Anfíbios: características, tipos, sistemas, reprodução - Ciência - 2023

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o anfíbios Eles são uma classe de animais vertebrados que não têm a capacidade de regular a temperatura corporal. A classe é composta por quase 6.000 espécies de sapos, sapos, salamandras e cecílias. Este último grupo não é conhecido popularmente e são anfíbios semelhantes a uma cobra, pois seus membros estão degenerados.

O termo “anfíbio” refere-se a uma das características mais marcantes do grupo: seus dois modos de vida. Os anfíbios geralmente têm um estágio larval aquático e um adulto terrestre.

Portanto, sua reprodução ainda está ligada a corpos d'água. O evento reprodutivo resulta em um ovo que carece das membranas amnióticas, portanto deve ser depositado em lagoas ou em ambientes úmidos. As rãs têm fertilização externa e as salamandras - e provavelmente cecílias - têm fertilização interna.

A pele dos anfíbios é muito fina, úmida e glandular. Algumas espécies apresentam modificações para a produção de veneno para se defenderem de possíveis predadores. Embora algumas espécies tenham pulmões, em outras eles foram perdidos e a respiração ocorre inteiramente através da pele.

Encontramos anfíbios em uma ampla diversidade de ecossistemas, em regiões tropicais e temperadas (com exceção de ilhas oceânicas).

A herpetologia é o ramo da zoologia responsável pelo estudo dos anfíbios - e também dos répteis. O profissional que se desenvolve profissionalmente nessa ciência é conhecido como herpetólogo.

Caracteristicas

Características ósseas

Os anfíbios são animais vertebrados, tetrápodes e ancestralmente quadrúpedes. Seu esqueleto é composto principalmente de osso e o número de vértebras é variável. Algumas espécies têm costelas que podem ou não se fundir às vértebras.

O crânio das salamandras e das rãs é geralmente aberto e delicado. Em contraste, os cecílios exibem enorme compactação em seu crânio, transformando-o em uma estrutura pesada e sólida.

Morfologia geral do corpo

A morfologia do corpo possui três disposições básicas, que correspondem à ordenação taxonômica da classe: o corpo fundido, roliço, sem pescoço e membros anteriores modificados para o salto de rãs; a construção graciosa com pescoço definido, cauda longa e membros do mesmo tamanho das salamandras; e a forma alongada e sem membros dos cecílios.

Metamorfose

O ciclo de vida da maioria dos anfíbios é caracterizado por ser bifásico: uma larva aquática eclode do ovo que se transforma em um indivíduo terrestre sexualmente maduro que põe os ovos e fecha o ciclo. Outras espécies eliminaram o estágio aquático.

Pele

A pele dos anfíbios é única. É caracterizada por ser muito delgada, úmida e com presença de múltiplas glândulas. Em espécies sem pulmão, a troca gasosa pode ocorrer através da pele. Existem modificações de estruturas que liberam substâncias tóxicas para combater predadores.

No couro, destacam-se as cores marcantes - ou seja, a capacidade de camuflagem. Muitos deles têm o objetivo de alertar ou se esconder de predadores. Na verdade, a coloração dos anfíbios é mais complexa do que parece; É composto por uma série de células que armazenam pigmentos chamados cromatóforos.

Tipos (classificação)

A classe Amphibia é dividida em três ordens: Ordem Gymnophiona (Apoda), formada pelos cecilianos; Ordem Urodela (Caudata) comumente chamada de salamandras e Ordem Anura (Salientia) formada por sapos, rãs e afins. A seguir, descreveremos cada uma das características de cada classe:

Ordem Gymnophiona (apelido)

Os gymnofions ou cecilianos constituem uma ordem de 173 espécies de organismos com um corpo muito alongado, sem membros e com modos de vida subterrâneos.

Superficialmente, eles se parecem com um verme ou uma pequena cobra. Seu corpo é coberto por pequenas escamas dérmicas e elas são anuladas. O crânio dos cecilianos é significativamente ossificado. Nas poucas formas aquáticas que existem, o padrão do anel não é tão marcado.

A maioria das espécies são encontradas nas florestas tropicais da América do Sul, enterradas no solo. No entanto, eles também foram relatados na África, Índia e algumas regiões da Ásia.

Como na maioria das espécies com hábitos subterrâneos, os olhos são muito pequenos e em algumas espécies são completamente inúteis.

Ordem Urodela (Caudata)

Os urodelos são formados por quase 600 espécies de salamandras. Esses anfíbios habitam diversos ambientes, temperados e tropicais. Eles são abundantes na América do Norte. Do ponto de vista ecológico, as salamandras são muito diversas; podem ser totalmente aquáticos, terrestres, arbóreos, subterrâneos, entre outros ambientes.

Eles são caracterizados por serem organismos de tamanhos pequenos - raramente um espécime ultrapassa 15 cm. A exceção é a salamandra gigante japonesa, que atinge mais de 1,5 metro de comprimento.

As extremidades formam um ângulo reto com o tronco do corpo cilíndrico e delgado que possuem. Os posteriores e anteriores são do mesmo tamanho. Em algumas formas aquáticas e subterrâneas, os membros sofreram uma redução considerável.

Pedido de Anura (Salientia)

A ordem Anura é a mais diversa entre os anfíbios, com quase 5.300 espécies de rãs e sapos, divididos em 44 famílias. Ao contrário das salamandras, os anuros não têm cauda. Somente sapos do gênero Ascaphus tenha um. O nome da ordem Anura alude a essa característica morfológica.

O nome alternativo do grupo, Salientia, destaca as adaptações do grupo para a locomoção, saltando graças às suas poderosas patas traseiras. Seu corpo é gordo e não tem pescoço.

É uma rã ou um sapo?

Às vezes, quando vemos um anuro, geralmente nos perguntamos se o espécime corresponde a um "sapo" ou a uma "rã". Geralmente, quando falamos de sapo, nos referimos a um anuro de pele curtida, verrugas proeminentes e corpo robusto, enquanto a rã é um animal gracioso, de cores vivas, marcantes e com pele glandular.

No entanto, essa diferenciação é meramente popular e não tem valor taxonômico. Em outras palavras; não existe uma gama taxonômica chamada sapos ou rãs.

Sistema digestivo

Adaptações da região cefálica

A língua dos anfíbios é protrusível e permite-lhes apanhar os pequenos insetos que serão as suas presas. Esse órgão possui várias glândulas que produzem secreções pegajosas que procuram garantir a captação dos alimentos.

Os girinos têm estruturas queratinizadas na região da boca que lhes permitem raspar a matéria vegetal que irão consumir. A disposição e o número dessas estruturas bucais têm valor taxonômico.

Adaptações dos intestinos

Em comparação com outros animais, o trato digestivo dos anfíbios é bastante curto. Em todo o reino animal, um sistema digestivo feito de intestinos curtos é típico de uma dieta carnívora, pois são relativamente fáceis de digerir os alimentos.

Nas larvas, o sistema gastrointestinal é mais alongado, característica que presumivelmente favorece a absorção de matéria vegetal, permitindo a fermentação.

Dieta

A maioria dos anfíbios tem uma dieta carnívora. No cardápio dos anuros encontramos várias espécies de insetos, aranhas, vermes, caracóis, centopéias e quase qualquer animal pequeno o suficiente para ser consumido pelo anfíbio sem muito esforço.

Os gymnofions se alimentam dos pequenos invertebrados que conseguem caçar nos ambientes subterrâneos. As salamandras têm uma dieta carnívora.

Em contraste, a maioria das formas larvais das três ordens são herbívoras (embora haja exceções) e se alimentam de matéria vegetal e algas encontradas em corpos d'água.

Sistema circulatório

Os anfíbios têm um coração com seio venoso, dois átrios, um ventrículo e um cone arterioso.

A circulação é dupla: passa pelo coração, as artérias e veias pulmonares irrigam os pulmões (nas espécies que as possuem) e o sangue oxigenado retorna ao coração. A pele dos anfíbios é rica em pequenos vasos sanguíneos.

A forma larval apresenta uma circulação diferente daquela descrita para as formas adultas. Antes da metamorfose, a circulação é semelhante à encontrada nos peixes (lembre-se que as larvas têm guelras e o sistema circulatório deve incluí-las em sua jornada).

Nas larvas, três das quatro artérias que partem da aorta ventral vão para as brânquias, e a outra se comunica com os pulmões em estado rudimentar ou muito subdesenvolvido.

Sistema nervoso

O sistema nervoso é composto pelo cérebro e pela medula espinhal. Essas estruturas são derivadas embriologicamente do tubo neural. A porção anterior dessa estrutura se alarga e forma o cérebro. Comparado com o resto dos vertebrados, o sistema nervoso dos anfíbios é bastante pequeno, simples e rudimentar.

Nos anfíbios, existem 10 pares de nervos cranianos. O cérebro é alongado (não é uma massa redonda como nos mamíferos) e é estrutural e funcionalmente dividido em uma região anterior, média e posterior.

O cérebro é semelhante em todos os três grupos de anfíbios. No entanto, é geralmente uma estrutura mais curta em sapos e mais alongada em cecílias e salamandras.

Sistema respiratório

Nos anfíbios, existem várias estruturas que participam do processo respiratório. A pele fina, glandular e altamente vascularizada desempenha um papel importante nas trocas gasosas de muitas espécies, particularmente aquelas que não têm pulmões.

Os pulmões nos anfíbios têm um mecanismo particular; Ao contrário da entrada de ar dos pulmões de outros animais, a ventilação ocorre por pressão positiva. Neste sistema, o ar é forçado para entrar na traqueia.

As formas larvais - que são aquáticas - respiram por guelras. Esses órgãos respiratórios externos conseguem extração eficiente de oxigênio dissolvido na água e medeiam a troca com dióxido de carbono. Existem salamandras que podem ter apenas guelras, apenas pulmões, ambas as estruturas ou nenhuma.

Algumas espécies de salamandras que vivem toda a vida adulta em corpos d'água têm a capacidade de escapar da metamorfose e preservar suas guelras. Na biologia evolutiva, o fenômeno de preservação da aparência infantil nas formas adultas e sexualmente maduras é chamado de pedomorfose.

Um dos mais conhecidos representantes das salamandras que consegue preservar as brânquias no estado adulto é o axolote ou Ambystoma mexicanum.

Vocalização

Quando pensamos em sapos e rãs, é quase impossível não nos referirmos a seus cantos noturnos.

O sistema de vocalização em anfíbios é de grande importância nos anuros, uma vez que o canto é um fator importante no reconhecimento do casal e na defesa do território. Este sistema é muito mais desenvolvido nos homens do que nas mulheres.

As cordas vocais estão localizadas na laringe. O anuro é capaz de produzir sons graças à passagem do ar pelas cordas vocais, entre os pulmões e por meio de um par de grandes bolsas localizadas no assoalho da boca. Todas essas estruturas citadas se encarregam de orquestrar a produção sonora e das canções tão próprias do grupo.

Sistema excretor

O sistema excretor dos anfíbios é constituído por rins do tipo mesonéfrico ou opistéfrico, sendo este último o mais comum. Os rins são órgãos encarregados de remover resíduos nitrogenados da corrente sanguínea e manter o equilíbrio da água.

Nos anfíbios modernos, um rim holonefrico existe em estágios embrionários, mas nunca se torna funcional. O principal resíduo de nitrogênio é a uréia.

Reprodução e desenvolvimento

Dada a incapacidade de regular a temperatura corporal, os anfíbios procuram reproduzir-se nas épocas do ano em que a temperatura ambiente é elevada. Uma vez que as estratégias reprodutivas das três ordens são tão díspares, iremos descrevê-las separadamente:

Gymnofions

A literatura relacionada à biologia reprodutiva desta ordem de anfíbios não é particularmente rica. A fecundação é interna e os machos possuem um órgão copulador.

Geralmente, os ovos são colocados em locais úmidos com corpos d'água próximos. Algumas espécies apresentam as larvas aquáticas típicas de anfíbios, enquanto em outras a fase larval ocorre dentro do ovo.

Em certas espécies, os pais apresentam o comportamento de abrigar os ovos nas dobras do corpo. Um número significativo de cecilianos são vivíparos, sendo um evento comum dentro do grupo. Nestes casos, os embriões se alimentam nas paredes do oviduto.

Urodelos

Os ovos da maioria das salamandras são fertilizados internamente. Indivíduos do sexo feminino são capazes de obter estruturas chamadas espermatóforos (um pacote de espermatozóides produzidos por um homem).

Esses espermatóforos são depositados na superfície de uma folha ou tronco. As espécies aquáticas colocam seus ovos em grupos na água.

Anuros

Em anuros, os machos atraem as fêmeas por meio de suas canções melódicas (e específicas para cada espécie). Quando o casal vai copular, eles se envolvem em uma espécie de "abraço" chamado amplexo.

Enquanto a fêmea põe seus óvulos, o macho descarrega o esperma nesses gametas para fertilizá-los. A única exceção ao evento de fertilização externa em anuros são os organismos do gênero Ascaphus.

Os ovos são colocados em ambientes úmidos ou diretamente no corpo d'água. Eles se aglomeram em massas com vários ovos e podem se ancorar em manchas de vegetação. O ovo fertilizado se desenvolve rapidamente e, quando pronto, surge um pequeno girino aquático.

Este pequeno girino sofrerá uma mudança dramática: metamorfose. Uma das primeiras modificações é o desenvolvimento dos membros posteriores, a cauda que lhes permite nadar é reabsorvida - como as guelras, o intestino encurta, os pulmões se desenvolvem e a boca assume características de adulto.

O período de desenvolvimento é altamente variável entre as espécies de anfíbios. Certas espécies são capazes de completar sua metamorfose em três meses, enquanto outras levam até três anos para completar a transformação.

Evolução e filogenia

A reconstrução evolutiva desse grupo de tetrápodes passou por várias dificuldades. O mais óbvio é a descontinuidade do registro fóssil. Além disso, os métodos usados para reconstruir as relações filogenéticas estão em constante mudança.

Os anfíbios vivos são descendentes dos primeiros tetrápodes terrestres. Esses ancestrais foram os peixes de nadadeiras lobadas (Sarcopterygii), um grupo muito particular de peixes ósseos.

Esses peixes apareceram quando o período Devoniano estava terminando, cerca de 400 milhões de anos atrás. O grupo experimentou radiação adaptativa para corpos de água doce e salgada.

Os primeiros tetrápodes mantiveram um sistema de linha lateral em suas formas juvenis, mas ausente em adultos. O mesmo padrão é visto em anfíbios modernos.

Os anfíbios são um grupo que explora com sucesso uma grande diversidade de ambientes terrestres, que estão ligados a corpos d'água.

Primeiros tetrápodes

Há uma série de fósseis que são fundamentais na evolução dos tetrápodes, incluindo Elginerpeton, Ventastega, Acanthostega, e Ichthyostega. Esses organismos agora extintos eram caracterizados por serem aquáticos - uma característica inferida pela anatomia do corpo - e por terem quatro membros.

Os membros do gênero Acanthostega eram organismos que formaram membros, mas essas estruturas eram tão fracas que é improvável que os animais tivessem a capacidade de andar livremente fora d'água.

Em contraste, o gênero Ichthyostega tinha todos os quatro membros e, de acordo com as evidências, podia ficar fora da água - embora com uma caminhada desajeitada. Uma característica marcante de ambos os sexos é a presença de mais de cinco dígitos nos membros posteriores e anteriores.

Em um ponto da evolução dos tetrápodes, o pentadactilia era uma característica que foi fixada e permaneceu constante na grande maioria dos tetrápodes.

Relações filogenéticas entre os grupos atuais

As relações entre os três grupos atuais de anfíbios permanecem controversas. Provavelmente, os grupos modernos (os anfíbios modernos são agrupados sob o nome de lisanfibios ou Lissamphibia) junto com as linhagens extintas são agrupados em um grupo maior chamado temnospondyls (Temnospondyli).

A maioria das evidências moleculares e paleontológicas apóia a hipótese filogenética que agrupa anuros e salamandras como grupos irmãos, deixando os cecilianos como um grupo mais distante. Ressaltamos a existência de vários estudos que apóiam essa relação filogenética (para mais informações ver Zardoya & Meyer, 2001).

Em contraste, usando o RNA ribossomal como marcador molecular, uma hipótese alternativa foi obtida. Esses novos estudos designam as cecílias como o grupo irmão das salamandras, deixando as rãs como um grupo distante.

Estado atual de conservação

Hoje, os anfíbios estão expostos a diversos fatores que afetam negativamente as populações. De acordo com estimativas recentes, o número de anfíbios ameaçados de extinção é de pelo menos um terço de todas as espécies conhecidas.

Esse número excede em muito as proporções de espécies ameaçadas de pássaros e mamíferos.

Embora não tenha sido possível identificar uma única causa que esteja diretamente relacionada ao declínio maciço de anfíbios, os cientistas propõem que as mais importantes são:

Destruição de habitat e mudança climática

As principais forças que ameaçam os anfíbios incluem: degradação e perda de habitat e aquecimento global. Como os anfíbios têm pele muito fina e são muito dependentes de corpos d'água, as flutuações de temperatura e os estágios de seca os afetam consideravelmente.

O aumento da temperatura e a diminuição dos reservatórios disponíveis para a postura dos ovos parecem ser um fator importante neste fenômeno de extinção local e declínio populacional muito acentuado.

Quitridiomicose

A rápida disseminação da doença infecciosa quitridiomicose, causada pelo fungo da Batrachochytrium dendrobatidis, afeta grandemente os anfíbios

O fungo é tão prejudicial porque ataca um aspecto muito importante da anatomia do anfíbio: sua pele. O fungo danifica essa estrutura, essencial para a termorregulação e para o acúmulo de água.

A quitridiomicose causou enormes declínios nas populações de anfíbios em grandes regiões geográficas, incluindo América do Norte, América Central, América do Sul e em áreas localizadas da Austrália. Até agora, a ciência não possui um tratamento eficaz que permita eliminar os fungos da espécie.

Introdução de espécies exóticas

A introdução de espécies em certas regiões tem contribuído para o declínio das populações. Muitas vezes, a introdução de anfíbios exóticos afeta negativamente a conservação dos anfíbios endêmicos na área.

Referências

Divers, S. J., & Stahl, S. J. (Eds.). (2018).Mader’s Reptile and Amphibian Medicine and Surgery-E-Book. Elsevier Health Sciences.
Hickman, C. P., Roberts, L. S., Larson, A., Ober, W. C., & Garrison, C. (2001). Princípios integrados de zoologia. McGraw - Hill.
Kardong, K. V. (2006). Vertebrados: anatomia comparativa, função, evolução. McGraw-Hill.
Llosa, Z. B. (2003).Zoologia geral. EUNED.
Vitt, L. J., & Caldwell, J. P. (2013).Herpetologia: uma biologia introdutória de anfíbios e répteis. Imprensa acadêmica.
Zardoya, R., & Meyer, A. (2001). Sobre a origem e as relações filogenéticas entre anfíbios vivos.Anais da Academia Nacional de Ciências dos Estados Unidos da América, 98(13), 7380-3.