Prévia do material em texto
Biologia @ p r o f e s s o r f e r r e t t o w w w . p r o f e s s o r f e r r e t t o . c o m . b r f b . c o m / P r o f e s s o r F e r r e t t o PROFESSOR FLÁVIO LANDIM ASSUNTOS DA AULA. • Diversidade e habitats • Características gerais • Sistema Ambulacrário ou Hidrovascular • Fisiologia • Classe Asteroidea • Classe Echinoidea • Classe Holothuroidea • Classe Ophiuroidea • Classe Crinoidea • Reprodução FILO ECHINODERMATA Os animais do filo Echinodermata, equinodermos (echino = espinho; derma = pele) são animais exclusivamente marinhos, cujos representantes mais conhecidos são as estrelas-do-mar e os ouriços-do-mar. Eles são dotados de um endoesqueleto calcário (de carbonato de cálcio) que forma uma série de projeções espinhosas que deu origem ao nome do grupo. Outra característica marcante dos equinodermos é a organização do corpo do adulto com base em cinco raios, que lhes conferem simetria penta-radial na idade adulta. Esse tipo de simetria é, contudo, secundária, pois a larva desses animais apresenta simetria bilateral. A larva dos equinodermos tem vida planctônica e, na época da metamorfose, assenta-se sobre o substrato, dando origem ao adulto, que é séssil (fixo ao substrato) ou apresenta pequena capacidade de deslocamento. Em função do modo de vida e da simetria penta-radial, não se pode distinguir nos equinodermos uma região anterior e outra posterior, como é possível nos animais com simetria bilateral. Nos animais com simetria radial, fala-se em região oral e região aboral, sendo a primeira aquela onde se situa a boca e a segunda, aquela oposta à boca. Clique no assunto desejado e seja direcionado para o tema. 2 BIOLOGIA w w w.professor ferretto.com.br DIVERSIDADE E HABITATS Os equinodermos são exclusivamente marinhos. Não há representantes de água doce nem terrestres. Algumas espécies são herbívoras, se alimentando de algas, enquanto outras são predadoras de outras espécies como moluscos. Além de estrelas-do-mar e ouriços-do-mar, se encaixam no grupo animais como bolachas-do-mar, serpentes-do-mar, pepinos-do-mar e lírios-do-mar. Semelhança embrionária com os cordados Apesar de serem extremamente simples, os equinoder- mos são estudados bem à frente na escala evolutiva pela sua semelhança embrionária com cordados. Essa simplicidade dos equinodermos está na ausência de sistemas circulatório e excretor e no pouco desenvolvi- mento dos sistemas nervoso e sensorial, especialmente quando comparados a grupos já estudados, como molus- cos, anelídeos e artrópodes. Apesar dessa simplicidade, os equinodermos guardam estreitas relações evolutivas com cordados, o que pode ser percebido em aspectos embrionários. Equinodermos e cor- dados são os únicos filos de animais cujos representantes são deuterostômios e enterocelomados, o que os afasta de moluscos, anelídeos e artrópodes que são protostômios e esquizocelomados. Organização corporal Devido à simetria penta-radial da idade adulta, os equinodermos não apresentam extremidades anterior (cefálica) e posterior (causal), não possuindo uma cabeça caracterizada. Também não existe referência para lados es- querdo e direito. Assim, só se pode usar como referência anatômica nesses animais as regiões oral e aboral. Equinodermos são: - bilatérias na fase larvária, mas dotados de simetria radial (penta-radial) secundária na fase adulta; - enterozoários de tubo digestivo completo; - deuterostômios; - eumetazoários triblásticos celomados (enteroce- lomados); - exclusivamente marinhos. Em termos de fisiologia, equinodermos possuem: - respiração branquial ou cutânea; - ausência de sistema circulatório; - presença de um sistema hidrovascular um ambu- lacrário (só encontrado nesse grupo); - ausência de sistema excretor; - tubo digestivo completo com digestão exclusiva- mente extracelular; - sistema nervoso com um anel nervoso ao redor da boca e cinco nervos radiais e sistema sensorial pouco desenvolvido. - reprodução com fecundação externa, normalmente dioicos, e de desenvolvimento indireto. CARACTERÍSTICAS GERAIS Tome nota: 3 w w w.professor ferretto.com.br PROFESSOR L ANDIM A região oral fica em contato com o substrato, de onde esses animais obtêm seu alimento. Os equinodermos têm hábitos alimentares variados, existindo espécies carnívoras, como as estrelas-do-mar, e herbívoras, como os ouriços. Em seguida à boca, encontra-se o intestino, que termina no ânus, este localizado geralmente na região aboral. Nesta região, além do ânus, existe uma estrutura denominada placa madrepórica, que faz parte de um sistema exclusivo dos equinodermos: o sistema ambulacrário ou hidrovascular. Para explicar a estrutura e o funcionamento desse sistema, va- mos usar como exemplo o da estrela-do-mar. A placa madrepórica ou madreporito, localizada na região aboral, próxima ao ânus, é toda perfurada e encontra-se em contato com o meio externo. Dela parte uma estrutura alongada, o canal madrepórico ou pétreo, que a conecta ao canal circular, ao redor do tubo digestivo, do qual, por sua vez, partem cinco canais radiais. Do ponto de saída dos canais radiais saem também bolsas denominadas de vesículas de Poli, em número de 5 (uma para cada canal radial). Essas têm o papel de armazenar água até para alimentar o sistema ambulacrário. Os canais radiais se dirigem para os braços da estrela, originando vários canais menores, que os ligam às ampolas e aos pés ambulacrários. A água penetra pela placa madrepórica e chega ao canal circular, de onde se distribui pelo canal radial, atingindo as ampolas e os pés ambulacrários. Os músculos das ampolas tomam várias direções; os dos pés ambulacrários, ao contrário, são longitudinais. Contraindo-se, a ampola empurra a água para o pé ambulacrário, provocando o alongamento deste último, que se fixa ao substrato como uma ventosa. A contração do pé e o relaxamento da ampola provocam a retração do primeiro. É desse modo que as estrelas- do-mar se locomovem. Todos os canais do sistema ambulacrário fazem parte do esqueleto do animal, sendo, portanto, estruturas rígidas. No entanto, as ampolas e os pés ambulacrários são estruturas musculares contráteis. Nos ouriços-do-mar, os espinhos são longos e móveis, participando da locomoção, juntamente com os pés ambulacrários. SISTEMA AMBULACRÁRIO OU HIDROVASCULAR Organização do sistema ambulacrário 4 BIOLOGIA w w w.professor ferretto.com.br Endoesqueleto calcário Os equinodermos são dotados de um endoesqueleto calcário, formado basicamente por cristais de carbonato de cálcio, CaCO₃, ligados por uma matriz de proteínas. Esse esqueleto, assim como ocorre em cordados, é de origem mesodérmica. Apesar de ser um endoesqueleto em origem (mesodérmica) e localização (abaixo da epiderme), o funcionamento do esqueleto de equinodermos lembra o de um exoesqueleto, com os ossículos funcionando como uma armadura semelhante à de artrópodes. Os ossículos no endoesqueleto apresentam-se ligados por ligamentos de colágeno, semelhante ao colágeno encontrado em outros grupos de animais. Esses ligamentos podem apresentar diferentes comportamentos. Nos ouriços-do-mar e bolachas-do-mar, os ossículos formam placas achatadas firmemente soldadas entre si, constituindo uma carapaça rígida. Em pepinos-do-mar, os ossículos são microscópicos e o endoesqueleto consiste basicamente da rede de colágeno presente na parede do corpo. Nos demais grupos, os ossículos do endoesqueleto são articulados, uma vez que os ligamentos são elásticos, o que permite uma movimentação do endoesqueleto por ação da musculatura corporal. Tegumento Na superfície do corpo dos equinodermos existem, além de espinhos, as pedicelárias e as pápulas. As pedicelárias são pequenas estruturas que possuem geralmente um pedúnculo, na extremidade do qual existem peças que se articular como uma pinça. As pedicelárias têm por função remover detritos e fragmentos que se depositem sobreo animal. Nos ouriços-do-mar, existem pedicelárias associadas a glândulas de veneno, servindo como defesa para o animal. As pápulas são projeções do celoma para fora da cavidade corpórea e têm por função a respiração e a excreção. Funcionamento dos pés ambulacrários FISIOLOGIA 5 w w w.professor ferretto.com.br PROFESSOR L ANDIM Sistemas respiratório, excretor e circulatório ausentes Nos equinodermos, processos como respiração e excreção ocorrem por simples difusão a partir da superfície corporal, particularmente através das pápulas. Não há sistema circulatório, de modo que a distribuição de substâncias se dá pelo celoma, com auxílio do sistema hidrovascular. (Alguns autores reconhecem um sistema circulatório rudimentar, de denominado sistema hemal, sendo o líquido do celoma ser o principal distribuidor de gases de nutrientes.) Nutrição Os equinodermos têm sistema digestório completo, com a boca situada, em geral, no centro da região voltada para o substrato (face oral) e o ânus na região oposta (face aboral). A digestão é exclusivamente extracelular e os nutrientes absorvidos pelas células do tubo digestório passam para a cavidade celomática, de onde são distribuídos por todo o corpo, uma vez que não há sistema circulatório. Sistemas Nervoso e Sensorial O sistema nervoso dos equinodermos consiste em um anel nervoso situado ao redor da boca, do qual partem cinco nervos radiais, que se ramificam e atingem todo o corpo. O sistema sensorial é bem reduzido, composto de uns poucos receptores químicos e táteis situados ao redor da boca e nos pés ambulacrais. Apêndices da pele Tome nota: 6 BIOLOGIA w w w.professor ferretto.com.br CLASSIFICAÇÃO CLASSE ASTEROIDEA CLASSE ECHINOIDEA CLASSE HOLOTHUROIDEA Os equinodermos estão organizados em cinco classes. Em 1986, entretanto, foram descobertas duas novas es- pécies de equinodermos vivendo em madeira submersa no fundo do mar, que foram classificadas no gênero Xylopax. De acordo com seus descobridores, esses animais não per- tenceriam a nenhuma das cinco classes já definidas, tendo sido proposta a criação de uma sexta classe para abrigá- los, Concentricycloidea. Nem todos, porém, concordam com esta classificação, argumentando que os equinoder- mos recém-descobertos seriam apenas formas alteradas de asteroides, classe à qual pertencem as estrelas-do-mar. Na Classe Asteroidea (asteroides), estão agrupadas as estrelas-do-mar. O que caracteriza esta classe é o fato de os cinco braços desses animais partirem de um disco central, sem uma nítida separação entre essas estruturas. Os ossículos do endoesqueleto são articulados e os braços são, por isso, móveis. As estrelas-do-mar são carnívora, predando animais como corais, anêmonas, moluscos e mesmo outros equinodermos. Certas estrelas-do-mar são capazes de abrir conchas de bivalves, graças à adesão dos pés ambulacrais e à força da musculatura de seus braços. Ao encontrar alimento, elas evertem o estômago, fazendo-o sair pela boca e entrar em contato direto com a presa, secretando diretamente sobre ela muco e enzimas. Estas são produzidas em estruturas glandulares bem desenvolvidas, os cecos gástricos, e, número de cinco pares, dispostos ao longo de cada um dos cinco braços. Depois de algum tempo, o estômago é recolhido, juntamente com o alimento semidigerido. Completada a digestão, os resíduos são geralmente eliminados pela própria boca, pois o intestino e o ânus das estrelas-do-mar são pouco funcionais. Percebe-se então uma digestão extracorpórea parcial em asteroides. Na Classe Echinoidea (equinoides), estão os ouriços- do-mar e a bolacha-de-praia. O ouriço-do-mar tem a for- ma arredondada, enquanto a bolacha-de-praia é achatada. Nesta classe, os ossículos do endoesqueleto estão forte- mente ligados, formando uma estrutura rígida. Apesar de apresentarem o corpo arredondado ou achatado, esses animais mantêm a organização penta- radial dos demais equinodermos, como é possível visualizar através do estudo do endoesqueleto. Neste existem: - cinco zonas ambulacrais: regrais de onde partem os pés ambulacrários e onde há alguns nódulos para inserção dos espinhos; - cinco zonas interambulacrais: nelas não existem orifícios de saída dos pés ambulacrários, mas apenas nódulos para inserção dos espinhos. A boca dos equinoides é guarnecida por cinco dentes calcários, que fazem parte de uma estrutura típica do grupo, denominada lanterna-de-aristóteles. Com ela, os equinoides arrancam pedaços do corpo das algas das quais se alimentam. Na Classe Holothuroidea, estão os pepinos-do- mar. Eles possuem corpo alongado e os ossículos do endoesqueleto estão espalhados na pele, dando-lhes maior flexibilidade. Os tentáculos, localizados ao redor da boca, são modificados dos pés ambulacrários. Os Holothuroidea possuem uma estrutura auxiliar nas trocas gasosas: a árvore respiratória. A água do mar entra pelo ânus e é conduzida para os condutos da árvore respiratória anal, onde ocorrem as trocas gasosas; após a oxigenação, essa água é eliminada através do ânus. Os pepinos-do-mar são apreciados como alimento em algumas regiões, como é o caso dos países orientais. Detalhe da região aboral em ouriço-do-mar 7 w w w.professor ferretto.com.br PROFESSOR L ANDIM CLASSE OPHIUROIDEA REPRODUÇÃO CLASSE CRINOIDEA Os pepinos-do-mar apresenta um mecanismo de defesa bastante curioso, chamado evisceração. Quando são muito molestados por um predador, eliminam suas vísceras através da cloaca, distraindo a atenção do predador, que se satisfaz comendo-as. Depois de algum tempo, o pepino- do-mar consegue regenerar as vísceras eliminadas. Parte do material eliminado na evisceração corresponde aos túbulos de Cuvier, que são ramificações na base da árvore respiratória. Esses tubos, tóxicos ou adesivos, envolvem o inimigo, deixando-o emaranhado, enquanto o pepino-do- mar se afasta. A reprodução assexuada em equinodermos pode ocorrer por fragmentação (regeneração), o que demonstra a grande simplicidade organizacional dos membros do grupo. Devido ao seu alto poder de regeneração, um único braço de estrela-do-mar pode dar origem a um novo indivíduo completo. Os equinodermos são animais dioicos (de sexos sepa- rados), mas não é possível distinguir externamente o macho da fêmea. As gônadas dos machos (testículos) e das fêmeas (ovários) localizam-se na cavidade celomática, sendo em número de dez em estrelas-do-mar, cinco em ouriços-do- mar e apenas uma em holotúrias. As gônadas se abrem para o exterior através de poros genitais, e os gametas – óvulos e espermatozoides – são eliminados na água do mar, onde ocorre a fecundação. A fecundação é externa. O desenvolvimento é indireto, passando por um ou mais estágios larvais, dependendo da espécie. Estrelas- do-mar apresentam dois estágios larvários, livre-natantes e de simetria bilateral: a larva que emerge do ovo é chamada bipinária e, após algum tempo, transforma-se na larva braquiolária. Em determinado estágio do desenvolvimento, a braquiolária afunda e sofre metamorfose, transformando- se em estrela-do-mar. Ouriços-do-mar apresentam uma única forma larvária, livre-natante e de simetria bilateral, denominada plúteo. Após um período de vida planctônica, a larva assenta-se sobre o fundo dos mares, sofre metamorfose e dá origem ao adulto. Na Classe Ophiuroidea (ofiuroides) estão as serpentes-do-mar. Nesses animais, o corpo apresenta um disco central nitidamente separado dos cinco braços. Estes são finos e muito ágeis. O sistema digestório é bastante simplificado, resumindo-se a um estômago de fundo cego. Nesses animais, o intestino e o ânus regrediram e desapareceram. Apesar de equinodermos serem animais de tubo digestivo completo, os ofiuroides adultos não possuem ânus. Ofiuroides são capazes de realizar autotomia: capturados pelo braço, soltam essa parte do corpo, deixando-a como inimigo, e se afastam. Mais tarde, o braço é regenerado. Na Classe Crinoidea (crinoides), estão os lírios-do- mar. Esses animais apresentam um disco central de onde partem cinco braços delgados, que se ramificam logo na Anatomia do pepino-do-mar base; eles vivem fixos ao substrato pela região aboral, tendo ocorrido, em função disso, o deslocamento do ânus da região aboral para a região oral. Assim, nos crinoides, ânus e boca abrem-se lado a lado, na região oral. Tome nota: