Anfíbios

Anfíbios (Anfíbios) são qualquer membro do grupo de Animais vertebrados caracterizado por sua capacidade de viver em habitats aquáticos e terrestres.

Seu nome significa "viver uma vida dupla" no grego clássico, ele reflete essa estratégia de vida dupla, embora algumas espécies sejam habitantes permanentes da terra, enquanto outras espécies têm um modo de existência completamente aquático.

A rã é um dos anfíbios mais característicos

Características dos anfíbios

As três ordens de vida dos anfíbios variam muito em tamanho e estrutura. A presença de uma cauda longa e dois pares de membros de aproximadamente o mesmo tamanho distingue tritões e salamandras (ordem Caudata) de outros anfíbios, embora membros da família Sirenidae parecida com a enguia não tenham membros posteriores.

Salamandras e salamandras variam muito em comprimento; membros do gênero mexicano Thorius medem 25-30 mm, enquanto Andrias, um gênero de salamandras aquáticas gigantes endêmicas da China e do Japão, atinge um comprimento de mais de 1,5 metros.

Rãs e sapos (ordem Anura) são facilmente identificados por suas longas patas traseiras e pela ausência de cauda. Eles têm apenas cinco a nove vértebras pré-sacrais. A rã-gigante da África Ocidental, que pode atingir 30 cm do focinho à cloaca e pesar até 3,3 kg, é o maior anuro. Alguns dos anuros menores incluem os braquicefálicos da América do Sul, que têm um comprimento do focinho à clareira de apenas 9,8 mm, e alguns microilídeos, que crescem de 9 a 12 mm quando adultos. Cacilianos longos, delgados e sem membros (ordem Gymnophiona) são animais que se adaptaram a estilos de vida fósseis (escavação) ao desenvolver um corpo segmentado por sulcos anulares e uma cauda curta e romba. Cecilia pode crescer mais de 1 metro (3 pés) de comprimento. A maior espécie, Caecilia thompsoni, atinge 1,5 metro de comprimento, enquanto a menor espécie, Idiocranium russeli, tem apenas 90 a 114 mm.

Alimentação de anfíbios

Os anfíbios adultos são quase inteiramente carnívoros. Eles comem praticamente tudo o que podem pegar e engolir. Anfíbios sem pernas só podem abrir e fechar suas mandíbulas para pegar uma presa. Além disso, muitas salamandras e sapos têm línguas compridas e pegajosas que se especializam em abrir insetos.

evolução

Mais de 6.500 espécies de anfíbios vivos são conhecidas. Eles apareceram pela primeira vez há cerca de 340 milhões de anos e foram um dos primeiros grupos a se desviar das populações ancestrais de peixes-tetrápodes durante a evolução dos animais de formas estritamente aquáticas para tipos terrestres. Hoje, os anfíbios são representados por rãs e sapos (ordem Anura), salamandras (ordem Caudata) e cecilianos (ordem Gymnophiona). Acredita-se que essas três ordens de anfíbios vivos derivem de uma única radiação de anfíbios antigos e, embora sejam muito diferentes na forma corporal, são provavelmente os parentes mais próximos uns dos outros. Como um grupo, as três ordens constituem a subclasse Lissamphibia.

Nem os lisaphibianos, nem qualquer um dos grupos extintos de anfíbios foram os ancestrais do grupo de tetrápodes que deu origem aos répteis. Embora alguns aspectos da biologia e anatomia dos vários grupos possam demonstrar características que os ancestrais répteis possuem, os anfíbios não são a etapa intermediária na evolução dos répteis dos peixes.

Os anfíbios modernos são unidos por várias características únicas. Eles geralmente têm pele úmida e são altamente dependentes da respiração cutânea (superfície da pele). Eles têm um sistema auditivo de canal duplo, hastes verdes em suas retinas para discriminar tons e dentes pediculados (duas partes). Algumas dessas características também podem ter existido em grupos extintos.

Os membros das três ordens existentes diferem notavelmente em sua aparência estrutural. As rãs e sapos não têm cauda e são atarracadas, com pernas traseiras longas e poderosas modificadas para pular. Os cecilos não têm membros, são como vermes e são altamente adaptados para uma existência madrugadora. Salamandras e salamandras têm cauda e dois pares de membros aproximadamente do mesmo tamanho; no entanto, eles são um pouco menos especializados na forma corporal do que as outras duas ordens.

Ciclo de vida: reprodução, ovulação, estágio larval e metamorfose

Muitos anfíbios têm um ciclo de vida bifásico que envolve ovos e larvas aquáticas que se desenvolvem em juvenis e adultos terrestres ou semi-aquáticos.

Eles geralmente colocam grandes quantidades de ovos na água; As ninhadas da salamandra tigre (Ambystoma tigrinum) podem exceder 5.000 ovos, e as grandes rãs-touro (L. catesbeianus) podem produzir ninhadas de 45.000 ovos.

O tamanho do ovo e a temperatura da água são fatores importantes que influenciam no tempo de desenvolvimento do embrião. Os ovos de muitas espécies de anuros postos em águas quentes requerem apenas um ou dois dias para se desenvolver, enquanto os ovos postos em lagos ou riachos frios de montanha podem não eclodir por 30 a 40 dias.

O desenvolvimento dos ovos de salamandra geralmente leva mais tempo e a eclosão ocorre entre 20 e 270 dias após a fertilização.

Reprodução

Muitos anfíbios são obrigados a se reproduzir em águas estagnadas. Os ovos são depositados na água e as larvas em desenvolvimento são essencialmente embriões de vida livre; Eles devem encontrar seu próprio alimento, escapar de predadores e realizar outras funções vitais enquanto continuam a se desenvolver.

À medida que as larvas completam seu desenvolvimento embrionário, elas adotam um desenho corporal adulto que lhes permite abandonar os habitats aquáticos em favor dos terrestres. Embora essa metamorfose da vida aquática para a terrestre ocorra em membros de todos os três grupos de anfíbios, há muitas variantes e alguns taxa dão à luz seus filhotes vivos. Na verdade, as aproximadamente 6.200 espécies vivas de anfíbios mostram mais experimentos evolutivos no modo reprodutivo do que qualquer outro grupo de vertebrados.

Alguns taxa possuem ovos e larvas aquáticas, enquanto outros embutem seus ovos na pele do dorso da fêmea; Esses ovos eclodem como girinos ou sapos em miniatura. Em outros grupos, os filhotes se desenvolvem dentro do oviduto e os embriões se alimentam na parede do oviduto. Em algumas espécies, os ovos se desenvolvem dentro do estômago da fêmea.

Ovulação

Dentro do ovo, o embrião é envolvido por uma série de cápsulas gelatinosas semipermeáveis ​​e suspenso no fluido perivitelial, um líquido que também envolve a gema. As larvas em incubação dissolvem essas cápsulas com enzimas secretadas pelas glândulas nas pontas de seus focinhos. A massa da gema original do ovo fornece todos os nutrientes necessários para o desenvolvimento; no entanto, vários estágios de desenvolvimento usam nutrientes diferentes. No início do desenvolvimento, as gorduras são a principal fonte de energia.

Durante a gastrulação, um estágio inicial de desenvolvimento em que o embrião consiste em duas camadas de células, há uma dependência crescente de carboidratos. Após a gastrulação, ocorre o retorno ao uso da gordura. Durante os estágios posteriores de desenvolvimento, quando as estruturas morfológicas são formadas, as proteínas são a principal fonte de energia.

No estágio neuronal, um estágio embrionário em que o tecido nervoso se desenvolve, os cílios aparecem no embrião e o movimento gracioso dessas estruturas cabeludas faz o embrião girar dentro do líquido perivitelial. As larvas de cacilia, salamandras e alguns anuros em desenvolvimento direto e portador de vida têm guelras externas que pressionam contra a parede interna da cápsula do ovo, permitindo uma troca de gases (oxigênio e dióxido de carbono) com o ar externo ou com tecidos maternos. Durante o desenvolvimento, a amônia é a principal forma de resíduo de nitrogênio e é diluída por uma difusão constante de água no fluido perivitelial.

O desenvolvimento dos membros em embriões de salamandras aquáticas começa na região da cabeça e prossegue em uma onda descendo pelo corpo, com os dedos aparecendo sequencialmente em ambos os conjuntos de membros. As salamandras que colocam seus ovos em riachos produzem embriões que desenvolvem os dois conjuntos de membros antes da eclosão, mas as salamandras que colocam seus ovos em água parada têm embriões que desenvolvem apenas os membros anteriores antes da eclosão.

Logo após o aparecimento das patas dianteiras, a maioria das salamandras que vivem em lagos desenvolve uma projeção ectodérmica conhecida como balanceador em ambos os lados da cabeça. Essas estruturas em forma de bastão surgem do arco mandibular, contêm nervos e capilares e produzem uma secreção pegajosa. Eles evitam que as larvas recém-eclodidas afundem no sedimento e ajudam a salamandra a manter o equilíbrio antes do desenvolvimento de seus membros anteriores. Após o aparecimento dos membros anteriores, os balanceadores degeneram.

Durante os estágios embrionários e larvais iniciais em anuros, órgãos adesivos emparelhados surgem do arco hióide, localizado na base da língua. O muco pegajoso que secretam pode formar uma ligação semelhante a um fio entre um girino recém-eclodido e a cápsula do ovo ou a vegetação. Conseqüentemente, o girino ainda em desenvolvimento pode permanecer em uma posição estável até que seja capaz de nadar e se alimentar por conta própria, após o que os órgãos adesivos degeneram.

Estágio larval

A larva anfíbia representa um estágio morfologicamente distinto entre o embrião e o adulto. A larva é um embrião de vida livre. Deve encontrar comida, evitar predadores e participar de todos os outros aspectos da existência livre enquanto completa seu desenvolvimento e crescimento embrionário. As larvas de salamandra e caciliana são carnívoras e têm uma morfologia mais semelhante à de suas respectivas formas adultas do que as larvas de anuros. Logo após a eclosão de suas cápsulas de ovo, as salamandras larvais, que têm quatro membros totalmente desenvolvidos, começam a se alimentar de pequenos invertebrados aquáticos. As larvas da salamandra são versões menores dos adultos, embora difiram de suas contrapartes adultas pela presença de brânquias externas, nadadeira caudal, dentição larval distinta, língua rudimentar e ausência de pálpebras. Os cacílios larvais, também modelos menores de adultos, têm guelras externas, um sistema de linha lateral (um grupo de órgãos dos sentidos epidérmicos localizados na cabeça e ao longo das laterais do corpo) e pele fina.

Em anuros, girinos são como peixes quando eclodem. Possuem corpos curtos, geralmente ovóides, e longas caudas comprimidas lateralmente, compostas por um eixo central da musculatura com nadadeiras dorsal e ventral. A boca está localizada terminalmente (recuada), circundada por um disco oral que geralmente é delimitado por papilas e possui muitas fileiras de dentículos de queratina. Os girinos costumam ter bicos córneos. Suas guelras são internas e cobertas por um opérculo.

A água aspirada pela boca passa pelas guelras e é expelida por uma ou mais aberturas expiraculares na lateral de uma câmara opercular. As larvas de anuros são microfágicas e, portanto, se alimentam fortemente de bactérias e algas que cobrem plantas aquáticas e detritos.

As larvas da salamandra geralmente atingem o tamanho completo em dois a quatro meses, embora possam permanecer por dois a três anos antes que ocorra a metamorfose. Algumas espécies aquáticas de grande porte, como a samambaia (Cryptobranchus alleganiensis) e o filhote de lama (Necturus maculosus), nunca se metamorfoseiam totalmente e mantêm as características larvais dos adultos. O desenvolvimento dos girinos varia em comprimento entre as espécies. Algumas espécies de anuros que vivem em habitats xéricos (secos), onde lagoas efêmeras podem existir por apenas algumas semanas, desenvolvem-se e metamorfoseiam em duas a três semanas; no entanto, a maioria das espécies requer pelo menos dois meses. As espécies que vivem em riachos ou lagos de montanhas frias geralmente requerem muito mais tempo. Por exemplo, o desenvolvimento do sapo com cauda (Ascaphus truei) leva três anos para ser concluído.

Metamorfose

A metamorfose envolve uma mudança abrupta e profunda na fisiologia e bioquímica de um animal, com conseqüentes modificações estruturais e comportamentais. Essas mudanças marcam a transformação do embrião em juvenil e a conclusão do desenvolvimento. Em última análise, os hormônios controlam todos os eventos de crescimento larval e metamorfose e, em muitos casos, o desenvolvimento é acompanhado por uma mudança de uma vida totalmente aquática para uma semi-aquática ou totalmente terrestre.

Metamorfose de um sapo

Embora as salamandras passem por muitas modificações estruturais, essas mudanças não são dramáticas. A pele fica mais espessa à medida que as glândulas dérmicas se desenvolvem e a nadadeira caudal é reabsorvida. As guelras são reabsorvidas e fechadas à medida que os pulmões se desenvolvem e a circulação das guelras é alterada. As pálpebras, a língua e o osso maxilar são formados e os dentes se desenvolvem nos ossos maxilares e paraesfenoides. As mudanças que ocorrem nos cecilianos (fechamento da abertura branquial, degeneração da nadadeira caudal e desenvolvimento de tentáculos e glândulas cutâneas) também são mínimas.

As mudanças esqueléticas são muito mais dramáticas em anuros porque os girinos fazem uma transição abrupta e radical para sua forma adulta. As extremidades completam seu desenvolvimento e os membros anteriores rompem a parede opercular, no início da metamorfose. A cauda encolhe à medida que o corpo a reabsorve, as glândulas dérmicas se desenvolvem e a pele fica mais espessa.

À medida que os pulmões e a ventilação pulmonar se desenvolvem, as guelras e a circulação sanguínea associada desaparecem. As peças bucais dos adultos substituem suas contrapartes larvais degeneradas e as estruturas hialíngeas se desenvolvem.

Todos os anuros, exceto os pipídeos (família Pipidae), desenvolvem uma língua. No trato digestivo recém-diferenciado, o intestino é encurtado. Os olhos estão aumentados e estruturalmente alterados; as pálpebras aparecem. Essas mudanças extremas na metamorfose do anuro demarcam claramente a mudança de um modo de vida aquático para um terrestre.

Outras modificações menos óbvias, embora radicais, do crânio larval e do aparelho hiobranquial (isto é, a parte do esqueleto que serve de base para a língua no assoalho da boca) ocorrem para abrir espaço para órgãos dos sentidos recentemente desenvolvidos. Essas modificações também facilitam a transição dos modos de alimentação e respiração das larvas para os modos de adulto.

Durante a metamorfose, o sistema urogenital de todos os anfíbios também é modificado. Um rim mesonéfrico ou opistonefrico (que usa néfrons localizados no meio ou no final da crista nefrica no embrião em desenvolvimento) substitui o rim pró-néfrico degenerado rudimentar. Essa transição está ligada à transição da produção de um grande volume de amônia diluída para uma pequena quantidade de uréia concentrada. As gônadas e os dutos associados também aparecem e começam a amadurecer.