roteiro aula 01(metazoa

Invertebrados – BIZ 0213
Aula 01
Introdução e origem dos Metazoa
Prof. André C. Morandini
Metazoa - definição
Metazoa x Protozoa
animais ulteriores x primeiro animal
Eucariotos móveis, multicelulares (?), heterotróficos
...Maior tamanho, Polarização corpórea (eixo ântero-posterior)
História dos Metazoa
Aristóteles de Stagira (384-322 a.C.)
Sugestão de uma “Scala Naturae” à relacionada ao grau de perfeição
História dos Metazoa
Carolus Linnaeus (1707-1778)
Reino Animalia (Linnaeus, 1735) à do Gr. “Anima”, “alma”
“ANIMALIA organisatione viva, nervis sentiunt, percipiunt, seque ex arbitrio movent motu possibili”
“organização viva, nervos que sentem, percebem, ao seu arbítrio segue os movimentos possíveis”
Reino Plantae (Linnaeus, 1735)
“objetos naturais que crescem, vivem e não sentem”
Reino Mineral (Linnaeus, 1735)
“objetos naturais que crescem, não vivem ou sentem”
1758
4.162 spp em 3 divisões (Vermes, Insecta, Vertebrata)
Essência dos seres, Hierarquia em rankings, Tipologia
Plano Básico metazoário
Simetria
Células funcionalmente especializadas (≠ Protista)
Camadas de células especializadas (= tecidos)
Pelos menos duas (epitelial e conjuntivo)
Epitélio – células juntas formando camada
cobre o corpo ou forra cavidades
com cutícula e lâmina basal
moléculas de adesão celular à integrinas (lâmina basal) e caderinas (entre céls)
geralmente ciliados
Tecido conjuntivo – células soltas em MEC
MEC de diferentes proteínas (colágeno)
Pode formar esqueleto (exo e endo)
Plano Básico metazoário
Reprodução assexuada (clonal)
fragmentação, fissão, brotamento, partenogênese
Reprodução sexuada
espermatozóide e óvulo (fecundação) à zigoto
interna x externa (ambiente)
Embriologia
Quantidade de vitelo (macrolécitos x mesolécitos x microlécitos)
Clivagem holoblástica (total) x meroblástica (região específica)
Clivagem radial x espiral
Gastrulação (início da morfogênese) à Ontogenia
Tipos de Clivagem
Dois tipos básicos: espiral e radial, com variações
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Tamanho
Relação área x volume (A:V)
Aumento de área (r2); aumento de volume (r3)
à importante no desenvolvimento de Metazoa
Difusão à sistema circulatório
Metabolismo à geralmente aumenta com tamanho
animal 10.000 células consome mais que 1 protista
mas produz 10.000 vezes mais energia
Metazoa – propostas filogenéticas
SINAPOMORFIAS
Choanoflagellata
1) anel de microvilosidades formando colarinho
Metazoa
FILOGENIA BASAL DOS METAZOA
Metazoa
Epitheliozoa
Eumetazoa
Choanoflagellata
Triploblastia
Porifera Placozoa Cnidaria Ctenophora Bilateria
Metazoa – propostas filogenéticas
SINAPOMORFIAS
1) multicelularidade (oriunda do zigoto e gastrulação), com diferenciação de células somáticas 2n (p. ex.
relacionadas à função digestiva ou glandular)
2) matriz extra-celular com glicoproteínas da família do colágeno [?PL, ?CH]
3) especialização das células reprodutoras (espermatozoides e óvulos)
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Multicelulares, gonocóricos, (aquáticos?) com células 2n.
Meiose gamética: ovócito e espermatozóide haplóides.
Ovogênese - 1 óvulo + 3 corpúsculos polares.
Espermatogênese - 4 espermatozóides.
Espermatozóide - “cabeça” c/ várias vesículas acrossômicas; “peça intermediária” c/ 4 mitocôndrias
+ 2 centríolos; “cauda” c/ microtúbulos 9x2 + 2.
Fecundação externa, ao acaso. Zigoto diplóide.
Estruturas de adesão entre células.
Matriz extraceluar (MEC) com fibras colágenas.
Clivagem “radial” até a fase de blástula.
Adulto bentônico (= “blastéia” ou “plâcula”)
Cél. somáticas: monociliadas ext. + totipotentes inter.
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Teorias clássicas - origem dos Metazoa
TEORIA SINCICIAL (Hadzi, 1953)
- Protista ciliado multinucleado torna-se bêntico
- Ancestral semelhante a um acelo
Hadzi, J. 1953. An attempt to reconstruct the system of animal classification. Systematic Zoology, 2: 145154.
Teorias clássicas - origem dos Metazoa
TEORIA COLONIAL (Haeckel, 1874)
- Blastéia (protista colonial flagelado, como uma celoblástula) à invaginação à eixo ântero-posterior e
células com funções somáticas e reprodutivas
- Ancestral semelhante a uma plânula (gastréia)
TEORIA COLONIAL MODIFICADA (Metschnikoff, 1883)
- Invaginação é por ingressão e “Gastréia” é sólida
Diversidade Biológica – Metazoa
#
estimativas até 30 ou mesmo 100-200 milhões de espécies de animais
#
10000-13000 espécies descritas / ano
#
necessários 2000 – 8000 anos
#
níveis de extinção cada vez mais elevados
Arthropoda (82%)
Mollusca (7%)
Chordata (3,7%)
Nematoda (1,8%)
Platyhelminthes (1,7%)
Annelida (1,2%)
Cnidaria (0,8%)
Outros 24 filos (0,6%)
Echinodermata (0,5%)
Porifera (0,4%)
Ectoprocta (0,3%)
Origem dos Metazoa
PALEONTOLOGIA
Idade mínima de surgimento dos grupos
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Invertebrados – BIZ 0213
Aula 01
Porifera
Prof. André C. Morandini
Afinal, quem são os Porifera?
# Animais bentônicos, sésseis, e na maioria marinhos
Comuns em costões rochosos, sobre pedras e em fendas
Nome comum = ESPONJAS
Porifera
Latim: porus = poro; ferre = portador
# Organização a nível celular, s/ tecidos verdadeiros, s/ membrana basal
# Presença de sistema de canais, coanócitos
# Exclusivamente aquáticos (marinhos e água doce)
Cerca de 10.000 spp em 3 classes
~344 spp no Brasil
Importância
esponjas de banho à Demospongiae Spongiidae
passado: Flórida (1900: 156 ton, US$ 4/kg), Caribe, Tunísia
hoje à Mediterrâneo à 10% de 1930 (US$ 16-86/kg)
raras espongioculturas
- cadeias tróficas das águas doces à alimento exclusivo de alguns peixes ("cascudo chita" Hipostomus
regania e o "cascudo abacaxi" Megalancystrus aculeatus): Oncosclera navicella
- jazidas de espongilitos (NW SP) à utilização em cerâmicas mais nobres (e.g., ‘chips’ de computador, por
exemplo e, talvez fibras óticas): Oncosclera, Uruguaya, Trochospongilla e Drulia
- defesas de natureza química à compostos tóxicos à podem causar dermatites em seres humanos:
Tedania, Neofibularia
- indicadoras ambientais de poluição: sensíveis a suspensão
- resistentes a hidrocarbonetos e metais pesados
- relacionadas à bioerosão à degradação de conchas e corais (reciclagem de CaCO3) nos recifes
- compostos de interesse comercial (e.g., antibacteriana, antifúngica, antiviral, HIV, antimitótica, antiinflamatória, antitumoral, anti-fouling, citotóxicos)
e.g. à Roche, SeaPharm, PharmaMar, Astra Phamaceuticals, Porifarma
- Avarol (Dysidea avara), Contignasterol (Petrosia contignasta), Spongotimidina (Tectitethya crypta) à
Aciclovir, Cytosar, AZT
Entretenimento infantil com transmissão de conhecimento biológico
Como estão organizados?
Sistema aqüífero e natureza totipotente das células
Parede do corpo
Sistema aqüífero
Entrada e saída de água
Organização do sistema aqüífero
Tipos morfológicos baseados na complexidade do sistema de canais:
Asconóide, Siconóide, Leuconóide, + outros tipos (Sileibide, Solenóide)
Organização do corpo
Asconóide
Limitações ao tamanho
Óstio à à Átrio à à Ósculo
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Organização do corpo
Siconóide
Aumento de área através do dobramento
Diferentes graus de elaboração
Poro dérmico à Canal inalante à Prosópila à
Canal radial (câmara flagelada) à Apópila à Átrio à à Ósculo
Organização do corpo
Leuconóide
Aumento de área através de dobramento adicional
Aumento do número e diminuição das câmaras flageladas
Poro dérmico à Canal inalante à Prosópila à Câmara flagelada à Apópila à Canal exalante à Ósculo
Bombeamento de água
Movimentação da água dependente dos flagelos dos coanócitos
Importante para todas as funções vitais: alimentação, respiração, excreção, reprodução, etc...
Tipos celulares
Porócitos: Cilíndricas, contráteis (circulação de água)
Mesohilo: Matriz gelatinosa protéica + elementos esqueléticos e amebócitos (preenchimento)
Amebócito: Diversos tipos celulares à
a) arqueócitos: céls grandes, móveis, totipotentes (repr. assex e sex., digestão, transporte, excreção
de amônia)
b) colêncitos: fixas (secreção MEC & fibras colágenas)
c) lofócitos: grandes (colágeno fibrilar)
d) espongiócitos: (espongina)
e) esclerócitos: (secreção de espículas de CaCo3 e SiO2)
Pinacócitos: achatadas, freqüentemente sobrepostas, revestimento interno e externo (proteção,
alimentação, fixação por basopinacócitos)
Miócitos (pinacócitos ?, também no mesohilo): células alongadas com fibrilas contráteis de actina e miosina,
agrupadas concentricamente ao redor do ósculo e canais maiores (efetores independentes que não
respondem a estímulos elétricos)
Fisiologia
- Dependente da corrente de água: excreção, alimentação, trocas gasosas
- Ausência de respostas nervosas
Nutrição
- partículas maiores (Ø 5-50 µm): pinacócitos dos canais inalantes ou por arqueócitos amebóides
- partículas menores (<1,5 µm): coanócitos à arqueócitos (digestão em vacúolos digestivos)
endopinacócitos também fagocítica
- Pinocitose de DOM
Exceção
Asbestopluma (Demospongiae Cladorhizidae) cavernas no Mediterrâneo ou grandes profundidades
Reprodução assexuada
- Assexuada: regeneração, formação de brotos, gêmulas
Gêmulas
Massa de arqueócitos, envolvida por amebócitos que secretam espongina e espículas
Comum nas spp. água doce, mas ocorre nas marinhas também
Reprodução sexuada
hermafroditas x dióicas
- Gametas se originam de arqueócitos ou de coanócitos
- Liberação de espermatozóides na água, adentram esponjas
- Desenvolvimento larval no interior do parental ou na água
- Clivagem total (= ou ≠)
- Larva parenquímula e anfiblástula
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Classificação
Bergquist, 1978
Subfilo Cellularia
Classe Calcarea (espículas CaCo3, s/ mega x microscleras,1, 3 ou 4 raios, AS/SI/LE, marinhas)
Classe Demospongiae (espículas silicosas, não com 6 raios, espongina, LE, mar/doce)
Subfilo Symplasma
Classe Hexactinellida (espículas silicosas 6 raios, LE, marinhas)
Ruppert & Barnes, 1994
Classe Calcarea (=Calcispongiae)
Classe Demospongiae + Classe Sclerospongiae
Classe Hexactinellida (=Hyalospongiae)
Ax, 1996
Calcarea
Silicea Demospongea
Hexactinellida
http://acd.ufrj.br/labpor/
Ax, P. 1996. Multicelular animals: a new approach to the phylogenetic order in nature. Vol. I, Springer
Verlag, 225p.
Barnes, R.S.K.; P. Calow; P.J.W. Olive; D.W. Golding & J.I. Spicer, 2008. Os invertebrados. Uma síntese, 2ª
ed. São Paulo, Atheneu Editora, 495p.
Bergquist, P. 1978. Sponges. University of California Press,. 268 p.
Brusca, R.C. & G.J. Brusca, 2007. Invertebrados. Rio de Janeiro, Guanabara Koogan, 968p.
Hooper, J.N.A., 2000. ‘Sponguide’. Guide to sponge collection and indentification. Available on-line at:
http://www.qmuseum.qld.gov.au/organisation/sections/SessileMarineInvertebrates/index.asp
Maldonado, M., 2012. Metazoos. In: Vargas, P. & Zardoya, R. (eds), El árbol de la vida: sistemática y
evolución de los seres vivos. 159-177.
Morandini, A.C.; M.R. Custódio & A.C. Marques, 2016. Phylum Porifera and Cnidaria. In:
Gopalakrishnakone, P. et al. (eds), Marine and freshwater toxins, Dordrecht, Springer, 287-316.
rd
Nielsen, C. 2012. Animal Evolution: interrelationships of the living Phyla. 3 Ed. Oxford University Press,
402p.
Ruppert, E.E.; R.S. Fox & R.D. Barnes, 2005. Zoologia dos invertebrados. Uma abordagem funcionalevolutiva. Roca, 1145p.
Valentine, J.W. 2004. On the origin of phyla. University of Chicago Press, 614p.
Willmer, P. 1990. Invertebrate Relationships. Patterns in animal evolution. Cambridge University Press,
400p.
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