Cordados: características, classificação, habitat, reprodução - Ciência - 2023

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o cordados (Chordata) são um filo muito amplo e heterogêneo de animais bilateralmente simétricos que compartilham cinco características diagnósticas essenciais: notocórdio, endóstilo, fendas faríngeas, cordão nervoso dorsal oco e cauda pós-anal.

Em algumas espécies, a permanência dessas características não é mantida ao longo da vida do indivíduo; em alguns cordados, a característica se perde antes mesmo do nascimento do organismo.

O plano estrutural dos membros deste grupo pode ser compartilhado por alguns invertebrados, como simetria bilateral, eixo entero-posterior, celoma, presença de metâmeros e cefalização.

Os cordados, em termos de diversidade e número de espécies, estão em quarto lugar - depois dos artrópodes, nematóides e moluscos. Eles conseguiram colonizar uma série muito ampla de nichos ecológicos e apresentam inúmeros traços adaptativos para várias formas de vida: aquática, terrestre e voadora.

A origem dos cordados gerou um debate interessante entre os biólogos evolucionistas. A biologia molecular e as características embrionárias deixam clara a relação desse grupo com equinodermos em deuterostômios.

Diferentes hipóteses têm sido propostas para explicar a origem dos cordados e vertebrados. Uma das mais conhecidas é a hipótese de Garstang, que propõe que uma larva de ascídia passou por um processo de pedomorfose e deu origem a um indivíduo sexualmente maduro com características juvenis.

Os atuais representantes do grupo estão agrupados em três linhagens heterogêneas: os cefalocordados, conhecidos como anfóxicos; os urocordados, chamados de asidias, e os vertebrados, o maior grupo, formado por peixes, anfíbios, répteis e mamíferos.

Dentro deste último grupo, em uma pequena família, nos encontramos, humanos.

Caracteristicas

A primeira impressão ao avaliar os três grupos de cordados é que as diferenças são mais perceptíveis do que as características compartilhadas.

Em termos gerais, os vertebrados têm o endoesqueleto rígido sob a pele como principal característica. Embora os peixes sejam aquáticos, o resto do grupo é terrestre e ambos se alimentam de mandíbulas.

Em contraste, os grupos restantes - urocordados e cefalocordados - são animais marinhos e nenhum deles possui estrutura óssea ou cartilaginosa de suporte.

Para permanecerem estáveis, eles têm uma série de estruturas semelhantes a bastonetes compostas de colágeno.

Quanto à modalidade de alimentação, são filtradores e sua alimentação é composta pelas partículas em suspensão na água. Possui dispositivos que produzem substâncias semelhantes ao muco, que permitem a captura das partículas por adesão. No entanto, essas diferenças são puramente superficiais.

Além dos cordados possuírem uma cavidade interna preenchida por fluido, denominada celoma, todos apresentam cinco características diagnósticas: notocórdio, fenda faríngea, endóstilo ou glândula tireóide, cordão nervoso e cauda pós-anal. Descreveremos cada um em detalhes abaixo:

Notocord

A notocorda ou notocorda é uma estrutura em forma de bastonete de origem mesodérmica. O nome do Filo é inspirado nesta característica.

É flexível até certo ponto e se estende por todo o comprimento do corpo do organismo. Embriologicamente, é a primeira estrutura do endoesqueleto a aparecer. Ele serve como um ponto de ancoragem para os músculos.

Uma de suas características mais importantes é a capacidade de dobrar sem sofrer encurtamento, o que permite uma série de movimentos ondulatórios. Esses movimentos não causam o colapso da estrutura - de forma análoga ao que aconteceria com um telescópio.

Essa propriedade surge graças ao fluido que possui no interior da cavidade, e funciona como um órgão hidrostático.

Nos grupos basais, a notocorda persiste por toda a vida do organismo. Na maioria dos vertebrados, é substituído pela coluna vertebral, que desempenha uma função semelhante.

Fendas faríngeas

Também é conhecido na literatura como "faringotremia". A faringe corresponde a uma parte do trato digestivo localizada logo após a boca. Nos cordados, as paredes dessa estrutura adquiriam aberturas ou pequenos orifícios. Em grupos primitivos, é usado como alimento.

É importante não confundir esse recurso com as brânquias, pois estas são uma série de estruturas derivadas. Eles podem aparecer nos primeiros estágios de desenvolvimento, antes que o organismo nasça ou saia do ovo.

Endostilo ou glândula tireóide

O endostílio, ou sua estrutura derivada da glândula tireóide, é encontrado apenas em cordados. Ele está localizado no assoalho da cavidade da faringe. Endostyle é encontrado em protocordados e larvas de lampreia.

Nestes primeiros grupos, o endóstilo e as fendas trabalham juntos para promover a alimentação do filtro.

Certas células que compõem o endóstilo possuem a capacidade de secretar proteínas com iodo - homólogo ao da glândula tireóide em lampreias adultas e em outros vertebrados.

Cordão dorsal nervoso

Os cordados possuem um cordão nervoso localizado na porção dorsal (em relação ao tubo digestivo) do corpo e o interior é oco. A origem do cérebro pode ser atribuída ao espessamento na parte anterior deste cordão. Embriologicamente, a formação ocorre por meio do ectoderma, acima da notocorda.

Nos vertebrados, os arcos neurais das vértebras funcionam como estruturas de proteção para o cordão. Da mesma forma, o crânio protege o cérebro.

Pós-cauda anal

A cauda pós-anal é composta de musculatura e proporciona a motilidade necessária para o deslocamento na água das larvas dos tunicados e da anfóxia. Como a cauda está localizada posteriormente ao sistema digestivo, sua única função está relacionada à melhora do movimento aquático.

A eficiência da cauda aumenta significativamente nos grupos posteriores, onde as barbatanas são adicionadas ao corpo do organismo. Nos humanos, a cauda é encontrada apenas como um pequeno remanescente: o cóccix e uma série de vértebras muito pequenas. No entanto, muitos animais têm uma cauda que podem abanar.

Subfilo Urochordata

Tunicados são um subfilo comumente conhecido como ascídias. Eles incluem aproximadamente 1600 espécies. Esses organismos são habitantes amplamente distribuídos nos oceanos, das profundezas às costas.

O nome “tunicado” deriva de uma espécie de túnica que envolve o animal, é feita de celulose e não é um órgão ou estrutura viva.

A grande maioria dos representantes adultos tem um estilo de vida completamente séssil, ancorado em alguma rocha ou outro substrato. Eles podem ser solitários ou agrupados em colônias. A larva, por sua vez, tem a capacidade de nadar e mover-se livremente no oceano até encontrar uma superfície adequada.

As formas adultas são extremamente modificadas e degeneraram a maioria das cinco características diagnósticas dos cordados. Em contraste, as larvas - uma reminiscência de um pequeno girino - possuem todas as cinco características dos cordados.

Existem três classes de tunicados: Ascidiacea, Appendicularia e Thaliacea. A primeira classe tem os membros mais comuns, diversos e mais estudados. Alguns têm a capacidade de lançar jatos de água através de sifões quando perturbados.

Subfilo Cephalochordata

Os cefalocordos são pequenos animais, com comprimento entre 3 e 7 centímetros. Aparência translúcida e comprimida lateralmente. O nome comum é amphox (antes era usado como o gênero, mas agora eles são chamados Branchiostoma).

Existem 29 espécies, sendo um subfilo incrivelmente minúsculo, em termos de número de espécies. No pequeno corpo do animal, as cinco características dos cordados são evidentes.

O corpo funciona da seguinte maneira: a água entra pela boca, graças a uma corrente produzida pelos cílios que possui, continua seu caminho pelas fendas da faringe.

Nesta etapa, as partículas que servem de alimento são mantidas juntas pela secreção de muco do endóstilo. Os cílios carregam comida para o intestino e são engolfados.

Embora à primeira vista pareça um organismo muito simples, seu sistema circulatório é bastante complexo. Embora não haja coração, é um sistema semelhante ao dos peixes, orquestrando a passagem do sangue da mesma forma que neste grupo.

O sistema nervoso gira em torno do cordão nervoso. Os pares de nervos emergem em cada região dos segmentos musculares.

Subfilo Vertebrata

Os vertebrados são o mais diversificado conjunto de animais, em termos de morfologia e habitats, dos cordados. Todos os membros da linhagem possuem as características diagnósticas de cordados em pelo menos alguns estágios de seu ciclo de vida. Além disso, podemos distinguir os seguintes recursos:

Características dos sistemas vertebrados

O esqueleto, feito de cartilagem ou osso, é composto por uma coluna vertebral (com exceção dos mixins) e um crânio. Quanto ao sistema muscular, existem segmentos ou miômeros em zigue-zague, que permitem o movimento. O sistema digestivo é do tipo muscular e agora existe um fígado e um pâncreas.

O sistema circulatório é responsável por orquestrar a passagem do sangue por todas as estruturas do corpo. Este objetivo é alcançado graças à presença de um coração ventral com múltiplas câmaras e um sistema fechado composto por artérias, veias e capilares.

Os eritrócitos ou glóbulos vermelhos são caracterizados por possuírem hemoglobina como pigmento para transporte de oxigênio - nos invertebrados há uma variedade de pigmentos em tons de verde e azul.

O tegumento possui duas divisões: uma epiderme localizada na porção externa ou um epitélio estratificado derivado do ectoderma e uma derme interna formada por tecido conjuntivo derivado do mesoderma. Os vertebrados apresentam uma série de variações neste sentido, encontrando chifres, glândulas, escamas, penas, cabelos, entre outros.

Quase todos os sexos são separados, com suas respectivas gônadas que descarregam o conteúdo em uma cloaca ou aberturas especializadas.

Classificação e filogenia

Onde os acordes são encontrados?

Antes de descrever a filogenia dos cordados, é necessário saber a localização desse grupo na árvore da vida. Dentro de animais com simetria bilateral, existem duas linhagens evolutivas. Por um lado, existem os prostostomados e, por outro, os deuterostomados.

Historicamente, a distinção entre os dois grupos é baseada basicamente em características embrionárias. Nos protostomados, o blastóporo dá origem à boca, a segmentação é espiral e o celoma é esquizocélico, enquanto nos deuterostomizados dá origem ao ânus, a segmentação é radial e o celoma é enterocélico.

Da mesma forma, a aplicação das técnicas moleculares atuais confirmou a separação entre as duas, além de esclarecer as relações entre os indivíduos que as compõem.

Os protostômios incluem moluscos, anelídeos, artrópodes e outros grupos menores. Esta linhagem é dividida em dois grupos: Lophotrochozoa e Ecdysozoa. O segundo grupo, os deuterostômios, inclui os equinodermos, hemicordados e os cordados.

Classificação cladista e tradicional

A classificação Linnaeana fornece uma forma tradicional que permite a classificação de cada taxa. No entanto, do ponto de vista cladista, existem determinados grupos que não são reconhecidos atualmente, por não cumprirem os requisitos impostos por esta escola de classificação tradicional.

Os exemplos mais reconhecidos na literatura são Agnatha e Reptilia. Como esses grupos não são monofiléticos, eles não são aceitos pelos cladistas. Por exemplo, os répteis são parafiléticos porque não contêm todos os descendentes do ancestral comum mais recente, deixando os pássaros do lado de fora.

No entanto, a maioria dos textos e da literatura científica mantém a classificação tradicional de Lineu para se referir aos diferentes grupos de cordados que existem. Mudar os subcampos em zoologia representa um grande desafio, mantendo assim as áreas com as quais estamos mais familiarizados.

Grupos tradicionais

Nesse sentido, a divisão tradicional é composta por: Urochordata, Cephalochardata, Myxini, Petromyzontida, Chondrichthyes, Osteichthyes, Amphibia, Reptilia, Aves e Mamalia.

Os primeiros dois grupos, os urocordados e os cefalocordantes, são conhecidos como protocordados e acraniados.

Todos os demais grupos pertencem a Vertebrata e Craniata. Myxini e Petromyzontida pertencem a Agnatha, enquanto o restante pertence a Gnathostomata (esta última classificação leva em consideração a presença ou ausência de uma mandíbula).

Tetrapoda inclui anfíbios, répteis, pássaros e mamíferos. Por fim, os representantes da Amniota são répteis, pássaros e mamíferos. Em termos gerais, esses grupos constituem a classificação tradicional do Filo Chordata.

Habitat

Os cordados conseguiram abranger uma série de habitats extraordinários. Os urocordados e cefalocordados vivem em ambientes marinhos.

Os vertebrados, por sua vez, têm uma gama mais ampla. Anfíbios - em parte - répteis e mamíferos vivem em ambientes terrestres. Pássaros e morcegos conseguiram colonizar o ar; enquanto alguns mamíferos, os cetáceos, voltaram à água.

Reprodução

Urocordados são os cordados com um padrão de reprodução mais amplo. Esses organismos apresentam reprodução sexuada e assexuada. As espécies são geralmente hermafroditas e a fertilização é externa. Os gametas saem por sifões e, após a fertilização, o novo indivíduo se desenvolve em uma larva.

Os cefalocordados têm fertilização externa e os sexos são separados. Assim, machos e fêmeas liberam seus gametas no oceano. Quando ocorre a fertilização, uma larva é formada, semelhante à forma juvenil dos urocordados.

Os vertebrados reproduzem-se predominantemente sexualmente, com uma série de estratégias que permitem a multiplicação de indivíduos. Ambas as variantes de fertilização estão presentes - interna e externa.

Nutrição e dietas

A nutrição dos dois grupos basais de cordados - ascídias e cefalocordas - é alimentada por um sistema de filtração encarregado de capturar as partículas em suspensão no meio marinho.

Por outro lado, os mixins são necrófagos - se alimentam de outros animais mortos. As lampreias, em contraste, são ectoparasitas. Usando um complexo aparelho bucal em forma de ventosa, esses animais podem aderir à superfície corporal de outros peixes.

Porém, as formas juvenis se alimentam sugando a lama, rica em detritos orgânicos nutritivos e microorganismos.

Uma inovação evolutiva que determinou o destino do grupo foi o aparecimento das mandíbulas. Estes apareceram como uma modificação do padrão de desenvolvimento da região cefálica anterior.

Essa estrutura possibilitou ampliar o alcance das presas consumidas por essas barragens, além de ser muito mais eficiente na captura de potenciais presas.

Quanto aos vertebrados, é virtualmente impossível generalizar os hábitos tróficos de seus membros. Encontramos desde carnívoros, filtros, hematófagos, frugívoros, herbívoros, insetívoros, nectarívoros, granívoros, folívoros, entre outros.

Respiração

A respiração nos esguichos do mar ocorre por meio da propulsão da água. Estes possuem estruturas chamadas sifões, através dos quais podem circular e passar pelas fendas branquiais.

Nos cefalocordos, a respiração ocorre de maneira semelhante. Esses animais circulam constantemente a água em uma corrente que entra pela boca e sai por uma abertura conhecida como atriopore. Este mesmo sistema é usado para alimentar o animal.

Nos vertebrados, os sistemas respiratórios são muito mais variados. Em aquáticos, peixes e formas relacionadas, o processo de troca gasosa ocorre através das guelras.

Em contraste, os acidentes geográficos fazem isso por meio dos pulmões. Algumas espécies, como as salamandras, não têm pulmão e realizam a troca usando apenas a pele.

Os pássaros têm uma modificação adaptativa que lhes permite atender às demandas de energia de seu caro meio de locomoção: o vôo. O sistema é extremamente eficaz e é composto por brônquios conectados a sacos de ar.

Origem evolutiva

Registro fóssil

O primeiro fóssil encontrado no registro data do período cambriano, cerca de 530 milhões de anos atrás.

Apesar do fato de a maioria dos membros do grupo ser caracterizada principalmente por um esqueleto de ossatura dura, os ancestrais do grupo eram de corpo mole - portanto, o registro fóssil é particularmente escasso.

Por essas razões, as informações sobre a origem dos cordados são derivadas de evidências anatômicas de cordados atuais e evidências moleculares.

Vertebrados Ancestrais: Principais Fósseis

A maioria dos fósseis que datam do Paleozóico são ostracodermos, uma espécie de organismo em forma de peixe sem mandíbula. Alguns fósseis proeminentes são Yunnanozoon, um indivíduo que lembra um cefalocórdio e Pikaia É um famoso representante do Burgess Shale, tem 5 centímetros de comprimento e tem a forma de uma fita.

Haikouella lanceolata tem sido fundamental no processo de elucidação da origem dos vertebrados. Aproximadamente 300 fósseis de indivíduos desta espécie são conhecidos, uma reminiscência dos peixes de hoje. Embora não apresentem sinais de vértebras, apresentam todas as características de cordados.

Protostômios ou deuterostômios?

A origem evolutiva dos cordados tem sido um assunto de acalorada discussão desde o tempo de Charles Darwin, onde o ponto focal da pesquisa era estabelecer relações entre grupos de organismos vivos.

No início, os zoólogos especularam a possível origem dos cordados a partir da linhagem dos protostomados. No entanto, essa ideia foi rapidamente descartada quando ficou claro que as características que eles aparentemente compartilhavam não eram homólogas.

No início do século 20, as descobertas de padrões de desenvolvimento em animais tornaram evidente a relação com cordados e outros animais deuterostomizados.

Hipótese de Garstang

No curso da evolução biológica, os cordados seguiram dois caminhos separados - bem no início desse processo. Um carregava os ascídias e o outro os cefalocordados e vertebrados.

Em 1928, o ictiólogo e poeta britânico Walter Garstang propôs uma hipótese muito imaginativa, que envolve processos de heterocronias: mudanças na sincronicidade dos processos de desenvolvimento.

Para Garstang, o ancestral dos cordados poderia ser um indivíduo ancestral semelhante aos rebordos-marinhos desse juvenil, que mantiveram suas características larvais. Esta ideia muito vanguardista baseia-se no facto de os juvenis de araras apresentarem de forma muito conspícua as cinco características diagnósticas dos cordados.

Segundo a hipótese, em um momento crucial da evolução, a larva não poderia completar o processo de metamorfose e passar para um tunicado séssil adulto. Assim, surge a hipotética larva com maturidade reprodutiva. Com este evento, surge um novo grupo de animais com a capacidade de nadar livremente.

Garstang usou o termo pedomorfose para descrever a retenção de caracteres juvenis no estado adulto. Esse fenômeno foi relatado em vários grupos atuais de animais, por exemplo, em anfíbios.

Referências

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