

Peso do corpo

sustentado pela:

Ungulígrada

Plantígrada Digitígrada

Tipos de

Postura ungulígrada – especialização cursorial

•casco e pernas longas - maior passo e velocidade •locomoção cursorial dos grandes herbívoros

•1 ou 3 dedos Perissodactyla; 2 ou 4 dedos Artiodactyla

•Comem gramíneas = vivem em habitats abertos, terreno plano

•Necessidades = locomoção eficiente e rápida para fugir de predadores (sem locais para se refugiar) e para longas migrações (procura de pastagens adequadas)

Utilizam o armazenamento de energia

elástica dos tendões da perna para a corrida

Mamífero

Ungulígrado

Postura digitígrada – especialização para a caça

•apoio nos dedos e almofadas - menor atrito e maior passo •locomoção dos caçadores felinos e canídeos

• Perseguidores de longas distâncias = Caça em bandos (hienas, lobos, cães) ou isolados (chitas) – membros

mais longos

• Perseguidores de curtas distâncias = caça em grupos (leões) – membros não tão longos como os cães, por exemplo.

• Predador de emboscada = caça de tocaia (gatos) – membros mais curtos

Cães selvagens - Perseguidores de longa distância em grupo

Cheeta – Perseguidor de longa distância solitário

Leões – perseguidores de curta distância em grupo

Leopardo Africano – Predador de emboscada

Postura plantígrada

•Sola repousa horizontalmente

-bipedalismo

•Membros anteriores utilizados para outras funções

Postura plantígrada e dedão

oponível adaptações ao

hábito arborícola, também

sendo vantajosos no

bipedalismo.

Co-evolução entre Presa (ungulados) e

Predador (carnívoros)?

Pouco provável = Fósseis de ungulados com membros

cursoriais - 20 milhões de anos Fósseis de carnívoros predadores - 5 milhões de anos.

Parece que membros cursoriais surgiram para tornar o movimento lento de trote mais eficiente e estiveram

associados, em todos os continentes, a mudanças nos habitats, de florestas produtivas para campos menos

produtivos, forçando os ungulados a forragear por longas distâncias para achar alimento.

A morfologia cursorial pode tornar a corrida mais rápida, mas não é para isto que ela evoluiu.

A endotermia é um processo custoso - o animal utiliza quase toda a energia presente no alimento ingerido pra manter-se aquecido.

A redução da perda de calor para o ambiente pode ser um fator importante no balanço energético de um

homeotermo endotérmico.

A estrutura do tegumento constitui um mecanismo

anatômico de termorregulação nos mamíferos.

III – Especializações no Tegumento

Pelos

Glândulas

epiderme = camada superficial formada

por células mortas

hipoderme = rica em células de gordura

derme = composta por poucas células

Composição:

•queratina (flexível e rígida) •pigmentos (melanina) •bolhas de ar (lanosos) Características: •Crescimento •Substituição •Mobilidade

Pelos

Origem:

Parecem ter funcionado inicialmente como parte do sistema sensorial (ricamente inervados na base)

Funções: •Isolante térmico •Camuflagem •Interações sociais Vibrissas Percepção tátil

Pelos

Glândulas

Glândulas Apócrinas:

secreção de substâncias voláteis

O cangambá (Carnivora, Mephitidae,

Conepatus chinga) quando acuado,

levanta a cauda e libera substância volátil (almíscar) de glândulas na base

da cauda.

O gambá (Didelphimorphia, Didelphidae, Didelphis

albiventris): quando

perseguido, libera odor fétido de glândulas axilares.

Glândulas Mamária

s

Variam em número

e localização

As

As glândulasglândulas mamáriasmamárias primitivasprimitivas originaramoriginaram--sese aparentemente

aparentemente aa partirpartir dede glândulasglândulas apócrinasapócrinas sudoríparas

sudoríparas cloacaiscloacais dosdos répteisrépteis.. Produzem

Produzem oo leite,leite, umauma secreçãosecreção líquidalíquida queque contém

contém proteínas,proteínas, gorduras,gorduras, açúcares,açúcares, vitaminas

vitaminas ee saissais minerais,minerais, cujacuja finalidadefinalidade éé otimizar oo crescimentocrescimento ee fornecerfornecer energiaenergia aoao recém

recém--nascidonascido..

Glândulas Mamárias

Glândulas Mamárias

OO númeronúmero dede mamasmamas variavaria segundosegundo oo númeronúmero dede filhotesfilhotes..

-- PorcosPorcos,, asas mamasmamas estãoestão distribuidasdistribuidas emem duasduas fileirasfileiras

desde

desde aa axilaaxila atéaté aa regiãoregião inguinal,inguinal, parapara alimentaralimentar atéaté umauma 12

12 filhotes/gestaçãofilhotes/gestação..

-- HumanosHumanos,, 11 parpar dede mamasmamas peitoraispeitorais parapara umum filhotefilhote porpor

gestação gestação

-- RatazanaRatazana ee camundongoscamundongos,, 55 parespares dede mamasmamas ee dede 44 aa 1414

filhotes/gestação filhotes/gestação

Glândulas Mamárias

Glândulas Mamárias

Número

Número dede mamasmamas dede umauma espécieespécie pareceparece estarestar relacionadorelacionado aa sua

sua vulnerabilidadevulnerabilidade àà predaçãopredação –– curtocurto tempotempo dede gestação,gestação, partoparto de

AA composiçãocomposição dodo leiteleite apresentaapresenta variaçõesvariações segundosegundo:: –– AsAs necessidadesnecessidades dede crescimentocrescimento..

–– FatoresFatores ambientaisambientais.. Espécies

Espécies cujocujo desenvolvimentodesenvolvimento éé maismais lentolento::

–– SubstânciasSubstâncias nutritivasnutritivas estãoestão emem concentraçãoconcentração menormenor.. Espécies

Espécies ondeonde oo tempotempo dede desenvolvimentodesenvolvimento devedeve serser menormenor:: –– LeiteLeite éé ricorico emem substânciassubstâncias orgânicasorgânicas comocomo lipídioslipídios ee

proteínas proteínas..

Importância Nutricional do Leite

Importância Nutricional do Leite

Um

Um exemploexemplo dada influênciainfluência dosdos fatoresfatores ambientaisambientais nana composição

composição dodo leiteleite sãosão osos mamíferosmamíferos adaptadosadaptados aa climasclimas extremos

extremos.. Em

Em ursosursos polarespolares ee baleias,baleias, aa porcentagemporcentagem dede lipídioslipídios

no

no leiteleite éé altíssima,altíssima, devidodevido principalmenteprincipalmente aoao fatofato dede serser matéria

matéria primaprima parapara formaçãoformação dede capacapa dede gorduragordura isolanteisolante térmica

térmica ee comocomo armazenadoraarmazenadora dede energiaenergia..

Importância Nutricional do Leite

Importância Nutricional do Leite

Espécie Caseína Proteínas

totais Lactose Gorduras Cinzas

Homem 0.9 1.2 6.3 3.7 0.21 Cavalo 1.3 0.7 6.0 1.3 0.51 Boi 3.8 0.6 4.7 3.7 0.72 Gato 3.8 3.2 4.8 4.8 0.58 Cão 4.8 2.6 3.2 11.6 --- Veado 8.4 1.5 2.8 7.1 1.20

Composição do Leite em Mamíferos (%)

Composição do Leite em Mamíferos (%)

Anexos tegumentares de queratina para: locomoção, defesa,

predação e interações sociais

Garras retráteis

Unhas

Casco

Anexos da pele associados às

falanges terminais

Funções: defesa e exibições

•corno = suportado por osso e recoberto por pele

Corno

girafa e boi

•chifre = substituído anualmente, camada aveludada no

chifre em desenvolvimento

IV – Especializações nos Órgãos dos

Sentidos

Sistema Nervoso Central

e seus componentes

sensoriais

Aumento

progressivo e

incremento na

complexidade

Qual sistema sensorial

teria se aprimorado nos

primeiros mamíferos

para a ocupação do

ambiente terrestre

noturno???

•Pouca luminosidade

•Longas distâncias

•Transmissão no ar

Pouca Luminosidade

Retina dominada por bastonetes (o dobro mais

fotossensível do que os cones) = visão mais

apropriada para o ambiente noturno.

Visão Colorida e Monocromática

Longas Distâncias e Transmissão no ar

Tato é pobre em mamíferos (não resolveria a

percepção a longa distância)

Problema da olfação = transmissão lenta, direção das partículas depende das correntes de ar

Baixa resolução da informação espacial acerca da fonte.

Olfação detecta substâncias transportadas por

correntes de ar (percepção a longa distância, tanto

de dia como de noite)

Manada de Gnus estão sempre atentos a aproximação dos

predadores

Olfação pouco desenvolvida em Primatas e

Cetáceos

Audição – vantajosa para percepção a longa

distância, som não é facilmente bloqueado por

obstáculos do ambiente como a luz e é mais

direto e rápido que o odor

Leão marinho – pavilhão reduzido Raposa orelha de morcego

Primatas

antropóides

não

apresentam a

capacidade de

mover as orelhas

para captar

melhor a direção

do som

• ouvido interno – porção mais antiga

• cavidade timpânica e ouvido médio – mais recentes • ouvido externo (pavilhão) – exclusivo dos mamíferos

Ecolocalização: sistema de navegação e

orientação noturna dos cetáceos com dentes e

dos morcegos

Sonar dos Golfinhos Sonar dos morcegos

•Fecundação interna

•Machos com órgão copulador •Vivíparos

•Cuidado à prole mais prolongado

•Ovos sem casca, retidos no útero da fêmea •Poucos filhotes (maior sobrevivência)

•Placenta para nutrição, respiração e excreção do embrião •Cuidado à prole (bem protegidos)

Maior chance de sobrevivência, porém com grande investimento materno

Infraclasse METATHERIA vs. Infraclasse EUTHERIA Nascem pouco desenvolvidos Nascem em estado avançado

Diferenças de

Metatheria e Eutheria

refletem respostas

evolutivas diferentes

às pressões

ambientais.

IV – Especializações na Reprodução

Metatheria ("mamíferos marsupiais“)

•menor investimento da mãe antes do nascimento, podendo rapidamente reciclar seu aparelho reprodutivo para produzir ninhadas subseqüentes •vantajoso em ambientes onde as condições ambientais são apropriadas por um período de tempo curto

Feto no mamilo dentro do marsúpio

Filhote no marsúpio

Eutheria ("mamíferos placentários“)

•jovens com maior potencial de sobrevivência •custo alto e prolongado para a mãe

IV – Especializações na Reprodução

Hamister com prole recém-nascida

Onça parda com 2 filhotes

SÍNTESE VERTEBRADOS ENDOTÉRMICOS

AVES MAMÍFEROS

Tendência evolutiva •uniformidade para o vôo •diversificação de formas

Locomoção •vôo •leveza •variada •sustentação e velocidade Tegumento •penas •só glândula uropígea •pelos •várias glândulas AVES MAMÍFEROS Alimentação •bico

•sist. digestório modificado

•difiodontia •heterodontia Excreção •ácido úrico

•sem bexiga urinária

•uréia

•com bexiga urinária Respiração •pulmões compactos

•sacos aéreos •contra-corrente

•pulmões grandes •diafragma

Termorregulação •penas, sacos aéreos •ofegação

•circulação periférica

•pelos, gordura subcutânea •sudorese, ofegação

AVES MAMÍFEROS

Reprodução •ovíparas

•cuidado à prole

•vivíparos (maioria) •cuidado à prole Diversidade •modos de locomoção

•habitat - formato do pé •dieta – formato do bico

•modos de reprodução •tipos de postura

•dieta – dentição