Unidade 9B Classe Aves Sistemática e Evolução. Prof. Marcio Frazão Zoologia dos Vertebrados

Transcrição

1 Unidade 9B Classe Aves Sistemática e Evolução Prof. Marcio Frazão Zoologia dos Vertebrados

2 Sistemática Subclasse Saurirae Infraclasse Archaeornithes primeiras aves (Archaeopteryx e Confuciornis) 2 ordens extintas várias características reptilianas, maxilas com dentes. Infraclasse Enantiornithes aves dominantes no Mesozóico 7 ordens extintas maxilas com dentes. Subclasse Ornithurae Infraclasse Odontornithes aves marinhas sem asas (Hesperornis) 1 ordem extinta possuiam dentes. Infraclasse Neornithes aves amodernas Superordem Paleognathae aves com palato primitivo, a maioria não voa (kiwi, ema, inhambu) 5 ordens atuais. Superordem Neognathae aves com palato moderno, 99% das aves atuais 27 ordens atuais.

3 Sistemática Archaeo rnithes Enantior nithes Odontorni thes Paleognat hae Neognath ae

4 Infraclasse Archaeornithes ( ) Archaeopteryx lithographica

5 Infraclasse Neornithes Superordem Odontornithes ( ) Aves marinhas com dentes e sem asas: Hesperornis,

6 Infraclasse Neornithes Superordem Paleognathae Ordem Rheiformes Ordem Struthioniformes Ordem Tinamiformes Ordem Casuariiformes Ordem Apterygiformes Ordem Aepyornithiformes ( ) Ordem Dinornithiformes ( )

7 Filogenia dos Neognathae

8 Tipos de deslocamento aéreo 1) Paraquedismo ( parachuting ) não existem estruturas especializadas o deslocamento para frente. Ocorre apenas a redução da velocidade da queda.

9 Tipos de deslocamento aéreo 2) Planagem ( gliding ) existem estruturas especializadas (aerofólios ou membranas) para o deslocamento para frente. A energia do vôo é obtida pela gravidade. O animal não consegue ganhar altitude. Há grau limitado de controle da direção e da descida.

10 Tipos de deslocamento aéreo O vôo verdadeiro implica em capacidade de decolar com o uso da própria energia do animal. Permite alta capacidade de controle de direção. 3) vôo batido ( flight ) mais complexo e com maior consumo de energia. As asas são movidas para cima e para baixo, com mudanças de inclinação que alteram os vetores de força resultantes e impulsionam e direcionam a ave. A cauda ajuda na sustentação e equilíbrio do vôo. A maioria das aves voa desta forma.

11 Desenhos a partir de fotografias em alta velocidade, mostrando torção e abertura das primárias durante vôo batido.

12 Tipos de deslocamento aéreo 4) vôo planado ( soaring ) trata se de vôo lento e econônico, em que asas grandes permanecem paradas, apenas dando sustentação ao movimento. A altitude aumenta por meio de manobras circulares em correntes ascendentes de ar quente (ascensão estática urubus e gaviões, asas largas) ou devido a diferenças na velocidade do ar com o aumento da altitude (ascensão dinâmica gaivotas e fragatas, asas longas e estreitas, grande manobrabilidade).

13 Tipos de deslocamento aéreo 5) vôo pairado ou cernido ( hovering ) custo altíssimo. Beija flores conseguem pairar no ar, invertendo o movimento das asas ( voando para trás ) em frente às flores das quais se alimentam, mantendo seu corpo praticamente na vertical. Algumas aves (gaviões, martim pescador) realizam movimento semelhante ( peneirar ) a uma altura considerável enquanto localizam sua prováveis presas, que buscarão capturar em mergulhos rápidos.

14 Vôo e características da asa Coeficiente de proporcionalidade ( aspect ratio ) Carga da asa ( wing loading )

15 Tipos de asas A) asas de planeio dinâmico alto coeficiente de proporcionalidade (longas e estreitas). Ex:aves marinhas (albatrozes e atobás). B) asas elípticas arqueadas, características de aves de floresta, que precisam realizar manobras bruscas para desviar de obstáculos. Maior manobrabilidade e vôo lento. Ex. faisão; C) asas de alta velocidade ponta afilada, perfil achatado, aves que se alimentam no ar, migram ou precisam suportar grande carga nas asas, como mergulhos velozes. Maior manobrabilidade e vôo rápido. Ex: andorinhas; D) asas de planeio estático coeficiente de proporcionalidade intermediário, arqueada, com fendas. Ex. urubus, águias, cegonhas

16 História evolutiva Origem: répteis diapsidas (infraclasse Archosauria). O grupo específico de arcosauros que deu origem às aves é motivo de acalorado debate: Maniraptores Dinossauros saurísquios, terópodes (bípedes carnívoros pequenos), pescoço em S, escamas epidérmicas, fúrcula. Esta é a hipótese aceita pela maioria dos dinosaurólogos, particularmente aqueles ligados à escola cladista. Eram formas cursoriais. Arcosauros basais Primeiros arcosauros. Incluiam formas cursoriais e arborícolas. Esta é a hipótese aceita pela maioria dos ornitólogos, particularmente aqueles ligados à sistemática tradicional. Surgiram no Jurássico superior Archaeopteryx (Alemanha) e Confuciornis (China). No Cretáceo, as aves Enantiornithes sofreram uma primeira irradiação (diversificação), aprimorando a capacidade de vôo. Extinção da maioria dos grupos no final do Cretáceo no Cenozóico, nova irradiação evolutiva deu origem à maioria das ordens e famílias modernas (Paleognathae e Neognathae). os passeriformes surgiram no Mioceno (clima seco, muitas savanas).

17 História evolutiva

18 Primeiras aves Archaeopteryx lithographica

19 Primeiras aves Archaeopteryx lithographica Ave mais antiga conhecida. Apenas 6 indivíduos conhecidos (3 completos, 2 incompletos e 1 pena) Reconstrução artística

20 A dinossauro B Archaeopteryx C ave moderna

21 Primeiras aves Archaeopteryx lithographica Comparação de características de dinossauros, Archaeopteryx e aves modernas: Dinossauros Archaeopteryx Aves modernas membros anteriores braços asas asas cauda longa longa curta com vértebras fundidas extremidade do membro mão com garras mão com garras carpo e metacarpo fundidos pélvis não fundida não fundida sem sinsacro fundida sinsacro dentes ausentes presentes presentes fúrcula ausente presente presente esterno ósseo ausente ausente presente

22 Origem do vôo Atualmente há um intenso e ácido debate a respeito da evolução do vôo: Hipótese arbórea ( Tree down ): o ancestral era um animal arborícola que planava de uma árvore para outra, como alguns grupos de animais fazem hoje em dia. Defensores: ornitólogos da escola sistemática tradicional. Ancestrais das aves: arcosauros basais Hipótese terrestre ( ground up ): mais aceita. O precursor seria um bípede especializado carnívoro/insetívoro, cujas asas serviriam para a captura de presas e para estabilizar a locomoção rápida. Defensores: dinosaurólogos da escola cladista. Ancestrais das aves: dinosauros maniraptores

23 Origem do vôo Hipótese terrestre (ground up) Ancestrais das aves: maniraptores (dinosauros terópodes) Estágios intermediários: dinosauros cursoriais com penas Pontos a favor Pontos contra Sequência hipotética de formas de trasição entre os dinosauros e as aves modernas, segundo a hipótese terrestre

24 (a) As aves ancestrais eram predadores bípedes corredores que capturavam insetos com os membros anteriores com escamas. (b) O aumento dessas escamas (transformadas em penas) nas mãos e cauda teria melhorado a estabilidade e capacidade de captura de insetos.

25 Origem do vôo Hipótese arbórea (tree down) Ancestrais das aves: arcosauros basais. Estágios intermediários: répteis com penas planadores Pontos a favor Pontos contra

26 A planagem é um modo de locomoção de baixo custo.

27 Hipótese arbórea (tree down) Prováveis estágios intermediários (hipotéticos) na evolução do vôo.

28 Proavis ancestral arbóreo hipotético das aves segundo a hipótese arbórea

29 Como vivia o Archaeopteryx? Aves que caminham no chão ( cursoriais ) e aves que empoleiram em árvores ( arborícolas ) possuem garras com formas diferentes. Ave cursorial Ave que se empoleira

30 Como vivia o Archaeopteryx? A forma das garras curvas do Archeopteryx sugere que a primeira ave era arborícola

31 Como vivia o Archaeopteryx? O Archaeopteryx voava ou planava? Penas da asa com forma assimétrica indicam uma função aerodinâmica. Esterno sem quilha sugere que a musculatura de vôo era pouco desenvolvida.

32 Origem do vôo Fatos Posição do Archaeopteryx em um cladograma Análises cladísticas sugerem que as aves divergiram a partir de dinosauros maniraptores

33 Origem do vôo Fatos Contando os dedos das mãos... Os dedos das mãos de dinosauros maniraptores (1 2 3) não são homólogos aos dedos das mãos de aves modernas (2 3 4)?

34 Outra hipótese... Alguns dinosauros eram aves? Hipótese da perda da capacidade de vôo (Paul)

35 Ancestrais das aves? Protoavis do Triássico superior do Texas possuia membros longos e esterno com quilha (mais avançado que o Archaeopteryx e 75 milhões de anos mais antigo!). Fóssil muito fragmentado.

36 Ancestrais das aves? Microraptor gui dinossauro (grupo dos maniraptores) arborícola e planador do Cretáceo inferior da China. (mais recente e menos avançado que o Archaeopteryx).