ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS

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1 ZOOLOGIA DE VERTEBRADOS CURSO: Ciências Biológicas 3º Ano 2º semestre 3ª Aula 1ª Parte Vivendo na água (Ministrante: Profa. Dra. Virginia S. Uieda) Professores Responsáveis: Virgínia Sanches Uieda (Integral) e Wilson Uieda (Noturno) Departamento de Zoologia - IB/UNESP/Botucatu

2 VERTEBRADOS AQUÁTICOS Considerando que: Os vertebrados se originaram no mar e a maioria nunca deixou o ambiente aquático A água cobre 73% da superfície da Terra, com grande diversidade de ambientes aquáticos Existem cerca de espécies de peixes com adaptações para todos estes habitat. É possível entender que esta enorme diversidade de espécies, com diferentes adaptações, ou seja, cada uma com suas características próprias, tenham adaptações comuns à vida na água.

3 CARACTERÍSTICAS DO MEIO AQUÁTICO Água e Ar São fluidos com propriedades distintas Gravidade Resistência Concentração de oxigênio Capacidade e Condutividade calórica Capacidade de Condutividade elétrica Embora cada clado de vertebrado aquático tenha resolvido os desafios ambientais de formas distintas, as especializações básicas para a vida na água são as mesmas

4 Água 18 vezes mais viscosa do que o ar Forma hidrodinâmica na água (forma de gota) influencia no formato cria grande resistência influencia na respiração reflete no modelo de fluxo de bombeamento Ventilação rítmica no ar Fluxo unidirecional na água Água 800 vezes mais densa do que o ar influencia no esqueleto de sustentação influencia no tamanho efeito da gravidade Esqueleto menos pesado na água (flutuabilidade neutra) Podem crescer mais na água (efeito menor da gravidade)

5 Água com calor específico vezes maior maior estabilidade térmica Regime térmico mais estável na água Água com condutividade calórica 24 vezes maior boa condutora de calor Temperatura varia pouco de um local para outro na água Ambiente terrestre com um mosaico de temperaturas

6 Água com menos oxigênio (50 contra 209 ml/l) modelo de ventilação metabolismo Fluxo unidirecional na água Ventilação rítmica no ar Água boa condutora de eletricidade detectar presença de outros animais táticas defensiva ou ofensiva Animais terrestres não podem utilizar a eletricidade desta forma

7 VIDA NA ÁGUA Modificações estruturais e funcionais para adaptação em um ambiente com características diferentes Locomoção Reduzir a resistência ao atrito Reduzir a ação da gravidade Órgãos dos sentidos Olfato, audição, visão Eletro-recepção Respiração e Circulação Melhorar a eficiência respiratória Pressão sanguínea Gasto metabólico Reprodução Tipo de fecundação Proteção aos ovos Tipo de desenvolvimento

8 ADAPTAÇÕES ÀS CONDIÇÕES AQUÁTICAS Modo de Locomoção Peixes Ondulações laterais do tronco e da cauda Contração e relaxamento de músculos antagônicos Problema a solucionar = neutralizando a gravidade Problema a solucionar = redução do atrito

9 Neutralizando a gravidade Soluções: 1. Criar forças de ascensão e impulso com as nadadeiras Soluções: 2. Aumentar a flutuabilidade com bexiga natatória (maioria dos peixes ósseos) e reserva de óleo (peixes cartilaginosos) Bexiga = 5% do volume corpóreo nos marinhos e 7% na água doce. Fígado com óleo = até 25% da massa corpórea.

10 Reduzindo o atrito Soluções: Diminuir a resistência com formato hidrodinâmico e muco Corpo fusiforme

11 ADAPTAÇÕES ÀS CONDIÇÕES AQUÁTICAS Recebendo estímulos do ambiente Problema a solucionar = a luz é absorvida e espalhada pela grande quantidade de partículas em suspensão (maior viscosidade), tornando os objetos invisíveis. Solução: Visão limitada é complementada com outros sentidos olfato audição eletro-recepção químico mecânico elétrico

12 Olfato Estímulos químicos = órgãos olfatórios (narinas) e receptores químicos na boca e ao redor da cabeça que detectam substâncias solúveis Narinas não comunicadas com a cavidade bucal

13 Estímulos mecânicos = ouvido interno e sistema da linha lateral Audição Células ciliadas implantadas em canais ou depressões na pele (neuromastos). Se abrem na superfície do corpo através de poros. Ouvido interno detecta alterações de gravidade, de velocidade e direção do movimento

14 Estímulos elétricos Percebendo campos elétricos = eletro-recepção Peixes cartilaginosos com células especializadas (Ampolas de Lorenzini) para localizar presas e navegar. Toda atividade muscular gera um potencial elétrico.

15 Gerando descargas elétricas = eletrogênese Poraquê pode gerar até 600 volts!! Tecidos musculares modificados, sem capacidade de contração, geram uma corrente de íons.

16 ADAPTAÇÕES ÀS CONDIÇÕES AQUÁTICAS Eletrogênese e eletro-recepção Arranjos de eletrócitos também estão presentes em diversas espécies de peixes que não produzem choques elétricos. Nestes peixes as descargas são muito pequenas (descargas pulsantes) para serem diretamente defensivas ou ofensivas. Eletroreceptores localizados no tegumento (neuromastos modificados) são usados para eletro-locação (localização de alimento em águas turvas). A eletrogênese e a eletro-recepção não são restritas a um único grupo de vertebrados aquáticos. Eletrogênese principalmente em peixes de água doce tropicais.

17 Fonte: Pough et al., 2003

18 ADAPTAÇÕES ÀS CONDIÇÕES AQUÁTICAS Obtendo oxigênio da água - respiração Água com baixo conteúdo de oxigênio e muito viscosa = difícil de movimentar Fluxo unidirecional Bombeamento muscular Sistema de contra-corrente

19 ADAPTAÇÕES ÀS CONDIÇÕES AQUÁTICAS Ajustando a temperatura metabolismo Deixando descendentes reprodução Temperatura da água mais estável do que do ar Mais fácil manter a temperatura corpórea constante, desde que seja similar à da água ECTOTERMIA NÃO É UM PROBLEMA Propício para encontro de gametas, desenvolvimento de ovos e larvas Fecundação externa muitos gametas Ovos pequenos, sem proteção, numerosos Estágio larval com alimento disponível