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Unidade II 50 Unidade II 5 OS PEIXES CARTILAGINOSOS Ao longo da evolução dos vertebrados, surge seu grupo mais importante e representativo nos dias de hoje. Trata‑se dos vertebrados com mandíbula ou gnatostomados. É o passo 3 descrito por Kardong (2011). As novidades evolutivas de seu crânio e, posteriormente, do resto do corpo, fizeram que esse grupo atingisse grande sucesso evolutivo, demonstrado por sua diversidade e abundância ao longo do tempo. Todo o gnatostomado apresenta mandíbulas (próxima figura) e apêndices pares (nadadeiras ou membros). Estão reunidos na Superclasse Gnathostomata (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Figura 23 – Exemplo de mandíbula em peixe ósseo (salmão) Disponível em: https://cutt.ly/fM7ZrOA. Acesso em: 15 fev. 2016. Esse grupo será tema do restante da disciplina. Contudo, seu início ocorreu há milhões de anos, com os primeiros representantes da linhagem dos peixes mandibulados, ou seja, os condrictes. A Classe Chondrichthyes corresponde a mais um grupo de peixes com idade bastante antiga (Período Siluriano – figura adiante) e mais conhecidos como peixes cartilaginosos ou, simplesmente, condrictes. Contam, hoje, com cerca de 850 espécies – pouco, quando comparadas às de peixes ósseos. Em destaque, aquela característica que dá nome à classe, ou seja, o esqueleto cartilaginoso (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Serão incluídos nesse grupo alguns gnatostomados primitivos que apresentam clara afinidade com os peixes cartilaginosos. São todos ectotérmicos, o que significa dizer que a temperatura de seus corpos varia de acordo com a temperatura do ambiente. Significa dizer, também que seu metabolismo é muito baixo (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 51 M ilh õe s d e an os a tr ás Período geológico Quartenário Terciário Idade dos mamíferos Idade dos dinossauros Idade dos anfíbios Idade dos peixes Placodermos Ac an tíd eo s Pe ix es Pe ix es An fíb io s M am ífe ro s Ré pt ei s Ág na to s Av es Ca rt ila gi no so s Ós se os Cretáceo Jurássico Triássico Permiano Carbonífero Devoniano Siluriano Ordoviciano 65 136 190 225 280 345 395 430 500 Figura 24 – Diversidade das classes de vertebrados. Notar que a largura dos ramos representa sua diversidade Disponível em: https://cutt.ly/vM7Zbhq. Acesso em: 23 nov. 2022. Saiba mais Para complementar o conhecimento sobre os vertebrados, ótimas opções são os livros a seguir: ORR, R. T. Biologia dos vertebrados. Roca: São Paulo, 2009. POUGH, F. H.; JANIS, C. M.; HEISER, J. B. A vida dos vertebrados. São Paulo: Atheneu, 2003. 5.1 Classe Chondrichthyes 5.1.1 Sistemática Conforme pode ser observado na Figura 24, os chamados peixes cartilaginosos não correspondem apenas a animais atuais. Há grupos importantes extintos, mas que, em seu auge, eram os principais vertebrados dos oceanos (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Unidade II 52 Os placodermes e os acantódios são grupos de gnatostomados primitivos, peixes extintos sem afinidade certa com os demais peixes. Os acantódios têm maior afinidade com os peixes ósseos. Os dois grupos serão descritos a seguir (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Entre os condrictes modernos, nota‑se a classificação em dois grupos: subclasses Elasmobranchii (tubarões e raias – cerca de 815 espécies atuais) (próxima figura) e Holocephali (as quimeras). Costuma‑se chamar de cação os exemplares jovens de tubarões de várias espécies. Mais da metade dos elasmobrânquios são raias, como as raias‑elétricas (Narcine brasiliensis), raias‑jamanta (Manta birostris) e peixes‑serra (Pristis spp.). Os membros da Subclasse Holocephali também apresentam nomes populares muito particulares, como peixe‑rato, peixe‑coelho e peixe‑fantasma (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Raia Tubarão Cação Figura 25 – Representantes da Subclasse Elasmobranchii Disponível em: https://cutt.ly/EM7Xeoo. Acesso em: 23 nov. 2022. 5.1.2 História evolutiva A história do grupo pode ser recuperada por meio dos registros fossilíferos desses animais e nos leva direto para o Período Siluriano da Era Paleozoica. Sua raiz está entre os ágnatos. Representantes dos peixes sem mandíbula sofreram profundas mudanças em sua estrutura cranial e inauguraram o mais importante grupo de vertebrados de todos os tempos: os gnatostomados. Conforme destacado, os grupos primitivos foram os placodermes e os acantódios (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Não é possível analisar os condrictes sem observar a teoria que tenta explicar o aparecimento das mandíbulas (próxima figura). Esse foi, sem dúvida, um dos mais importantes acontecimentos na evolução dos vertebrados. Estudos sugerem que as mandíbulas surgiram a partir de modificações nos dois primeiros pares de arcos branquiais cartilaginosos de ágnatos primitivos, conforme pode ser observado em alguns ostracodermes que já possuíam estruturas móveis ao redor da boca. Essas modificações incluíram o dobramento dos arcos branquiais para frente, criando uma articulação na região mediana. Reforça essa série de transformações o fato de que arcos branquiais e mandíbulas têm a mesma estrutura básica (barras superiores e inferiores) e musculatura associada semelhante (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 53 Figura 26 – Tubarões como exemplos de gnatostomados. Destaque para a mandíbula e os dentes dos animais Disponível em: A) https://cutt.ly/DM7XmYg; B) https://cutt.ly/DM7XHyK. Acesso em: 15 fev. 2016. As mandíbulas assumiram formas diferentes em cada uma das classes de vertebrados e, dentro delas, em cada grupo menor, a ponto de estarem representadas como bico nas aves e com dentes nos mamíferos. Suas funções estão relacionadas com predação, defesa, captura de alimento, escavação, comportamentos de corte, respiração, enfim, diferentes atividades que deram aos gnatostomados a possibilidade de ocuparem os mais diferentes nichos ecológicos e atingirem uma distribuição enorme no planeta (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Parece que eles foram os primeiros passos dos vertebrados mandibulados. Toda a sua origem e evolução é traçada com base em fósseis, que, por natureza, são registros incompletos da vida pré‑histórica e acabam revelando menos informações do que precisamos. Por esse motivo, novas peças são incorporadas a essa história diariamente, completando nosso conhecimento sobre a evolução do grupo. Sabe‑se, entretanto, que o surgimento das mandíbulas e das nadadeiras pares foram fundamentais para a origem da grande diversidade em vertebrados (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Os tubarões e seus parentes devem ter surgido por volta do Período Devoniano e se diversificaram bastante no Período Carbonífero. Contudo, logo em seguida sofreram grande redução de sua diversidade (Figura 24) antes de se diversificarem novamente na Era Mesozoica. De um dos grupos de tubarão, há cerca de 360 milhões de anos, deve ter surgido o primeiro representante da subclasse Holocephali, e os primeiros registros fósseis para este grupo foram datados como do Período Carbonífero, mas com grande diversificação apenas na Era Mesozoica. Hoje, são apenas 31 espécies de quimeras (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Observação Ambos os nomes, raia ou arraia, são válidos e referem‑se ao mesmo animal. Unidade II 54 5.1.3 Morfologia Os Placodermi são os mais antigos representantes desse grupo, tendo surgido no Período Devoniano e desaparecido pouco tempo depois, no Período Carbonífero (Figura 24). Seu corpo caracteriza‑se por apresentar grossa cobertura de placas ósseas ou recobertas por escamas. Um de seus mais notáveis representantes foi Dunkleosteus terelli, com seus quase 10 metros de comprimento. Os acantódios serão descritos junto aos peixes ósseos (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Um dos maiores vertebrados atuais, com exceção das baleias, é um representante dessa classe,chamado de tubarão‑baleia (Rhincodon typus), e pode atingir 20 metros de comprimento; já o tubarão branco (Charcarodon carcharias), tão temido e famoso, pode atingir 6 metros (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Entre as raias, destaque para os 7 metros de comprimento atingidos pela raia‑jamanta (Manta birostris), medidos entre as pontas das duas nadadeiras peitorais (KARDONG, 2011). Os peixes cartilaginosos típicos perderam a cobertura corporal de placas grossas que caracterizava os grupos primitivos. Outra inovação diz respeito ao esqueleto cartilaginoso no lugar de ossos. A calcificação existe nos condrictes, mas seu esqueleto é cartilaginoso. A notocorda persiste no adulto, embora esteja reduzida (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Na maioria dos tubarões, o corpo é fusiforme, podendo ser mais esguio ou mais atarracado (próxima figura). Em raias, nota‑se um achatamento dorsoventral maior (próxima figura). Ambos têm na extremidade da cabeça, acima da boca, o rostro, que seria o equivalente ao focinho do animal (figura a seguir). No rostro, há uma narina (bolsa de fundo cego) de cada lado (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Espiráculo Espiráculo Fendas branquiais A) B) Figura 27 – Diferenciação morfológica externa entre tubarões (A) e raias (B) Disponível em: A) https://cutt.ly/rM7X70E; B) https://cutt.ly/6M7Cxim. Acesso em: 23 nov. 2022. Complementando o formato hidrodinâmico, estão as nadadeiras peitorais e pélvicas pares, uma ou duas nadadeiras medianas dorsais e cauda heterocerca (ou seja, com desvio da extremidade posterior da coluna vertebral para cima), dificerca em quimeras (ou seja, com extremidade posterior da coluna vertebral que segue reta até a extremidade da cauda) (figura a seguir) (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 55 Observação Nos filmes, os tubarões são representados com a típica nadadeira dorsal saindo da água na iminência do ataque. Homocerca Heterocerca Dificerca Figura 28 – Tipos de cauda dos peixes. Ao centro de cada desenho está representada a extremidade posterior da coluna vertebral Disponível em: https://cutt.ly/jM77pzF. Acesso em: 23 nov. 2022. Observação Atenção para a denominação correta: nenhum peixe tem barbatana, que é uma estrutura presente na boca de baleias (mamíferos cetáceos); aquilo a que se refere como barbatana em tubarões e raias, em verdade, são nadadeiras. Em machos, as nadadeiras pélvicas podem estar modificadas em um órgão copulatório chamado clásper. Nas raias, as duas nadadeiras peitorais são alongadas e estão fundidas à cabeça (Figuras 27 e 30). As caudas das raias com ferrão são finas e longas, com um ou mais ferrões ligados a glândulas de veneno (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004; KARDONG, 2011). Há raias que têm musculatura especializada para a produção de choques elétricos, servindo como estratégia de defesa ou ataque (KARDONG, 2011). Observação Em 2006, o mundialmente famoso naturalista australiano e apresentador de programas sobre a natureza, Steve Erwin, conhecido como o caçador de crocodilos, morreu ao ser atingido pelo espinho da cauda de uma raia enquanto nadava durante uma filmagem. O corpo está recoberto por escamas do tipo placoide na maioria dos tubarões e raias (Figura 29). Em quimeras e alguns elasmobrânquios, não há nenhum tipo de cobertura especial. É interessante notar que essas escamas têm a mesma estrutura dos dentes dos vertebrados. Ambos são, portanto, considerados estruturas homólogas (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Unidade II 56 Epiderme com escamas Esmalte Cavidade da polpa Placa basal Epiderme Derme Dentina Figura 29 – Estrutura das escamas placoides típicas de elasmobrânquios. Note a estrutura semelhante à do dente Disponível em: https://cutt.ly/8M77mi6. Acesso em: 23 nov. 2022. A boca é sempre ventral (Figura 30). Com a presença da mandíbula, abrir e fechar para executar diferentes tarefas. Nos tubarões, a mandíbula superior não está fundida ao crânio, inclusive, muitos lugares vendem mandíbulas de tubarão para decoração. Além disso, em filmes ou imagens de tubarões alimentando‑se, é possível ver que as duas mandíbulas são projetadas para a frente no momento da captura do alimento. Já, nas quimeras, a mandíbula superior está fundida ao crânio. Nas mandíbulas, estão estruturas para alimentação, que são os dentes triangulares e afiados dos elasmobrânquios (Figura 26) e placas achatadas de trituração nos holocéfalos. Os dentes dos tubarões estão dispontos em séries consecutivas e, à medida que são perdidos, são substituídos por outros (Figura 26) (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Figura 30 – Visão da boca ventral em raias Disponível em: https://cutt.ly/3M77HP2. Acesso em: 15 fev. 2016. PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 57 Saiba mais Para mais detalhes sobre a mandíbula dos tubarões e outros peixes, assista ao documentário televisivo: EVOLUÇÃO – Mandíbulas (evolve). Dir. Christopher Gidez. EUA: Optomen Productions, Inc. For History, History Channel, 2008, 45 min. O sistema digestório é completo. Estômago está ausente nas quimeras e tem forma de J nos tubarões. O intestino é relativamente curto e tem uma estrutura interna especializada chamada válvula espiral (Figura 31). Com essa válvula, o alimento digerido passa por um caminho mais longo para que possa ser mais bem‑absorvido. Nota‑se, também, na maioria dos condrictes, um fígado extremamente grande e cheio de esqualeno, um hidrocarboneto oleoso. Sua função, além de ser uma glândula auxiliar da digestão, é permitir a flutuabilidade do animal, em uma função semelhante à da bexiga natatória, que é exclusiva dos peixes ósseos. No reto, existe a abertura da glândula retal que realiza excreção de cloreto de sódio, ajudando os rins primitivos (opistonéfricos) na tarefa de regular a salinidade do sangue (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Figura 31 – Detalhe da válvula espiral no intestino dos condrictes Disponível em: https://cutt.ly/JM779e7. Acesso em: 23 nov. 2022. Saiba mais Para detalhes importantes sobre anatomia interna do tubarão branco, assista ao documentário televisivo da série Autópsia Animal: AUTÓPSIA animal – Tubarão branco. Produtor: Alex Tate. EUA: Windfall Films; National Geographic Channels, 2010, 45 min. Unidade II 58 Nos vertebrados, é interessante a comparação do sistema circulatório entre as diferentes classes (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). A circulação é considerada fechada, simples e completa, ou seja: • É fechada, porque o sangue corre o tempo todo por vasos de diferentes tamanhos e pelo coração. Veias e artérias são os grandes vasos que se ramificam até os minúsculos capilares que se espalham pelo corpo. O coração é linear, um pouco dobrado em forma de S, e tem duas câmaras principais e duas auxiliares. Seguindo o fluxo, o sangue entra pelo seio venoso, passa para o átrio, depois para o ventrículo e deste vai para o cone (bulbo) arterial (figura a seguir). Daí, segue para as brânquias para ser oxigenado. Átrio Ventrículo Sinus hepáticos Dutos de Cuvier Válvulas Artérias branquiais Figura 32 – Coração dos peixes cartilaginosos Disponível em: https://cutt.ly/4M75ixE. Acesso em: 23 nov. 2022. Lembrete No coração, o átrio é a câmara que recebe o sangue vindo das veias. Ventrículo é a câmara que recebe o sangue do átrio e de onde o sangue sai para as artérias. • É simples, porque, em cada ciclo de oxigenação, o sangue passa apenas uma vez pelo coração. Daí, segue para as brânquias, onde é oxigenado (hematose), e já segue para o corpo para ser utilizado, voltando ao coração apenas para ser enviado às brânquias novamente (próxima figura). • É completa, porque não ocorre a mistura do sangue arterial (rico em O2) com o sangue venoso (pobre em O2) (figura a seguir). Aliás, o sangue é isosmótico ou ligeiramente hiperosmótico em relação ao meio externo, devido a altas taxas de ureia em sua composição. Isso tem implicações importantesna osmorregulação do animal. PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 59 BrânquiasBrânquias Sangue arterial Artérias Válvulas Ventrículo Átrio Seio venoso Veias cardinais comuns (ou duto de Cuvier) Veias cardinais comuns (ou duto de Cuvier) Bulbo Veias hepáticas Coração CorpoCorpo Hematose O2 CO2 Sa ng ue v en os o Sangue venosoAr té ria s b ra nq uia is Veias Figura 33 – Sistema circulatório dos peixes cartilaginosos Disponível em: https://cutt.ly/kM75ny3. Acesso em: 23 nov. 2022. As brânquias são fundamentais para que ocorra a hematose, mas cuidado, pois não fazem parte do sistema circulatório. Correspondem ao sistema respiratório, substituindo os pulmões, que estão ausentes. São órgãos ricamente vascularizados (com muitos capilares sanguíneos) que permitem a saída do CO2 do sangue e a entrada do O2 da água (figura a seguir) (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). “Capilar” (rede de capilares) Arco branquial CO2 O2 Filamento branquial TecidoTecido Brânquias expostas Revestimento do filamento branquial Figura 34 – Detalhe da estrutura da brânquia. Nesta figura representado para um peixe ósseo, mas segue padrão semelhante nos condrictes Disponível em: https://cutt.ly/QM75DRy. Acesso em: 23 nov. 2022. Unidade II 60 Nos elasmobrânquios, estão em número de 5 a 7 pares que se comunicam com o meio externo por meio das fendas branquiais livres (Figuras 27 e 30). Em holocéfalos, são 4 pares e estão protegidos por opérculo. Atrás dos olhos dos elasmobrânquios, há um espiráculo de cada lado, ou seja, uma pequena abertura que comunica o meio externo com a cavidade bucal (Figuras 27 e 35), representando a primeira fenda branquial com formato circular e tamanho reduzido (KARDONG, 2011). Para que haja a hematose, é preciso que a água tenha um fluxo pelas brânquias, retirando o CO2 descartado pelo animal e fornecendo O2. Para que isso ocorra de modo eficiente, os tubarões nadam com a boca aberta, o que facilita a entrada da água e sua passagem pelas brânquias (Figuras 34 e 35). Em raias, as aberturas branquiais ficam na superfície ventral (Figura 30), e a entrada de água ocorre pelo espiráculo que fica na superfície dorsal perto dos olhos (Figura 27), evitando o entupimento das brânquias com o sedimento (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004; KARDONG, 2011). Espiráculo Brânquia Espiráculo Fenda branquial externa Fenda branquial interna Câmara branquial Esôfago Faringe Fendas branquiais Figura 35 – Estrutura respiratória dos condrictes mostrando a relação entre boca, brânquias e fendas branquiais Disponível em: https://cutt.ly/QM752q1. Acesso em: 23 nov. 2022. O sistema nervoso central é bem primitivo quando comparado ao de outras classes de vertebrados. No entanto, já possuem encéfalo com dois hemisférios, dois grandes lobos olfatórios, dois lobos ópticos, cerebelo e pares de nervos cranianos. Os estímulos externos são captados por importantes órgãos dos sentidos, como células olfativas, mecanorreceptores da linha lateral, olhos, eletrorreceptores na região da cabeça e audição pelo ouvido interno. Os olhos são laterais e não têm pálpebras. A linha lateral é formada por órgãos especiais chamados neuromastos, com forma de tubos interconectados, organizados em linha pela lateral e pela cabeça do animal. Ainda na região da cabeça, estão concentradas as ampolas de Lorenzini, cujo papel é captar estímulos elétricos. Como defesa, as raias‑elétricas têm um órgão na cabeça, formado por células especiais, que gera pulsos elétricos e atordoa as vítimas (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). São animais dioicos que realizam cópula com a ajuda do clásper (nadadeira modificada dos machos). A fecundação é interna e o desenvolvimento do filhote é direto. Exceto em quimeras, as gônadas desembocam na região da cloaca (abertura única para sistemas digestório, excretor e reprodutor). Existem condrictes ovíparos, ovovivíparos e vivíparos. Tubarões e raias ovíparos PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 61 possuem um ovo grande com bastante vitelo (Figura 36) e com casca coriácea (resistente e flexível, chamada bolsa de sereia) em forma de bolsa, com extremidades alongadas que servem para ancorar os ovos a alguma superfície. No caso das espécies vivíparas, os embriões recebem nutrição pelo sangue, que irriga um órgão chamado de placenta (cuidado, pois existe pouca semelhança entre esta e a placenta dos mamíferos placentários) ou secreções uterinas (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Figura 36 – Exemplo de desenvolvimento indireto em condrictes. Destaque para a grande bolsa de vitelo abaixo dos embriões Disponível em: https://cutt.ly/oM76u4f. Acesso em: 23 nov. 2022. Observação Alguns elasmobrânquios, como o tubarão‑azul, comem os ovos e irmãos menores ainda no útero em que estão sendo gerados. 5.1.4 Ecologia Conforme mencionado, os condrictes não possuem bexiga natatória. Uma vez que seu corpo é um pouco mais denso do que a água, a tendência é de que afundem, se ficarem parados. Para que isso não ocorra, devem ficar constantemente movendo‑se para frente, além de terem um fígado grande e rico em substância oleosa, que diminui sua densidade e ajuda a flutuar (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). De uma maneira geral, os peixes cartilaginosos modernos são predadores ativos. A maioria é marinha; poucas espécies de raias são de água doce. Tubarões, como o galha‑branca (Carcharhinus longimanus) e o tubarão‑martelo (Sphyrna spp.) (figura adiante), são habitantes de águas marinhas costeiras (Figura 38) (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Contudo, no passado, os tubarões foram bastante comuns em águas doces (KARDONG, 2011). Unidade II 62 Figura 37 – Exemplar filhote de tubarão‑martelo Disponível em: https://cutt.ly/AM76WjL. Acesso em: 15 fev. 2016. Figura 38 – Tubarão em ambiente marinho costeiro Disponível em: https://cutt.ly/9M76Cs0. Acesso em: 15 fev. 2016. Entretanto, os famosos tubarão‑branco (Carcharodon carcharias) e anequim (Isurus oxyrynchus) são habitantes de águas marinhas mais abertas. O tubarão da Groenlândia (Somniosus microcephalus), por sua vez, já foi registrado em profundidades maiores do que 1.600 metros (KARDONG, 2011). Já as raias, devido ao seu achatamento dorsoventral, têm, na maioria das vezes, hábito bentônico (próxima figura) (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 63 Figura 39 – Raia repousando em fundo arenoso (hábito bentônico) Disponível em: https://cutt.ly/LM766hY. Acesso em: 23 nov. 2022. Os tubarões e raias são, em sua maioria, carnívoros predadores. Contudo, o tubarão‑baleia é um gigante filtrador de zooplâncton, nadando com a boca aberta, para que a água entre carregando o alimento ou abocanhando grande quantidade de água da superfície. As quimeras alimentam‑se de uma grande variedade de algas e frutos do mar, como moluscos, equinodermos, crustáceos e outros peixes (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004; KARDONG, 2011). Observação As raias especializaram‑se em viver junto ao substrato do mar ou dos rios. Por isso, têm achatamento dorsoventral e movem‑se com ondulações das nadadeiras em forma de asa. 6 OS PEIXES ÓSSEOS 6.1 Classe Actinopterygii Essa é uma classe que pertence ao grupo dos peixes ósseos, até recentemente identificado como Osteichthyes. Esse nome não é mais considerado válido, pois perdeu seu significado original (não é um grupo monofilético). Isso aconteceu porque Osteichthyes significa peixes com ossos e foi criado para designar os peixes atualmente colocados nas classes Actinopterygii e Sarcopterygii. São todos ectotérmicos, o que significa dizer que a temperatura de seus corpos varia de acordo com a temperatura do ambiente. Significa dizer, também, que seu metabolismo é muito baixo. No entanto, ao longo do tempo foi observado que outros peixes primitivos, como ostracodermes, acantódios e placodermes, também tinham ossos, aumentando o significado original de Osteichthyes.Contam, atualmente, com cerca de 23.600 espécies, ou seja, 96% de todos os peixes conhecidos (próxima figura) e metade de todos os vertebrados. Em destaque, aquela característica que dá nome à classe, ou seja, o esqueleto ósseo. Neste item, serão estudados apenas os elementos da classe Actinopterygii (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Unidade II 64 Baiacu Enguia Salmão CarpaCavalo‑marinhoBonito Figura 40 – Diversidade de peixes ósseos da classe Actinopterygii Disponível em: https://cutt.ly/hM5qh7L. Acesso em: 23 nov. 2022. 6.1.1 Sistemática Merece destaque o fato já comentado de que os peixes ósseos não pertencem a apenas um grupo de animais. Estão divididos nas classes Actinopterygii e Sarcopterygii que, embora estejam ligadas por várias características morfológicas, também apresentam suas individualidades (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). O nome Teleostomi é usado, muitas vezes, para um grupo formado por acantódios, actinopterígios e sarcopterígios. Dentro desse grupo, surge outro, o dos teleósteos, que inclui a maioria dos peixes atuais, portanto, os actinopterígios. Além de teleósteos havia outras duas denominações que caíram em desuso: condrósteo e holósteo, que representavam peixes ósseos primitivos e com menor grau de ossificação do esqueleto do que os teleósteos (KARDONG, 2011). Entre os actinopterígios, podem ser identificados dois grupos distintos, ou seja, os paleoniscídeos, ou formas ancestrais, e os neopterígios, ou formas modernas. Assim, o termo “neopterígios” é sinônimo de “teleósteos” (KARDONG, 2011). 6.1.2 História evolutiva Surgiram no Período Siluriano e dispersaram‑se por todo o planeta, atingindo uma variedade grande e interessante de formas (Figura 40). Sua sinapomorfia é a presença do osso endocondral, ou seja, o osso que se forma a partir da cartilagem presente nos embriões. Esta é uma característica também de todos os tetrápodes, ou seja, vertebrados com quatro membros. Algumas características (por exemplo, estruturas do crânio, opérculo etc.) são semelhantes àquelas presentes nos acantódios, indicando que podem ter tido um ancestral em comum, sendo considerados, muitas vezes, grupos‑irmãos (KARDONG, 2011). Provavelmente, esses dois grupos derivaram dos ágnatos primitivos (Figura 24). Os acantódios contavam com grandes espinhos na base de todas as nadadeiras, sobretudo a dorsal. Tanto placodermes quando acantódios já possuíam nadadeiras pares (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). O Período Devoniano é conhecido como Idade dos Peixes, indicando que os actinopterígios já estavam bem diversificados. Nessa época, surgiram duas linhagens. Uma delas, com nadadeiras raiadas (os Actinopterygii), inclui a maioria dos peixes ósseos atuais. Outra linhagem possui as nadadeiras PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 65 lobadas (os Sarcopterygii), mas está representada atualmente por apenas 7 espécies (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Um dos actinopterígios mais primitivos foi o grupo dos paleoniscídeos, grupo caracterizado por tamanho pequeno, olhos grandes, cauda heterocerca, uma única nadadeira dorsal e os típicos raios ósseos nas nadadeiras. Foram bastante comuns e diversificados no final da Era Paleozoica, justamente quando os demais grupos de peixes da época (acantórios, ostracodermes, placodermes e sarcopterígios) estavam em declínio. Dessa forma, há suspeita de que alguma característica de sua anatomia ou de seu comportamento tenha dado vantagens para esse grupo (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Tendo sobrevivido e prosperado, os paleoniscídeos deram origem a duas linhagens principais. Uma delas, os condrósteos, correspondem a actinopterígios com características primitivas, como cauda heterocerca e escamas ganoides. O esturjão e o bichir são exemplos desse grupo, que possui poucos representantes atuais, sendo que o bichir possui inclusive pulmões. Outra linhagem primitiva foi a dos neopterígios que surgiram no Período Permiano e se diversificaram a partir daí. Hoje, estão representados pelos gêneros Amia e Lepisosteus, ambos da América do Norte, e capazes de complementar a respiração branquial com o ar da bexiga natatória (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004; KARDONG, 2011). Dentro dos neopterígios, uma linhagem diferenciou‑se e resultou na maioria dos actinopterígios existentes hoje em dia. Essa linhagem é a dos teleósteos ou peixes ósseos modernos (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). 6.1.3 Morfologia Os actinopterígios são muito abundantes e diversificados. Seu tamanho varia de 10 milímetros até 17 metros. O esqueleto desses animais é predominantemente ósseo (Figura 41), embora existam algumas estruturas cartilaginosas (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004) e algumas poucas espécies possam ter o esqueleto predominantemente cartilaginoso (por exemplo, esturjões e alguns peixes pulmonados) (KARDONG, 2011). Figura 41 – Estrutura óssea de um actinopterígio Disponível em: https://cutt.ly/cM5qTKS. Acesso em: 15 fev. 2016. Unidade II 66 É importante mencionar que esses ossos são endocondrais. Nos actinopterígios primitivos, a nadadeira caudal era heterocerca, mas, nos atuais, predomina a forma homocerca (Figuras 28 e 42). A coluna vertebral une‑se ao crânio, mas não tem articulação. De cada lado da coluna vertebral, saem costelas finas únicas ou pareadas que estão relacionadas com a sustentação da musculatura dorsal e das vísceras numa posição ventral (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Nadadeira dorsal anterior Nadadeira peitoral Opérculo Boca Nadadeira dorsal posterior Nadadeira caudal Nadadeira pélvica Narinas Olho Nadadeira anal Orifício urogenitalÂnus Linha lateral Figura 42 – Anatomia externa de um actinopterígio Disponível em: https://cutt.ly/FM5qJoA. Acesso em: 23 nov. 2022. A musculatura é composta por uma sequência de miômeros e está distribuída, principalmente, pela parte dorsal do animal. Cada miômero corresponde a um conjunto muscular com formato aproximado de um W deitado (Figura 43) e está encaixado entre dois outros miômeros. Neles, as fibras musculares são relativamente curtas e estão fixadas em tecido conjuntivo resistente. Na região ventral, a parede do corpo é revestida apenas por uma fina estrutura muscular. As musculaturas lateral e caudal são chamadas de musculatura axial. Peixes cartilaginosos e ósseos compartilham a mesma estrutura. Inclusive, Pikaia (Figura 16), aquele possível ancestral dos cordados, já apresentava musculatura com padrão de miômeros (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Figura 43 – Musculatura axial de actinopterígios deixando evidentes os miômeros musculares em forma de W Disponível em: https://cutt.ly/pM5q3Jg. Acesso em: 15 fev. 2016. PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 67 A região do corpo que fica após a cloaca não possui mais vísceras e é formada apenas pela extremidade posterior da coluna vertebral cercada por musculatura, sendo importante para dar impulso à natação por meio de movimento ondulatório lateral (horizontal) (Figura 44). Essa é uma maneira de distinguir os peixes (ósseos ou cartilaginosos) dos mamíferos aquáticos do grupo dos cetáceos (baleias e golfinhos) (Figura 44) (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Tubarão Ictiossauro Golfinho Figura 44 – Comparação da morfologia externa entre três grupos distintos de vertebrados, ou seja, os peixes (tubarão), os répteis aquáticos (ictiossauro, já extinto) e mamíferos (golfinho) Disponível em: https://cutt.ly/iM5woPJ. Acesso em: 23 nov. 2022. Nadadeiras peitorais e pélvicas pares (Figura 42) são características importantes para diferenciar de ágnatos. Também existem outras nadadeiras nas partes ventral (anal) e dorsal (anterior e posterior) que são, geralmente, ímpares (Figura 42) e podem ter formas bem variadas (Figura 40). Essas nadadeiras são classificadas como raiadas, pois, em sua estrutura, existem raios (bastões ou lepidotríquios) de sustentação e musculatura que controla os movimentos. Além da funçãotradicional na natação, as nadadeiras acabaram assumindo funções bem variadas (próxima figura), por exemplo, camuflagem, comunicação, isca de peixes‑pescadores, ventosas e espinhos (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004; KARDONG, 2011). Figura 45 – Peixe‑leão com nadadeiras especializadas Disponível em: https://cutt.ly/yM5wQpJ. Acesso em: 15 fev. 2016. Unidade II 68 O corpo é revestido, geralmente, por escamas embutidas na estrutura da pele. Escamas chamadas de ganoides foram comuns em formas primitivas, embora estejam presentes em poucas formas atuais. Atualmente, predominam as escamas cicloides e ctenoides (figura a seguir). Toda a escama é uma estrutura fina, achatada e flexível, disposta em fileiras sobrepostas por todo o corpo do animal (Figura 47), com exceção da cabeça e das nadadeiras. Além das escamas, a pele possui muitas glândulas produtoras de muco (Figura 46). Em espécies de bagres e enguias, a pele é considerada nua, estando totalmente livre de escamas. Nesse caso, são chamados peixes de couro (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Cicloide Ctenoide Ganoides Figura 46 – Tipos de escamas de actinopterígios Disponível em: https://cutt.ly/aM5wGTl. Acesso em: 23 nov. 2022. Figura 47 – Aspecto da pele de um actinopterígio Disponível em: https://cutt.ly/uM5w3n6. Acesso em: 15 fev. 2016. Além do osso endocondral, várias outras características acabam unindo os peixes ósseos. Todos apresentam um opérculo ósseo sobre as brânquias, ou seja, uma estrutura óssea em forma de escudo, em cada um dos lados da cabeça (Figuras 48 e 49). Mais do que uma proteção às brânquias, é uma estrutura importante para a criação de um fluxo de água por meio das brânquias, melhorando a eficiência das trocas gasosas (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 69 Corte do opérculo Arcos branquiais Filamentos branquiais Figura 48 – Características morfológicas da cabeça de um actinopterígio Disponível em: https://cutt.ly/1M5eiuO. Acesso em: 23 nov. 2022. As brânquias estão presentes em ambos os lados da cabeça, protegidas pelos opérculos. Cada brânquia é formada por um suporte rígido chamado de arco branquial, a partir do qual saem os filamentos branquiais (Figuras 48 e 49). Cada filamento é formado por uma série de lamelas branquiais nas quais se dispõem os capilares sanguíneos, onde ocorrem as trocas gasosas (próxima figura). Vale destacar que as brânquias correspondem ao sistema respiratório dos peixes, e não ao sistema circulatório, embora tenha uma relação bastante íntima com os vasos sanguíneos (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Arcos branquiais Opérculo Lamelas branquiais Filamento branquial Artéria Água Água Veia Figura 49 – Estrutura da brânquia Disponível em: https://cutt.ly/0M5ebCT. Acesso em: 23 nov. 2022. Internamente, é possível observar o sistema digestório completo (próxima figura). Na boca, as mandíbulas possuem, geralmente, dentes. As narinas não têm abertura para a cavidade bucal, as bolsas olfatórias estão isoladas. A cavidade bucal continua na faringe, em cujas paredes estão as brânquias. A boca serve como entrada de alimento, que é direcionado para a abertura do estômago (próxima figura). Contudo, o mesmo caminho é usado apenas pela água que entra pela boca e, por meio da abertura do opérculo e da contração da musculatura da faringe, é direcionada para as brânquias e para fora do corpo (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Unidade II 70 A partir do estômago, o alimento é digerido, e os nutrientes, absorvidos no intestino. Uma válvula espiral, semelhante àquela dos tubarões, pode ser observada no intestino de poucas espécies. De acordo com a dieta do animal, o intestino pode ser mais longo (em herbívoros) ou mais curto (em carnívoros). O ânus abre‑se numa região chamada de cloaca (figura adiante), que também é compartilhada pelas aberturas dos sistemas excretor (rins pares opistonéfricos) e reprodutor (gonóporo). Normalmente, os rins são muito alongados e estão localizados na base da coluna vertebral (figura a seguir) (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Esôfago Estômago Cecos pilóricos Bexiga natatória Ânus Faringe Figado Boca Figura 50 – Anatomia interna de um actinopterígio Disponível em: https://cutt.ly/HM5eFPv. Acesso em: 23 nov. 2022. Apresentam, também, a bexiga natatória, uma estrutura membranosa formada a partir do esôfago (Figura 51), que está localizada logo abaixo da coluna vertebral (Figura 50) e se enche de gás. Um duto pneumático (Figura 51) ligando a bexiga natatória ao esôfago (condição chamada de fisóstoma) está presente apenas em algumas espécies, como a truta. A condição mais tradicional (sem o ducto) é chamada de fisóclista. Para encher a bexiga, o gás sai da corrente sanguínea por meio da glândula de gás. Em alguns poucos casos de peixes fisóstomos, os gases são engolidos diretamente do ar. Nesse caso, para retirar ar da bexiga, o peixe expulsa diretamente para o meio através da boca (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Qualquer que seja o tipo de bexiga natatória, sua função principal é a de auxiliar na flutuabilidade dos peixes, ou seja, ao se encher ou esvaziar, faz que os peixes consigam mover‑se para cima ou para baixo na água. As bexigas natatórias são derivadas dos pulmões dos primitivos peixes ósseos, que usavam esses órgãos como auxiliares na respiração. Adicionalmente, pode ajudar nas trocas gasosas em ambientes com baixo teor de oxigênio, como ocorre com os gêneros de neopterígios Amia e Lepisosteus. Vale lembrar que as brânquias são as principais responsáveis pela hematose (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 71 Bexiga natatóriaBexiga natatória EsôfagoEsôfago Duto pneumático Figura 51 – Estrutura da bexiga natatória e sua relação com o esôfago Disponível em: https://cutt.ly/CM5eMV8. Acesso em: 23 nov. 2022. Observação Bexiga natatória existe na maioria dos peixes ósseos atuais. Está ausente em peixes de regiões muito profundas (abissais), peixes bentônicos (como os bagres), linguado, atum e alguns outros. O sistema circulatório é bastante semelhante àquele apresentado para os tubarões (próxima figura). Composto por um coração com duas cavidades (um átrio e um ventrículo) em sequência (Figuras 52 e 53). A partir do coração, o sangue segue para as brânquias, onde é oxigenado, e daí segue para o restante do corpo por artérias, retornando pelas veias ao coração (figura a seguir). Trata‑se, portanto, de uma circulação fechada, completa e simples. O sangue contém eritrócitos com núcleos (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Cabeça Brânquias Nadadeiras anteriores Veia cardinal anterior Veia cardinal posterior Nadadeiras posteriores Coração Fígado Aorta Digestório Músculos Rins Figura 52 – Estrutura do sistema circulatório dos peixes ósseos atuais Disponível em: https://cutt.ly/wM5reqF. Acesso em: 23 nov. 2022. Unidade II 72 Átrio Ventrículo Figura 53 – Estrutura do coração dos peixes ósseos atuais Disponível em: https://cutt.ly/MM5yXJm. Acesso em: 23 nov. 2022. O sistema nervoso é composto por um encéfalo pequeno, com lobos olfatórios e ópticos bem‑desenvolvidos, além do cerebelo. A linha lateral é uma das estruturas sensoriais presentes nos actinopterígios. Estende‑se pelos dois lados do corpo, da cabeça à base da cauda. Externamente, aparece como uma sequência linear de pequenos furos (poros) nas escamas (próxima figura). Corresponde a um conjunto de canais localizados abaixo das escamas e que se comunicam com o meio externo pelos poros. Nesses canais, estão localizadas as células sensíveis à movimentação da água (pressão), chamadas neuromastos (figura a seguir) (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Epiderme Nervo lateral Linha lateral Neuromastos EscamaPoros Figura 54 – Estrutura da linha lateral Disponível em: https://cutt.ly/eM5y4lW. Acesso em: 23 nov. 2022. Barbilhões ou bigodes (próxima figura) são estruturas sensoriaismuito importantes para o tato. Estão na cabeça, ao redor da boca, especialmente nos peixes que possuem uma relação grande com o fundo do ambiente (hábito bentônico) (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 73 Figura 55 – Peixe com estruturas sensoriais na forma de barbilhões Disponível em: https://cutt.ly/8M5udZa. Acesso em: 15 fev. 2016. Normalmente, são animais dioicos, com fecundação externa, ovíparos (gerando ovos anamnióticos) e com desenvolvimento indireto (larvas chamadas de alevinos) que podem ser muito diferentes dos adultos. Em uma única desova, centenas ou mesmo milhares de ovos podem ser liberados pela fêmea (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Contudo, em um grupo de animais tão abundante e diversificado, não se deve esperar que a reprodução ocorra sempre da mesma forma. Há espécies que podem realizar a mudança de sexo dos seus indivíduos, de acordo com a estrutura da população, ou seja, caso existam muitas fêmeas, parte delas transforma‑se em machos, e vice‑versa (MOYES; SCHULTE, 2010; KARDONG, 2011). Há espécies que são ovovivíparas ou até mesmo vivíparas. Cuidado parental pode haver com os ovos ou mesmo com os filhotes. Há espécies que guardam ovos ou filhotes na boca, enquanto outras os depositam em cavidades ou enterram e ficam tomando conta até a eclosão (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Observação Curioso é o caso do linguado (espécie) cuja larva nectônica sofre torção dos olhos e da boca, gerando um adulto bentônico com os dois olhos no mesmo lado do corpo. 6.1.4 Ecologia Ocupam praticamente todos os ambientes do planeta em águas doces, salobras ou marinhas (próxima figura), desde grandes altitudes (cerca de 5 mil metros) até grandes profundidades (cerca de 8 mil metros). Já foram encontrados em fontes termais com água acima de 40o C, sob o gelo (‑ 2o C), em total escuridão de cavernas, em pântanos sem oxigênio e até percorrendo certas distâncias entre lagoas (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Unidade II 74 Figura 56 – Ambiente marinho de recife onde podem ser observadas variadas espécies de peixes, com diferentes hábitos e características Disponível em: https://cutt.ly/xM5umyS. Acesso em: 23 nov. 2022. Alguns, como os peixes‑palhaço, vivem em associação ecológica com anêmonas (próxima figura), contato evitado por muitos outros animais, por causa do efeito irritante dos tentáculos da anêmona (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Figura 57 – Peixe‑palhaço em associação ecológica com anêmona Disponível em: https://cutt.ly/oM5uGZW. Acesso em: 15 fev. 2016. Para ocuparem tantos ambientes diferentes, a morfologia foi fundamental. A perda das pesadas lacas ósseas dos peixes primitivos deu grande mobilidade aos actinopterígios modernos. Com isso, puderam perseguir presas e também fugir de predadores de modo mais eficiente. Para isso, as mudanças nas escamas e nas nadadeiras foram importantes (próxima figura) (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 75 A) B) Figura 58 – Hábitos peculiares dos actinopterígios decorrentes de sua grande diversificação e especialização. A) Cavalos marinhos. B) Baiacu Disponível em: A) https://cutt.ly/pM5u8vH; B) https://cutt.ly/UM5i07x. Acesso em: 15 fev. 2016. Pelo fato de ser um grupo bastante diversificado, ocupa muitos nichos ecológicos. Em parte, isso pode ser visto por meio dos hábitos alimentares também variados. A maioria dos peixes é formada por predadores vorazes, que se alimentam, algumas vezes, de animais com o tamanho de seu próprio corpo. Há também os herbívoros, os filtradores, onívoros, saprófagos e parasitas (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Um fenômeno bastante interessante dos peixes ósseos é a migração. Há espécies que migram milhares de quilômetros em um mesmo ambiente. Isso, por si, já seria algo espetacular. Contudo, há espécies que migram entre ambientes diferentes, ou seja, da água salgada para a água doce, e vice‑versa (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). São considerados peixes catádromos aqueles que são de água doce, mas migram para o mar para se reproduzirem. Algumas enguias apresentam esse comportamento. Os adultos descem o rio e chegam ao mar, onde se reproduzem. Os filhotes sobem o rio para viver suas vidas em água doce (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Já os peixes anádromos são aqueles que fazem o caminho inverso, ou seja, vivem no mar, mas sobem o rio para se reproduzirem. O salmão é um ótimo exemplo desse comportamento (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). 6.2 Classe Sarcopterygii Essa é mais uma classe do grupo dos peixes ósseos, junto à Classe Actinopterygii. Conta atualmente com apenas 6 espécies (3 gêneros) de peixes pulmonados (Quadro 2) e uma espécie de celacanto (Latimeria chalumnae) (próxima figura). Em destaque, todo o grupo é caracterizado por um tipo de nadadeira diferente daquela dos actinopterígios, ou seja, possui uma nadadeira lobada (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Unidade II 76 Quadro 1 – Relação dos gêneros de peixes pulmonados (sarcopterígios) viventes e seus respectivos locais de origem Gênero País de origem Neoceratodus Austrália Lepidosiren América do Sul Protopterus África Figura 59 – Celacanto (Latimeria chalumnae), um dos poucos sarcopterígios vivos na contemporaneidade Disponível em: https://cutt.ly/8M5oaEh. Acesso em: 23 nov. 2022. 6.2.1 Sistemática Conforme mencionado, hoje, a classe possui 3 gêneros (Quadro 2) de peixes pulmonados (totalizando 6 espécies) e mais um gênero, com uma ou duas espécies de celacanto (Latimeria chalumnae) (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Entre os sarcopterígios, foram identificados dois grupos que são citados por alguns autores, mas não mais usados na prática: Dipnoi e Crossopterygii (KARDONG, 2011). O celacanto e um grupo primitivo chamado ripidístios (Rhipidistia) formavam o grupo dos crossopterígios, nomenclatura não mais empregada (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). 6.2.2 História evolutiva A baixa representatividade desse grupo na contemporaneidade nem de longe se assemelha a seu passado. No Período Devoniano, em plena época de ouro dos peixes pré‑históricos, os sarcopterígios eram bem diversificados e abundantes (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Um dos grupos mais importantes foi o dos ripidístios, que surgiram no Período Devoniano e, ao que tudo indica, deram origem ao ancestral dos tetrápodes. Durante o final da Era Paleozoica, tornaram‑se os predadores dominantes das águas doces. Foram extintos durante o Período Permiano. Esse grupo era formado por alguns peixes pulmonados extintos e também por sarcopterígios que estão na base da evolução dos tetrápodes, conforme se discutirá adiante (por exemplo, Eusthenopteron, Tiktaalik) (KARDONG, 2011). Os celacantos, com representantes até hoje, surgiram no Período Devoniano (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 77 6.2.3 Morfologia Pelo que foi recuperado por meio dos fósseis, todos os sarcopterígios primitivos possuíam pulmões e brânquias, além de uma cauda heterocerca (Figura 28). Ao longo de sua evolução, mudanças externas e internas ocorreram. As nadadeiras medianas, dorsal e ventral foram deslocadas para a parte de trás do corpo, tornando‑se contínuas à cauda, que passou a ser dificerca (Figuras 28, 59 e 60). Essa configuração é mais característica dos peixes pulmonados (por exemplo, piramboia). Contudo, as nadadeiras que caracterizam a classe são outras (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Piramboia Cavalo‑marinho Bagre Figura 60 – Comparação entre peixes sarcopterígios (piramboia) e actinopterígios (bagre e cavalo‑marinho) Disponível em: https://cutt.ly/GM5o6DY. Acesso em: 23 nov. 2022. As nadadeiras chamadas de lobadas (em oposição à raiada dos actinopterígios) são as peitorais e pélvicas, típicas de celacanto (Figura 59). Uma nadadeira desse tipo é forte e fica na extremidade de apêndicescurtos e carnosos, possuindo osso e musculatura associados a sua estrutura. Além da natação, auxilia os peixes a sustentarem o peso quando em repouso no fundo do ambiente ou a rastejar para foram da água em ocasiões especiais, atuando como quatro patas funcionais (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004; KARDONG, 2011). Apesar da presença de pulmão na maioria (exceto celacanto), também possuem brânquias com arcos branquiais e recobertas por opérculo. Contudo a bexiga natatória é muito vascularizada e usada para flutuação e respiração nos peixes pulmonados (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Já no celacanto, parece estar cheia de gordura, não atuando na respiração (KARDONG, 2011). Quanto à circulação, existe uma particularidade. Como possuem o pulmão para respiração, sua circulação não é simples como nos demais peixes. A circulação é dupla, possuindo uma parte pulmonar (vai até o pulmão e volta ao coração) e uma parte sistêmica (vai até os órgãos e volta ao coração) (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). No restante da anatomia, assemelham‑se muito aos actinopterígios. O corpo é coberto por escamas ósseas embutidas. Possuem dentes revestidos por esmalte, com formato de placa trituradora no palato Unidade II 78 (céu da boca). O intestino possui válvula espiral (Figura 31). O sistema nervoso é semelhante ao dos actinopterígios (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Embora seja um assunto válido para peixes cartilaginosos e ósseos, a osmorregulação será tratada neste capítulo, uma vez que os peixes cartilaginosos são, na maioria, isosmóticos em relação ao meio onde vivem. Esse é um termo relacionado com os controles naturais que esses animais têm para manter sua homeostase no meio aquoso onde vivem. Conforme destacado, os peixes podem viver em água doce, salgada ou salobra. Alguns deles, inclusive, podem migrar de um tipo de água para outro ao longo da vida (anádromos e catádromos). Tudo isso envolve controle osmótico (próxima figura) (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Sal H2O Rim Urina Sal SalSal H2O HH22OO RimRim Urina Água do mar A) B) Figura 61 – Mecanismos de osmorregulação em peixes ósseos. A) Peixe de água doce; B) Peixe de água salgada Disponível em: A) https://cutt.ly/dM5pbRv; B) https://cutt.ly/jM5avIV. Acesso em: 23 nov. 2022. Os condrictes são isosmóticos em relação ao meio, ou seja, seu sangue tem quase a mesma concentração de solutos. Mas, com os demais peixes, a situação é diferente. Peixes de água doce são considerados hiperosmóticos em comparação com o meio, ou seja, a concentração de solutos dentro deles é maior do que na água. Assim, o sal tem um comportamento de deixar naturalmente o corpo do animal (difusão), enquanto a água do meio tende a entrar naturalmente no animal pela pele (osmose) (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Lembrete Vale lembrar que, entre duas concentrações colocadas lado a lado e separadas por uma membrana semipermeável, as substâncias passam do meio mais para o menos concentrado. Para manter seu corpo funcionando e em equilíbrio, o peixe de água doce deve ter mecanismos para eliminar o excesso de água que entra. Para isso, evita ingerir água e conta com rins eficientes que irão produzir uma urina abundante e diluída (Figura 61). Com relação ao sal, a situação é oposta. Deve ingerir sal nos alimentos e ter estruturas que absorvam o sal do meio para compensar aquele que está sendo perdido. Esse papel é feito por células especiais nas brânquias (Figura 61) (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 79 Nos peixes ósseos de água salgada, inverte‑se o quadro. Eles são considerados hiposmóticos em relação ao meio, uma vez que a concentração de solutos em seus corpos é menor do que a do meio. Assim, a água tende a sair livremente pela pele, enquanto o sal entra no corpo do animal. Para a regulação do corpo e a prevenção da desidratação, o peixe deve beber água constantemente para repor a água perdida e produzir urina em pequena quantidade e bastante concentrada (Figura 61). Contudo, como se trata de uma água salgada, esse sal em excesso se soma ao sal que já estava entrando pela pele do animal. Deve ter, portanto, mecanismos eficientes para eliminar esse sal. Parte dele é eliminada pelos rins. Outra parte é eliminada pelas células secretoras de sal localizadas nas brânquias (Figura 61) (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Esses peixes são dioicos, com fecundação externa ou interna e desenvolvimento indireto (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). 6.2.4 Ecologia Peixes pulmonados nem sempre podem permanecer longos períodos fora da água. É o que ocorre com a espécie australiana que inclusive utiliza brânquias para a respiração. Entretanto, o peixe pulmonado africano vive em lagos e rios que podem secar no verão das savanas. Quando isso ocorre, esses peixes cavam o fundo feito de lama e produzem um muco grosso que os protege como se fosse um casulo para que possam resistir à época de dificuldade (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Embora seus ancestrais do Período Devoniano fossem de água doce, o celacanto moderno é um peixe marinho de águas profundas encontrado na costa da África do Sul e da Indonésia (HICKMAN JUNIOR; ROBERTS; LARSON, 2004). Latimeria habita desde recifes de coral até profundidades de 400 metros (KARDONG, 2011). Unidade II 80 Resumo O grupo de vertebrados que atingiu maior sucesso evolutivo foi o dos gnatostomados, ou seja, vertebrados com mandíbula. Isso não é à toa. O surgimento da mandíbula representou um grande avanço na maneira pela qual os vertebrados interagiam entre si e com o ambiente. Diversas funções, como caçar, morder, cortar, cavar etc., foram facilitadas pelo surgimento dessa característica. Essa característica surgiu cedo na evolução dos vertebrados e permitiu que ainda no início da Era Paleozoica já surgissem os primeiros peixes com mandíbulas. Todos os peixes com mandíbula surgiram de ancestrais ágnatos. Entre os peixes com mandíbulas, observa‑se uma divisão bem clara, com relação à composição do esqueleto. Existem os peixes com esqueleto cartilaginoso (condrictes) e os peixes com esqueleto ósseo (actinopterígios e sarcopterígios). Linhagens extintas dos primeiros gnatostomados referem‑se a placodermes e acantódios. Além deles, outro grupo antigo corresponde aos peixes cartilaginosos, chamados de condrictes. Foram mais abundantes e diversificados no passado e hoje estão representados pelos elasmobrânquios (tubarões e raias) e pelos holocéfalos (quimeras). Os condrictes correspondem a animais marinhos (em sua maioria) com esqueleto predominantemente cartilaginoso. As nadadeiras peitorais e pélvicas são pares, e o corpo é coberto por pequenas escamas resistentes chamadas de placoides. Surgindo a partir dos extintos acantódios, estão os peixes ósseos. Podem ser divididos em dois grupos, com base na morfologia de suas nadadeiras. O grupo dos peixes com nadadeiras raiadas é chamado de actinopterígios, e o grupo com nadadeiras lobadas é chamado de sarcopterígios. O primeiro corresponde à esmagadora maioria dos peixes ósseos atuais, com uma história riquíssima desde o Período Devoniano. São animais que ocupam os mais diferentes ambientes aquáticos, exibindo formas e funções bem diversificadas. O segundo grupo, apesar de menos representado hoje, possui grande relevância evolutiva, pois contém o ancestral que provavelmente tenha dado origem aos vertebrados chamados de tetrápodes. PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 81 Nos sarcopterígios, chamam a atenção suas nadadeiras lobadas com forte estrutura óssea e muscular que permite aos seus representantes se apoiarem e se moverem pelo fundo dos rios e lagos. É o grupo que reúne, também, os peixes pulmonados, dotados de modificações importantes para a respiração fora da água. Unidade II 82 Exercícios Questão 1. (UEPB, 2006) Alfredo Sherwood Romer (1967), zoólogo norte‑americano, propôs que “talvezo maior de todos os avanços na história dos vertebrados tenha sido o desenvolvimento de mandíbulas e consequentemente revolução no modo de vida dos gnatostomata”. Com base no texto anterior, considere as proposições que seguem. I – As mandíbulas são utilizadas para escavar galerias, para transportar seixos e vegetação para ninhos e para agarrar parceiros durante a corte e os filhotes durante o cuidado parental. II – Os cordados gnatostomados não podem alimentar‑se por filtração e/ou sucção na captura de animais pequenos. III – Os ágnatos têm vantagens em relação aos gnatostomados quanto à obtenção de alimento. IV – Os cordados com mandíbulas permitiram uma variedade de novos comportamentos alimentares, incluindo a capacidade de agarrar firmemente objetos, possibilitando ao animal cortar o alimento em pedaços. Assinale a alternativa correta: A) Apenas as proposições I e II estão corretas. B) Apenas as proposições III e IV estão corretas. C) Apenas a proposição I está correta. D) Todas as proposições estão corretas. E) Apenas as proposições I e IV estão corretas. Resposta correta: alternativa E. Análise das afirmativas I – Afirmativa correta. Justificativa: as mandíbulas se articulam na boca e são utilizadas para escavar galerias, capturar alimentos, ajudar na mastigação, transportar seixos e vegetação para ninhos, cavar buracos, além de agarrar parceiros durante a corte e os filhotes durante o cuidado parental. II – Afirmativa incorreta. Justificativa: os cordados gnatostomados possuem boca e mandíbula, portanto podem alimentar‑se por filtração e/ou sucção na captura de animais pequenos. PRINCÍPIOS DE ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS 83 III – Afirmativa incorreta. Justificativa: os ágnatos têm desvantagens em relação aos gnatostomados por não possuírem mandíbulas. IV – Afirmativa correta. Justificativa: as mandíbulas permitiram mais vantagens na evolução do comportamento alimentar dos gnatostomados. Questão 2. Leia o texto a seguir. Peixes ósseos (Osteichthyes) Figura 62 – Pirarucu, o maior peixe de ambientes fluviais Os peixes ósseos apresentam diversas características que os distinguem dos cartilaginosos, como presença de um endoesqueleto ósseo e de escamas flexíveis, respiração por meio de brânquias e bexiga natatória. Habitam todos os tipos de ambiente aquático e têm grande valor ecológico (são importantes consumidores das teias tróficas aquáticas) e econômico (são bastante utilizados na alimentação e na recreação por meio da pesca amadora). Disponível em: https://bit.ly/3ukRtw6. Acesso em: 29 nov. 2022. Com base na leitura e nos seus conhecimentos, avalie as afirmativas. I – Os peixes ósseos e os peixes cartilaginosos apresentam diferenças em relação aos seus esqueletos e às suas brânquias. II – O coração dos peixes ósseos apresenta cinco cavidades: um átrio, duas aurículas e dois ventrículos. III – Embora tenham expressivas dificuldades adaptativas aos diferentes tipos de ambiente aquático, os peixes ósseos têm valor ecológico e valor econômico. Unidade II 84 É correto o que se afirma em: A) I e II, apenas. B) II e III, apenas. C) I e III, apenas. D) I, apenas. E) I, II e III. Resposta correta: alternativa D. Análise das afirmativas I – Afirmativa correta. Justificativa: segundo o texto, “os peixes ósseos apresentam diversas características que os distinguem dos cartilaginosos, como presença de um endoesqueleto ósseo e de escamas flexíveis, respiração por meio de brânquias e bexiga natatória”. Os peixes cartilaginosos têm esqueleto totalmente formado por cartilagem. Os peixes ósseos têm esqueleto basicamente formado por ossos. Em relação às brânquias, os peixes ósseos apresentam uma membrana que recobre as fendas branquiais. Já os peixes cartilaginosos apresentam brânquias expostas. II – Afirmativa incorreta. Justificativa: o coração dos peixes ósseos apresenta duas cavidades: uma aurícula e um ventrículo. III – Afirmativa incorreta. Justificativa: segundo o texto, os peixes ósseos “habitam todos os tipos de ambiente aquático e têm grande valor ecológico […] e econômico”.