Vertebrados - Etimologia - Características - Sistema esquelético - Sistema nervoso - Sistema circulatório - Sistema digestório - Rins - Reprodução - Tegumento - Origens e Evolução - Classificação - Referências - Biologia - Trabalhos Escolares - ZOOLOGIA



Vertebrados

Ocorrência: Cambriano - Recente

Organismos individuais de cada grande grupo de vertebrados. No sentido horário, começando do canto superior esquerdo:
Salamandra-de-fogo, Crocodilo-de-água-salgada, Casuar do Sul, Rhynchocyon petersi, Peixe-lua

Classificação científica
Domínio: Eukaryota
Reino: Animalia
Superfilo: Deuterostomia
Filo: Chordata
Subfilo: Vertebrata
Cuvier, 1812
Classes
Infrafilo Agnatha

†Pteraspidomorphi
Cephalaspidomorphi ou Petromyzontida
Infrafilo Gnathostomata

†Placodermi
Chondrichthyes
†Acanthodii
Superclasse Osteichthyes

Sarcopterygii
Actinopterygii
Superclasse Tetrápode

Amphibia
Reptilia
Aves
Mammalia

Os vertebrados (Vertebrata) constituem um subfilo de animais cordados, compreendendo os ágnatos, peixes, anfíbios, répteis, aves e mamíferos. Caracterizam-se pela presença de coluna vertebral segmentada e de crânio que lhes protege o cérebro1 .

Outras características adicionais são a presença de um sistema muscular geralmente simétrico (a simetria bilateral é também uma característica dos vertebrados) e de um sistema nervoso central, formado pelo cérebro e pela medula espinal localizados dentro da parte central do esqueleto (crânio e coluna vertebral).

Foram encontrados vestígios dos vertebrados até ao período Siluriano (há 444 a 409 milhões de anos).


Etimologia

A palavra vertebrado vem do latim, vertebratus, com vértebras (Plínio).2 .

Características

Sistema esquelético

O esqueleto interno que define os vertebrados é formado por cartilagem, osso ou, na maior parte dos casos, por estes dois tecidos, e consiste no crânio, na coluna vertebral e em dois pares de membros, embora em alguns grupos, como as cobras e as baleias, os membros estejam ausentes ou apenas na forma vestigial. O esqueleto dá suporte ao organismo durante o crescimento e, por essa razão, a maioria dos vertebrados são de maiores dimensões que os invertebrados. A presença de um crânio também possibilitou o desenvolvimento do cérebro, pelo que os vertebrados têm maior capacidade de se adaptar ao meio ambiente e até de o modificar (ver por exemplo, o caso dos castores que constroem verdadeiras represas).

Possuem elementos endoesqueléticos metametricamente dispostos flanqueando a medula espinhal. Primitivamente existem dois pares destes elementos em cada metâmero bilateralmente: os interdorsais e os basidorsais. Nos Gnathostomata, existem dois pares adicionais ventralmente ao notocórdio: os interventrais e os basiventrais. Estes elementos chamam-se arcualia podendo fundir-se a uma calcificação do notocórdio, o centrum. Este conjunto é a vértebra, e o conjunto formado por todas as vértebras é a coluna vertebral.

A coluna vertebral juntamente com os membros suportam a totalidade do corpo dos vertebrados. Este suporte facilita a movimentação. O movimento consegue-se normalmente com a acção dos músculos que se encontram ligados directamente aos ossos ou cartilagens. A forma geral do corpo dos vertebrados é determinada pelos músculos. A pele recobre as estruturas internas do corpo dos vertebrados e serve, por vezes, de estrutura de suporte para elementos de protecção, como as unhas ou pêlos. As penas estão também ligadas à pele.

O tronco dos vertebrados é oco abrigando os órgãos internos. O coração e sistema respiratório estão protegidos no tronco. O coração localiza-se atrás das guelras, ou quando existem pulmões, entre eles.

Sistema nervoso

O sistema nervoso central dos vertebrados consiste no cérebro e na medula espinal protegidos, respectivamente, pelo crânio e pela coluna vertebral. Nos vertebrados "inferiores" o cérebro controla principalmente o funcionamento dos órgãos sensoriais. Nos vertebrados "superiores", o tamanho do cérebro relativamente ao do corpo é maior, o que permite uma troca de informação mais intensa entre as diferentes partes do mesmo e com o meio ambiente. Os nervos da medula espinhal estendem-se à pele, órgãos internos e músculos. Alguns nervos ligam-se directamente ao cérebro como no caso dos ouvidos e dos olhos.

Os órgãos da audição têm um componente especial, o sistema sensório lateral, que foi perdido na maioria dos craniatas terrestres (Amniota). Consiste em fibras nervosas laterais derivadas do nervo auditivo e mecanorreceptores superficiais, os neuromastos, que se alojam em fossas ou canais na superfície da cabeça e estendem-se pelo corpo nos vertebrados. Verdadeiros neuromastos, contudo, parecem ser exclusivos dos vertebrados, nunca tendo sido observados nos ciclóstomos (lampreia).

Sistema circulatório

O sistema circulatório dos vertebrados, também designado sistema cardiovascular, é fechado, sendo o sangue impulsionado através de um sistema contínuo de vasos sanguíneos.

Este sistema tem várias funções como:

Transporte de nutrientes do tubo digestivo a todas as células.
Transporte do oxigénio.
Remoção de excreções resultantes do metabolismo celular para os órgãos em que são eliminadas.
Defesa do organismo contra corpos estranhos.
Contributo para distribuição do calor metabólico no organismo
Sistema digestório

O sistema digestório dos Craniata é composto por boca e cavidade oral, faringe, esófago, intestino e ânus. O estômago desenvolve-se nos Gnathostomata e em alguns vertebrados fósseis sem mandíbula. Todos os craniados têm um pâncreas, (órgão anexo ao sistema digestório) que produz enzimas digestivas e hormônios insulina e glucagon, que regulam o nível de glicose no sangue. O pâncreas ancestralmente disseminava-se pela parte anterior do intestino, mas veio mais tarde a diferenciar-se.

Todos os craniados e cefalocordados têm um fígado ou órgão hepático com várias funções, incluindo armazenamento de nutrientes e produção de emulsificantes de gorduras (bile ou bílis).

O fígado dos tubarões é especial porque, na ausência de uma bexiga natatória, os óleos nele acumulados são os responsáveis por controlar sua densidade. O fígado de tubarão é imenso em relação ao corpo chegando a ocupar quase metade do volume do corpo além de ser considerado uma iguaria culinária no oriente.

Rins

Os rins são os principais órgãos excretores dos vertebrados desempenhando um papel fundamental no equilíbrio hidro-electrolítico. Embora os rins variem muito de forma, tamanho e posição entre as espécies, são sempre constituídos por unidades básicas funcionais, os nefrónios. Cada nefrónio é um túbulo praticamente microscópico que processa um filtrado do sangue (sem eritrócitos e macromoléculas). O filtrado é processado por secreção seletiva e reabsorção de materiais para produzir um produto de excreção (geralmente chamado urina) que contém desperdícios nitrogenados e outros materiais. Túbulos renais longos e estruturalmente complexos ocorrem somente nos vertebrados.

Reprodução

A biologia reprodutiva dos craniatas é altamente diversificada. A maioria das espécies apresenta dois sexos (macho e fêmea), em que nos primeiros, as gónadas se chamam testículos e, nas fêmeas, ovários. Nos vertebrados mais simples, o esperma é depositado directamente no celoma e depois passa para o exterior através de um poro. Nos Gnathostomata, contudo, os testículos abrem em ductos, em que o esperma passa através dos ductos excretórios.

O dimorfismo sexual externo pode variar de inexistente a extremo. Existem alguns peixes que são por natureza hermafroditas. Em certas espécies hermafroditas os indivíduos são "protoginosos," i.e. funcionam primariamente como fêmeas que se podem vir a transformar posteriormente em machos funcionais. Noutras espécies existe a sequência oposta de troca de sexos – "protandrosos". Existem poucas espécies de peixes "só fêmeas", anfíbios e lagartos nos quais as mães produzem apenas crias femininas. Em muitas destas espécies, a ligação com machos de espécies relacionadas é necessária para desencadear o desenvolvimento do ovo, mas os pais não contribuem para a perpetuação genética das linhagens, só fêmeas.

Entre os craniados machos e fêmeas mais típicos existe um largo espectro de modalidades reprodutivas. A maioria das espécies de peixes e anfíbios são ovíparos (põem ovos) com posterior fertilização dos ovos pelo esperma do macho. Outros peixes, anfíbios, muitos répteis, todos as aves e os mamíferos monotremos (ornitorrincos e papa-formigas espinhosos da Austrália) são também ovíparos mas a fertilização é interna. Em oposição temos as espécies vivíparas nas quais a fertilização é obrigatoriamente interna e as crias desenvolvem-se no aparelho reprodutivo materno. Nestes, a mãe tem de prover alguma forma de nutrição ao embrião (seja a gema no ovo ou através do sangue através das membranas placentárias permeáveis). Os vivíparos têm mecanismos para trocas gasosas e remoção de detritos embriónicos. A viviparidade evoluiu de muitas formas nos craniados.

Tegumento

O corpo dos vertebrados é constituído pelo tegumento ou pele, formado por duas camadas: epiderme (externa), e derme(interna). Nessas camadas são formados vários anexos, como penas, pelos, garras, unhas, escamas e outros.

Nas aves e nos mamíferos existe, logo abaixo da derme, uma terceira camada, a hipoderme, também chamada de panículo adiposo. A hipoderme é uma camada de gordura relacionada com a homeotermia, ou seja, a manutenção da temperatura do organismo.

Origens e Evolução

Os fósseis mais antigos de vertebrados foram encontrados em Chengjiang, na China e foram datados do início do Câmbrico; eram animais pequenos e alongados, possivelmente aquáticos, com vértebras rudimentares. A grande radiação dos vertebrados parece ter surgido durante o Ordoviciano, há cerca de 450 milhões de anos, mas os fósseis desse período são escassos. Os fósseis do Silúrico, há cerca de 400 milhões de anos, já são mais abundantes e mostram uma grande variedade de peixes sem maxilas, embora já comecem a aparecer os Gnathostomata. A fase final do Devónico ofereceu os primeiros tetrápodes e há cerca de 330 milhões de anos aparecem os primeiros anfíbios. Os amniotas mais antigos, possíveis ancestrais dos répteis, aves e mamíferos, apareceram no início do período Pensilvaniano e dominaram o Mesozoico e o Cenozoico3 .

Classificação

Classificação segue Janvier (1981, 1997), Shu et al. (2003), e Benton (2004).4

Subfilo Vertebrata
(clado não-classificado) Hyperoartia (lampréias)
Classe †Conodonta
Subclasse †Pteraspidomorphi
Classe †Thelodonti
Classe †Anaspida
Classe †Galeaspida
Classe †Pituriaspida
Classe †Osteostraci
Infrafilo Gnathostomata (vertebrados com mandíbula)
Classe †Placodermi (Peixes com uma carapaça pesada do período paleozóico)
Classe Chondrichthyes (peixes cartilaginosos)
Classe †Acanthodii (Peixes mandibulados primitivos)
Superclasse Osteichthyes (peixes ósseos)
Classe Actinopterygii (peixes com nadadeiras raiadas)
Classe Sarcopterygii (peixes com nadadeiras lobadas)
Subclasse Coelacanthimorpha (celacanto)
Subclasse Dipnoi (peixes pulmonados)
Subclasse Tetrapodomorpha (ancestral to tetrapódes)
Superclasse Tetrapoda (vertebrados com quatro patas)
Classe Amphibia (anfíbios)
Series Amniota (com âmnion)
Classe Sauropsida (répteis e aves)
Classe Aves (aves)
Classe Synapsida (répteis semelhantes à mamíferos)
Classe Mammalia (mamíferos)
Referências

- Pough FH, Janis CM, Heiser JB (2004) Vertebrate Life. Benjamin Cummings, London
- Douglas Harper, Historian. vertebrate. Online Etymology Dictionary. Dictionary.com..
- Shu, D.-G., Conway Morris, S, Han, J., Zhang, Z-F., Yasui, K., Janvier, P., Chen, L., Zhang, X.-L., Liu, J.-N., Li, Y. and Liu, H.-Q. (2003) Head and backbone of the Early Cambrian vertebrate Haikouichthys. Nature, 421, 526-9. citados pelo Museu de Paleontologia da Universidade da Califórnia, Berkeley (em inglês) acessado a 18 de maio de 2009
- Benton, Michael J.. Vertebrate Palaeontology. Third Edition ed. [S.l.]: Blackwell Publishing, 2004-11-01. 455 pp. p. ISBN 0632056371/978-0632056378

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