[VERTEBRADOS] Répteis e a Evolução dos Tetrápodas

[Material do caderno + slides + google]

RÉPTEIS

E Evolução dos Tetrapodas

Os répteis tem já uma eficiência na ocupação do ambiente terrestre. Eles não dependem da água na reprodução e habitat, exceto tartarugas, jacarés, etc.

Os tetrápodas tiveram duas irradiações de grande importância:

• Anthracosauria (grupo-irmão dos tetrapodes amniotas)
• Temnospondyli (maior grupo de tetrapodes não-amniotas do paleozóico)

Não amniotas = não possuem âmnio = peixes e anfíbios

A partir dos répteis, já não se há fecundação externa.

Como os répteis resolveram, o problema de perda de água ao migrar ao ambiente terrestre?

1. REVESTIMENTO DO CORPO (pele grossa): impermeabilizar
2. DESENVOLVIMENTO DE RESPIRAÇÃO PULMONAR (sem brânquias)
3. EXCREÇÃO (não dá para excretar amônia - ela é tóxica, precisa ser eliminada pela água -, então anfíbios adultos já começam a excretar uréia ou ácido úrico)

Tabela quanto à toxicidade e a necessidade na eliminação dos compostos. Peixes eliminam mais amônia, porque eles tem água de sobra para fazer essa eliminação. A amônia não pode ficar retida no organismo por muito tempo, então os peixes as excretam toda hora. Já os animais que vão ficar em ambiente terrestre, tem que excretar uréia ou ácido úrico, para evitar perda de água. E bem que esses dois compostos não são tão tóxicos como a amônia, é possível o organismo guardar mais água no ambiente terrestre. Ácido úrico é menos solúvel em água, por isso que a excreção de aves, por exemplo, é mais pastosa.


O que ocorreu a partir dos anfíbios para a eficiência em ocupar ambientes terrestres?

1. LOCOMOÇÃO (deslocamento; fator muito importante para a ocupação): Reforçar tendões, cintura pélvica, etc.
2. FECUNDAÇÃO INTERNA: Ovo com casca e anexos embrionários (âmnio, córion, alantoide) surgiram nos répteis. O vitelo é um anexo embrionário já existente em peixes e anfíbios.

ORIGEM E IRRADIAÇÃO DOS AMNIOTAS

Amniotas = possuem âmnio como anexo embrionário, como répteis, aves e mamíferos

TRAÇOS CRANIANOS EM TRÊS GRUPOS
- Répteis, aves e mamíferos
- Abertura temporal (número de orifícios no crânio)
- Tetrapodas, reptilomorfa, amniota


As fenestrações temporais indicam as ligações evolutivas entre os grupos (p. exemplo: a tartaruga é mais primitiva)

DIAPSIDA:
- Lepidossauria (cobras e lagartos); Lingua bifurcada, pênis bifurcado, muda de pele inteira
- Archosauria (crocodilianos e aves); Muda de pele em fragmentos


A evolução no crânio dos vertebrados possibilitou melhorias nos músculos mandibulares, sendo uma resposta a pressões seletivas associadas com a especialização à dieta insetívora. Essas fossas temporais atuaram sobre os músculos mandibulares fornecendo mais espaço para seu posicionamento e para o alimento, e permitindo alterações na complexidade e orientação.

Os primeiros répteis eram insetívoros.



EVOLUÇÃO DO CRÂNIO DOS VERTEBRADOS

Peixes e tetrápodas amniotas (anfíbios)
- Musculatura simples
- Mordida inercial
Tetrapodas amniotas
- Músculos na posição vertical
- Músculos diferenciados
- Forte pressão da mandíbula


EVOLUÇÃO DOS TETRÁPODAS AMNIOTAS TERRESTRES

1. Diversificação da vegetação no Carbonífero: surgindo nichos ecológicos (habitat + hábitos da espécie) 
2. Evolução dos insetos (importante recurso alimentar)
3. Evolução do mecanismo mandibular à insetívora
4. Evolução de eficiente locomoção terrestre

MODIFICAÇÃO DOS OVOS

Houve uma modificação na estrutura dos ovos. Se tornaram maiores, melhor equipados (mais anexos), e mais protegidos.

• OVO AMNIÓTICO (lagartos e tartarugas): Casca coriácea, flexível; ovo permeável à água. 
• OVO CLEIDÓCO (alguns lagartos, aves e tartarugas): Casca calcárea, rígida; ovo impermeável.

< Ovo Aminiótico

Observar: ANEXOS EMBRIÓNÁRIOS

Composição do ovo amniótico: Embrião, casca, córion, alantoide, vitelo e âmnio.

• CASCA: proteção mecânica, tem poros 
• ALBUMINA: proteção, reserva de água e proteínas
• VITELO: suprimento de energia
• CÓRION E ÂMNIO: proteção
• ALANTÓIDE: armazenamento de excretas; órgão respiratório

MUDANÇAS PARA MELHORIA 

NA OCUPAÇÃO DO AMBIENTE TERRESTRE

• LOCOMOÇÃO
• RETENÇÃO DE ÁGUA
• RESPIRAÇÃO
• ALIMENTAÇÃO 
• REPRODUÇÃO

• LOCOMOÇÃO

Esqueletos e membros:
- Coluna vertebral diferenciada em cinco regiões (mais maleabilidade e movimento)
- Costelas longas (ventilação dos pulmões - pulmões muito desenvolvidos)
- Patas com garras (apoiar no solo); mas alguns sem patas (ex. cobras) com movimentos serpentiformes.
- No caso das tartarugas, os cágados tem membranas interdigitais. Parte superior é a carapaça onde as costelas estão fundidas e a parte inferior do corpo é o plastrão.

• RETENÇÃO DA ÁGUA

Evitar desidratação.
Em comparação aos anfíbios, os amniotas apresentam queratina no tegumento, impermeabilizando a pele.

Os amniotas, por meio de escamas, pêlos ou penas, eles se adaptaram a ambientes mais secos. Os anfíbios fazem respiração cutânea, então a pele não é preparada para ambientes mais secos.

A excreção é um meio de economizar água e evitar menos compostos tóxicos no corpo e os animais terrestres se adaptaram a excretar ureia e ácido úrico, que são menos tóxicos e economizam água.

Todo animal vertebrado produz amônia, ácido úrico e uréia. O fígado é responsável em transformar amônia em ácido úrico, etc.

ANAPSIDAS excretam ácido úrico e uréia
DIAPSIDAS excretam ácido úrico
SYNAPSIDAS excretam uréia

• RESPIRAÇÃO

Amniotas = só pulmonar

Amniotas tem os pulmões bem desenvolvidos, expandidos através de movimentos.

Todo órgão respiratório precisa ser úmido (facilita trocas gasosas) vascularizado (transporte de gases) e fino (oxigênio e gás carbônico entram e saem por difusão).

Ventilação por movimentos das costelas
- Lepidossauria e tartarugas
Ventilação por movimentos de órgãos internos
- Crocodilianos
- Hiperventilam na locomoção

• CIRCULAÇÃO

O coração dos répteis tem 3 cavidades: 2 átrios e 1 ventrículo
Mas no caso dos crocodilianos, eles possuem 4 cavidades - sangue arterial e venoso se misturam fora do coração.

Crocodilianos, aves e mamíferos possuem pequena (coração+pulmão) e grande (coração+tecidos) circulação.

Tartarugas marinhas tem respiração cloacal (cloaca é muito vascularizada).

Circulação de tartarugas e Lepidossauria:
- Circuito sistêmico (alta pressão sanguínea)
- Circuito pulmonar (baixa pressão sanguínea)

• ALIMENTAÇÃO

A maioria dos répteis são carnívoros, sendo que alguns lagartos e os jabutis são herbívoros.
Maioria repõe dentes quando perdidos.
Tartarugas tem bico córneo.

• REPRODUÇÃO

Fecundação interna
Hemipênis
Maioria ovípara
Ovo amniótico

Ovos grandes, bem equipados e enterrados confere mais sobrevivência.

CARACTERÍSTICAS DOS RÉPTEIS

• ÓRGÃOS DOS SENTIDOS

- VISÃO: Pálpebras móveis + membrana nictitante (exceto serpentes e lagartos fossoriais)
- AUDIÇÃO: Membrana timpânica + estribo
- TERMORREGULAÇÃO: fosseta loreal (serpentes Crotalinae)
- QUIMIORRECEPÇÃO: Língua bífida + órgão vômero-nasal (órgão de Jacobson)

• METABOLISMO

ECTOTÉRMICOS = Não regulam a temperatura corporal, então precisam de fonte de energia externa (solar).

MECANISMOS PARA REGULAÇÃO DA TEMPERATURA
- Comportamentais: postura, abrigos; 90% do controle térmico dos répteis é comportamental
- Anatômicos: grande massa corporal
- Fisiológicos: circulação, coloração, respiração

É importante a termorregulação para funcionar o metabolismo, quanto maior a temperatura (cerca de 30-35ºC) o animal pode fazer mais atividades, como digestão e rastejamento.