Tetrápodes: evolução, características, classificação - Ciência - 2023

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o tetrápodes (Tetrapoda, grego para "quatro pernas") compreendem animais com quatro membros, embora alguns membros os tenham perdido. Seus representantes atuais são anfíbios, sauropsídeos e mamíferos.

Este grupo evoluiu cerca de 400 milhões de anos atrás, no período Devoniano, a partir de peixes de nadadeiras lobadas. O registro fóssil contém uma série de representantes extintos que dão luz à transição da água para a terra.

Essa mudança de ambiente levou ao desenvolvimento de adaptações para locomoção, respiração, reprodução e regulação da temperatura, principalmente.

Origem e evolução

De acordo com as evidências, os primeiros tetrápodes aparecem no final do Devoniano, cerca de 400 milhões de anos atrás. Assim, a colonização dos ambientes terrestres ocorreu quando o grande continente Pangéia foi dividido em dois: Laurasia e Gondwana.

Acredita-se que os primeiros tetrápodes sejam formas aquáticas que poderiam usar seus membros novatos para se mover no solo e navegar em águas rasas.

Esse evento marcou o início de uma extensa radiação, que deu origem a formas totalmente terrestres e com membros que forneciam suporte suficiente para permitir a locomoção terrestre.

De onde vêm os tetrápodes?

Os membros dos tetrápodes se originaram de uma antiga forma aquática. Embora as nadadeiras dos peixes não pareçam estar intimamente relacionadas aos membros articulados dos tetrápodes, um olhar mais profundo torna claras as relações homólogas.

Por exemplo, o fóssil Eusthenopteron Possui um antebraço formado por um úmero, seguido por dois ossos, o rádio e a ulna. Esses elementos são claramente homólogos aos membros dos tetrápodes modernos. Da mesma forma, os elementos compartilhados são reconhecidos no pulso.

Especula-se que Eusthenopteron ele pode espirrar no fundo do ambiente aquático com suas nadadeiras. No entanto, ele não poderia "andar" como um anfíbio (esta inferência é feita graças à anatomia dos fósseis).

Outro fóssil, Tiktaalik, parece se encaixar entre uma forma de transição entre peixes de nadadeiras lobadas e tetrápodes. Este organismo provavelmente habitava águas rasas.

Os membros bem formados são evidentes no fóssil Acanthostega e Ichthyostega. No entanto, os membros do primeiro gênero não parecem ser fortes o suficiente para suportar todo o peso do animal. Por contraste, Ichthyostega parece ser capaz de se mover - embora desajeitadamente - em ambientes totalmente terrestres.

Adaptações para a vida na terra

O movimento dos primeiros tetrápodes de um meio aquático para um terrestre supõe uma série de mudanças radicais em termos das condições que esses animais tiveram que explorar. As diferenças entre a água e a terra são mais do que óbvias, como a concentração de oxigênio.

Os primeiros tetrápodes tiveram que resolver uma série de problemas, incluindo: como se mover em um ambiente de densidade mais baixa? Como respirar? Como se reproduzir fora da água? E, finalmente, como lidar com flutuações no ambiente que não eles estão presentes na água, como variações de temperatura?

Vamos agora descrever como os tetrápodes resolveram essas dificuldades, analisando as adaptações que lhes permitiram colonizar efetivamente os ecossistemas terrestres:

Locomoção na terra

A água é um ambiente denso que fornece suporte suficiente para a locomoção. No entanto, o ambiente terrestre é menos denso e requer estruturas especializadas para o movimento.

O primeiro problema foi resolvido com o desenvolvimento de membros que permitiam a movimentação de animais no ambiente terrestre, e que deram o nome ao grupo. Os tetrápodes possuem um endoesqueleto ósseo que forma quatro membros construídos sob o plano do pentadactilia (cinco dedos).

As evidências sugerem que os membros do tetrápode evoluíram das nadadeiras dos peixes, junto com modificações nos músculos ao redor, permitindo que o animal se erguesse do chão e andasse com eficiência.

Troca gasosa

Se imaginarmos a passagem da água para a terra, o problema mais intuitivo é a respiração. Em ambientes terrestres, a concentração de oxigênio é cerca de 20 vezes maior do que na água.

Animais aquáticos possuem guelras que funcionam muito bem na água. No entanto, em ambientes terrestres, essas estruturas entram em colapso e não são capazes de mediar as trocas gasosas - não importa quão abundante seja o oxigênio no solo.

Por esse motivo, os tetrápodes vivos têm órgãos internos responsáveis por mediar os processos respiratórios. Esses órgãos são conhecidos como pulmões e são adaptações para a vida terrestre.

Alguns anfíbios, por outro lado, podem mediar as trocas gasosas usando a pele como único órgão respiratório, que é muito fina e úmida. Em contraste com os tegumentos desenvolvidos por répteis, pássaros e mamíferos, que são protetores e permitem que vivam em ambientes secos, evitando potencial dessecamento.

Aves e répteis apresentam adaptações adicionais para evitar a dessecação. Consistem na produção de resíduos semi-sólidos com ácido úrico como resíduo de nitrogênio. Este recurso reduz a perda de água.

Reprodução

Ancestralmente, a reprodução é um fenômeno vinculado aos ambientes aquáticos. Na verdade, os anfíbios ainda dependem da água para se reproduzir. Seus ovos custam com uma membrana que é permeável à água e que secaria rapidamente se fosse exposta a um ambiente seco.

Além disso, os ovos de anfíbios não se desenvolvem em uma versão em miniatura da forma adulta. O desenvolvimento ocorre por metamorfose, onde o ovo dá origem a uma larva que, na maioria das vezes, está adaptada à vida aquática e apresenta guelras externas.

Em contraste, os grupos restantes de tetrápodes - répteis, pássaros e mamíferos - desenvolveram uma série de membranas que protegem o ovo. Essa adaptação elimina a dependência da reprodução do ambiente aquático. Desta forma, os grupos mencionados têm ciclos de vida totalmente terrestres (com suas exceções específicas).

Variações ambientais

Os ecossistemas aquáticos são relativamente constantes em termos de suas características ambientais, principalmente em temperatura. Isso não acontece em terra, onde as temperaturas variam ao longo do dia e ao longo do ano.

Os tetrápodes resolveram esse problema de duas maneiras diferentes. Aves e mamíferos desenvolveram endotermia convergentemente. Este processo permite que a temperatura ambiente se mantenha estável, graças a certos mecanismos fisiológicos.

Essa característica permite que pássaros e mamíferos colonizem ambientes com temperaturas muito baixas.

Répteis e anfíbios resolveram o problema de outra maneira. A regulação da temperatura não é interna e depende de adaptações comportamentais ou etológicas para manter uma temperatura adequada.

Características gerais

O táxon Tetrapoda é caracterizado pela presença de quatro membros, embora alguns de seus membros os apresentem reduzidos ou ausentes (como cobras, cecílias e baleias).

Formalmente, os tetrápodes são definidos pela presença do quirídio, um membro muscular bem definido com dedos na porção terminal.

A definição deste grupo tem sido objeto de amplo debate entre especialistas. Certos autores duvidam que as características "membros com dedos" sejam suficientes para definir todos os tetrápodes.

A seguir, descreveremos as características mais marcantes dos representantes vivos do grupo: anfíbios, répteis, pássaros e mamíferos.

Taxonomia

Super-reino: Eukaryota.
Animalia Kingdom.
Sub-reino: Eumetazoa.
Superfilo: Deuterostomia.
Edge: Chordata.
Subfilo: Vertebrata.
Infraphylum: Gnathostomata.
Superclasse: Tetrapoda.

Classificação

Historicamente, os tetrápodes foram classificados em quatro classes: Amphibia, Reptilia, Aves e Mammalia.

Anfíbios

Os anfíbios são animais com quatro membros, embora possam ser perdidos em alguns grupos. A pele é macia e permeável à água. Seu ciclo de vida inclui estágios larvais aquáticos, e os estágios adultos vivem em ambientes terrestres.

Eles podem respirar pelos pulmões, e algumas exceções o fazem pela pele. Exemplos de anfíbios são rãs, sapos, salamandras e as cecílias menos conhecidas.

Répteis

Os répteis, como os anfíbios, geralmente têm quatro membros, mas em alguns grupos eles foram reduzidos ou perdidos. A pele é grossa e tem escamas. A respiração ocorre através dos pulmões. Os ovos têm cobertura e, graças a ela, a reprodução é independente da água.

Os répteis incluem tartarugas, lagartos e outros semelhantes, cobras, tuataras, crocodilos e os agora extintos dinossauros.

À luz do cladismo, os répteis não são um grupo natural, pois são parafiléticos. O último termo se refere a grupos que não contêm todos os descendentes do ancestral comum mais recente. No caso dos répteis, o grupo que fica de fora é a classe Aves.

Pássaros

A característica mais marcante das aves é a modificação de seus membros superiores em estruturas especializadas para o vôo. O tegumento é coberto por diferentes tipos de penas.

Eles têm os pulmões como estruturas de trocas gasosas, e estes foram modificados para que o vôo seja eficiente - vamos lembrar que o vôo é uma atividade extremamente exigente do ponto de vista metabólico.Além disso, eles são capazes de regular sua temperatura corporal (endotérmicos).

Mamíferos

Os mamíferos constituem uma classe muito heterogênea, em termos da forma e modos de vida de seus membros. Eles conseguiram colonizar ambientes terrestres, aquáticos e até aéreos.

Eles são caracterizados principalmente pela presença de glândulas mamárias e cabelos. A maioria dos mamíferos possui quatro membros, embora em alguns grupos eles sejam fortemente reduzidos, como no caso das formas aquáticas (cetáceos).

Como as aves, são organismos endotérmicos, embora essa característica tenha sido desenvolvida por ambos os grupos de forma independente.

A grande maioria é vivípara, o que implica que dão à luz um filhote ativo, em vez de botar ovos.

Referências

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