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História Evolutiva e Filogenia de Metazoa
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Os 6 reinos da vida
• Eubacteria• Archaea
• Fungi• Protista• Plantae• Animalia (= Metazoa)
PROCARIOTOS
EUCARIOTOS
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Diversidade zoológica• 1. Porifera (5500)*• 2. Placozoa (1)*• 3. Monoblastozoa (1)*• 4. Rhombozoa (70)*• 5. Orthonectida (20)*• 6. Cnidaria (10 mil)*• 7. Ctenophora (100)*• 8. Platyhelmintes (20 mil)*• 9. Nemertea (900)*• 10. Rotifera (1800)*• 11. Gastrotricha (450)*• 12. Kinorhyncha (150)*• 13. Nematoda (25 mil)*• 14. Nematomorpha (320)*• 15. Acantocephala (1100)*• 16. Entoprocta (150)* • 17. Gnathostomulida (80)*
•18. Priapula (16)*•19. Loricifera (10)*•20. Cycliophara (1)*•21. Sipuncula (320)*•22. Echiura (135)*•23. Annelida (16500)*•24. Onycophora (110)*•25. Tardigrada (800)*•26. Arthropoda (1.100.000)*•27. Mollusca (90 mil)*•28. Phoronida (20)*•29. Ectoprocta (4500)*•30. Brachiopoda (335)*•31. Echinodermata (7 mil)*•32. Chaetognatha (100)*•33. Hemichordata (85)* •34. Chordata (50 mil)
* invertebrados
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• Os animais atuais são produtos de seu passado evolutivo e não é possível compreender completamente a biologia moderna sem que se investigue esse passado.
• Quando eles surgiram?
• Quais são as relações evolutivas entre eles?
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Origem da multicelularidade
Nível de O2
Tempo
Formação da Terra
Vida multicelular
Primeiros
eucariotos
Primeiros
procariotos
Acúmulo de O2
4,6 a 3,8 ba2,7 ba 2 a 1,4 ba
600 ma
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Como espécies geneticamente distintas se integram num único indivíduo capaz de se reproduzir?
Não há evidências desse processo em protistas atuais
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Volvox: células conectadas por pontes citoplasmáticas; com divisão de trabalho
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História evolutiva e relações dos animais com os demais reinos
multicelulares
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Ruppert et al.
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• Organismos multicelulares – animais, fungos e plantas – são descendentes de protistas
• Animais são mais proximamente relacionados com fungos do que com plantas
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• Quem foi o primeiro animal e quando ele surgiu? - ainda não há certeza
• Os primeiros organismos multicelulares provavelmente eram pequenos, com poucas células e sem partes duras – difícil deixar vestígios – Fósseis e tempo geológico
História evolutiva dos animais
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Pré-Cambriano
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A época Ediacara e a origem dos animais
• Fósseis mais antigos de animais datam do período Pré-
Cambriano (~ 600 ma) - fauna de Ediacara (na Austrália)
• Invertebrados marinhos de corpos moles – maioria pequena
- comedores de suspensão e comedores de detritos
• Contém a primeira evidência de muitos filos modernos -
Porifera, Cnidaria, Mollusca, Echinodermata
• Poucas espécies passaram a transição para o Período
Cambriano
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Pré-cambriano
Época Ediacarana
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A era Paleozóica (570-250ma)
Período Cambriano• A explosão dos animais com partes duras
• Extensos mares rasos no equador, clima quente, algas em abundância
• No final do Cambriano quase todos os filos atuais de animais já tinham surgido
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VIDEO
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Período Ordoviciano• Clima continua aquecendo, extinção em massa no
final do período
• Primeiros xifosuros, fungos e plantas terrestres (musgos), fauna marinha quase triplica, primeiros vertebrados (peixes sem maxila)
A era Paleozóica (570-250ma)
xifosuros
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Período Siluriano• Primeiras plantas terrestres (samambaias), primeiros
invertebrados terrestres (aranhas e centopéias) e peixes com maxilas
Período Devoniano• Terras se elevam e o clima começa a esfriar, extensos
corpos de água doce, extinção em massa no final do período
• Primeiras árvores (gimnospermas) e estabelecimento de ambientes florestais, primeiros insetos e anfíbios
A era Paleozóica (570-250ma)
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Período Carbonífero• Quente e úmido, extensos pântanos, primeiros vertebrados
terrestres (répteis)
Período Permiano• Maioria dos grupos atuais de insetos• Maior extinção em massa no final - 85% das espécies
marinhas, 70% vertebrados terrestres• Impacto asteróide, atividade vulcânica ou mar estagnado -
poluição atmosférica na forma de pó e partículas de enxofre esfria a terra, ou volumosas emissões de gases -efeito estufa prolongado
A era Paleozóica (570-250ma)
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Era Mesozóica (250-65ma)
Período Triássico• Terras altas, poucos mares rasos, clima quente e
extensos desertos, flora dominada por Gymnospermas, com as angiospermas surgindo no fim do período, diversidade de vertebrados, primeiros mamíferos, primeiros dinossauros
• Extinção no final
Período Jurássico• Clima quente e estável, primeiras aves e insetos
comedores de folhas, irradiação dos dinossauros
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Era Mesozóica (250-65ma)
Período Cretáceo• Angiospermas dominam os ambientes terrestres
• Extinção em massa no final – 50 a 70% das espécies, incluindo os dinossauros
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Era Cenozóica (65ma-presente)
• Resfriamento• Deriva continental e formação das calotas polares
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Resumindo...
Rota de Colonização:
1. Mar
2. Terra
3. Água doce
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INTERVALODE 20 MINUTOS
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Relações entre os filos animais atuais
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METAZOA
Brusca e Brusca
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Protistas CHOANOFLAGELLATA são grupo irmão
de METAZOA
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Evidências
• Esponjas têm coanócitos(células c/ colar) que são extremamente similares morfologicamente aos protistas coanoflagelados
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Grupos basais
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Grupos basais
Esponjas (Filo Porifera)
• De todos os animais, são as que se aproximam mais de uma colônia de coanoflagelados– Coanócito– Sem sistema nervoso– Sem sistema de simetria – são assimétricas
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Mas o que é simetria?
Simetria refere-se ao modo como as partes do corpo estão organizadas ao redor de um eixo central
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Tipos de simetria
Organismos assimétricos – não possuem
plano de simetria corporal; nenhum eixo não produz metades iguais (simétricas)
ameba
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Simetria radial – metades semelhantes divididas por mais de 2 planos que passam através do eixo longitudinal
Anêmonas
eixo atravessa o centro do corpo
Tipos de simetria
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Simetria bilateral – apenas 1 plano divide o
corpo em duas partes iguais - o plano sagital
Tipos de simetria
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Planos de simetria:
1. Plano sagital (existe apenas um) – divide o corpo do animal em duas metades - direita e esquerda.
2. Plano frontal (perpendicular ao sagital)– divide o corpo em duas metades - dorsal e ventral.
3. Plano transversal – qualquer plano que corta através do corpo, de lado a lado – anterior e posterior.
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VOLTANDO ÀS ESPONJAS...
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Grupos basais
Esponjas (Filo Porifera)
• De todos os animais, são as que se aproximam mais de uma colônia de coanoflagelados– Desenvolvem uma blástula, mas não passam pelo
processo de gastrulação
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Zigoto
Divisões
celulares
Mórula Blástula Blástula(em corte)
Divisões
celulares
Cavidade(blastocele)
Gastrulação
Gástrula(em corte)
BlastóporoEndoderma
Ectoderma
Intestino primitivo(arquêntero)
BlastoceleFolhetosgerminativos
Desenvolvimento embrionário
Clivagem Clivagem
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Esponjas (Filo Porifera)
• De todos os animais, são as que se aproximam mais de uma colônia de coanoflagelados– grau celular de organização
Grupos basais
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Níveis de organização da complexidade animal
• Celular: agregado de células diferenciadas funcionalmente –esponjas
• Tissular: organização de células semelhantes em camadas (tecidos) -Cnidaria
• Organogênico: agregação de tecidos para formar órgãos -Platyhelminthes
• Sistêmico: órgãos trabalham juntos para a execução de uma mesma função (sistemas) –grande maioria dos animais
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O que é um tecido?
• Conjunto de células semelhantes especializadas para o desempenho de uma função comum
• Constituídos de células + componentes não celulares (matriz extracelular) produzidos pelas células
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Grupos basais
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Cnidários e Ctenóforos
• Com simetria (simetria radial)
• Com tecidos(com membrana basal e junções), mas sem órgãos
• Gastrulação
• Diploblásticos
Grupos basais
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Zigoto
Divisões
celulares
Mórula Blástula Blástula(em corte)
Divisões
celulares
Cavidade(blastocele)
Gastrulação
Gástrula(em corte)
BlastóporoEndoderma
Ectoderma
Intestino primitivo(arquêntero)
BlastoceleFolhetosgerminativos
Desenvolvimento embrionário
Clivagem Clivagem
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cnidócito
epitélio-muscular
nutritivo-muscular
sensorial
intersticial
nervosa
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Cnidários e Ctenóforos
• Sistema nervosocom células nuas organizadas numa redenervosa
• Locomoçãoatravés de contração muscular
• Alimentam-se de partículas grandes –pequenos animais
Grupos basais
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Bilateria
Animais com simetria bilateral
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Conseqüências da bilateralidade:
Cefalização c/ concentração das estruturas sensoriais
Dorso c/ função protetora
Ventre – c/ função motora
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Bilateria
Protostomadose Deuterostomados
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� Animais triplobásticos - três folhetos embrionários
� ectoderme
� endoderme
� mesoderme
Camada que surge entre a ectoderme e a endoderme, a partir de células embrionárias associadas à endoderme
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Animais Protostomados Animais Deuterostomados
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• Grupo formado em análises moleculares
• Larva trocófora ou lofóforo
• Lopho = lofóforo
• Troco = larva trocófora
• Zoa = animais
Bilateria Protostomados Lophotrochozoa
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Larva trocófora
![Page 72: História Evolutiva e Filogenia de Metazoa · Gymnospermas, com as angiospermas surgindo no fim do período, diversidade de vertebrados, primeiros mamíferos, primeiros dinossauros](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050304/5f6cd97136ca955d3b4dd9b7/html5/thumbnails/72.jpg)
Platyhelminthes
• Bilateria mais primitivos• O ancestral dos Bilateria teria sido uma pequena
espécie semelhante a um platelminto bentônico• Corpos sólidos, formados por mais de uma
camada de células• Possuem tecidos e órgãos• Sistema nervoso com cordões nervosos
longitudinais embainhados
Bilateria Protostomados Lophotrochozoa
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• Grupo formado principalmente em análises moleculares
• Animais que mudam a cutícula pelo menos 1 vez durante a vida
• Ecdise = Muda
• Zoa = Animais
Bilateria Protostomados Ecdisozoa
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• O blastóporo origina o ânus
• Origem enterocélica do mesoderma
Bilateria Deuterostomados
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• São um enigma –insertae sedis
• Características de proto e deuterostômios
Bilateria - Filo Chaetognatha
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Chaethognatha
![Page 77: História Evolutiva e Filogenia de Metazoa · Gymnospermas, com as angiospermas surgindo no fim do período, diversidade de vertebrados, primeiros mamíferos, primeiros dinossauros](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050304/5f6cd97136ca955d3b4dd9b7/html5/thumbnails/77.jpg)
Filogenias de Metazoa
![Page 78: História Evolutiva e Filogenia de Metazoa · Gymnospermas, com as angiospermas surgindo no fim do período, diversidade de vertebrados, primeiros mamíferos, primeiros dinossauros](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050304/5f6cd97136ca955d3b4dd9b7/html5/thumbnails/78.jpg)
Eernisse - morfologia
LophotrochozoaEcdisizoaDeuterostomia
![Page 79: História Evolutiva e Filogenia de Metazoa · Gymnospermas, com as angiospermas surgindo no fim do período, diversidade de vertebrados, primeiros mamíferos, primeiros dinossauros](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050304/5f6cd97136ca955d3b4dd9b7/html5/thumbnails/79.jpg)
![Page 80: História Evolutiva e Filogenia de Metazoa · Gymnospermas, com as angiospermas surgindo no fim do período, diversidade de vertebrados, primeiros mamíferos, primeiros dinossauros](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050304/5f6cd97136ca955d3b4dd9b7/html5/thumbnails/80.jpg)
Brusca & Brusca
![Page 81: História Evolutiva e Filogenia de Metazoa · Gymnospermas, com as angiospermas surgindo no fim do período, diversidade de vertebrados, primeiros mamíferos, primeiros dinossauros](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050304/5f6cd97136ca955d3b4dd9b7/html5/thumbnails/81.jpg)
![Page 82: História Evolutiva e Filogenia de Metazoa · Gymnospermas, com as angiospermas surgindo no fim do período, diversidade de vertebrados, primeiros mamíferos, primeiros dinossauros](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050304/5f6cd97136ca955d3b4dd9b7/html5/thumbnails/82.jpg)
Por que as filogenias são diferentes?
• Caracteres utilizados
• Táxons utilizados
• Ferramentas de análise
• Homoplasias
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• Questão chave em sistemática: origem das semelhanças– Será que a semelhança em uma dada
característica reflete uma herança a partir de um ancestral comum ou são heranças independentes nas linhagens?
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• Homologia - origem comum – foram herdadas do ancestral comum mais próximo
![Page 85: História Evolutiva e Filogenia de Metazoa · Gymnospermas, com as angiospermas surgindo no fim do período, diversidade de vertebrados, primeiros mamíferos, primeiros dinossauros](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050304/5f6cd97136ca955d3b4dd9b7/html5/thumbnails/85.jpg)
1 = possui o caracter0 = não possui
Matriz de caracteres Cladograma
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• Homoplasia – função comum – semelhança não herdadas de um ancestral comum mais próximo
![Page 87: História Evolutiva e Filogenia de Metazoa · Gymnospermas, com as angiospermas surgindo no fim do período, diversidade de vertebrados, primeiros mamíferos, primeiros dinossauros](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050304/5f6cd97136ca955d3b4dd9b7/html5/thumbnails/87.jpg)
![Page 88: História Evolutiva e Filogenia de Metazoa · Gymnospermas, com as angiospermas surgindo no fim do período, diversidade de vertebrados, primeiros mamíferos, primeiros dinossauros](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050304/5f6cd97136ca955d3b4dd9b7/html5/thumbnails/88.jpg)
Homoplasia
• Convergência– características semelhantes surgiram independentemente em organismos não relacionados – mesmas pressões seletivas
• Pedomorfose– atinge a maturidade sexual precocemente, ainda no estágio larval - animais simples podem ter se originado de um ancestral mais complexo - simplicidade pode ser secundária
![Page 89: História Evolutiva e Filogenia de Metazoa · Gymnospermas, com as angiospermas surgindo no fim do período, diversidade de vertebrados, primeiros mamíferos, primeiros dinossauros](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050304/5f6cd97136ca955d3b4dd9b7/html5/thumbnails/89.jpg)
Filogenia que será seguida na disciplina
![Page 90: História Evolutiva e Filogenia de Metazoa · Gymnospermas, com as angiospermas surgindo no fim do período, diversidade de vertebrados, primeiros mamíferos, primeiros dinossauros](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050304/5f6cd97136ca955d3b4dd9b7/html5/thumbnails/90.jpg)
Bibliografia desta aula
• Barnes et al. (2008), cap. 2• Ruppert et al., caps. 4 (págs. 81-87)
• Hickmann, Roberts & Larson, cap. 2 (págs. 29-32)
• Halanych, K.M. (2004) The new view of animal phylogeny. Annual Review of Ecology and Systematics, 35: 229-256
![Page 91: História Evolutiva e Filogenia de Metazoa · Gymnospermas, com as angiospermas surgindo no fim do período, diversidade de vertebrados, primeiros mamíferos, primeiros dinossauros](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022050304/5f6cd97136ca955d3b4dd9b7/html5/thumbnails/91.jpg)
Para a próxima aula
Porifera
• Brusca & Brusca, caps. 6 e 7• Hickman et al., cap.12
• Ruppert et al., cap. 5