Sustentação e locomoção nos vertebrados

Ana Rita Pacheco nº 33715, Cristiana Valente nº33708, Joel Neves nº 33709, Filipe Marinho nº 33706

Introdução aos Vertebrados

Os animais do sufilo Vertebrata são os mais evoluídos e conhecidos do filo Chordata.

Caracteres diagnósticos dos vertebrados

- Encéfalo encerrado no crânio e presença de coluna vertebral.

Esquema do Vertebrado “ideal”, em corte longitudinal, mostrando a posição dos principais órgãos.

Crânio dos Vertebrados

Anapsida(Gr. an =sem + apsida=abertura). Tartarugas.

SinapsidaActuais mamíferos.

DiapsidaSignifica “duas aberturas temporais”. Outros répteis e aves.

Endoesqueleto

Ósseo

Cartilagíneo

Sustentação dos Vertebrados

Crânio Coluna Vertebral Esterno Costelas

Cintura Escapular Cintura pélvica Extremidades

Esqueleto

Axial

Apendicular

Vértebras dos Vertebrados

• Existiu uma evolução dos peixes para os anfíbios e tetrápodes terrestreslevou a que o corpo se tivesse de adaptar a novas tensões recebidas pelasextremidades

• Diversificaram-se em cervicais, sacras, pélvicas, toráxicas, lombares ecaudais – nos tetrápodes amniotas;

• Foram reduzidas as vértebras caudais tanto em número como emtamanho, chegando até a fundir-se com as vértebras sacras – no Homem,Aves e nos Anfíbios (Anuros).

Músculos dos Vertebrados

Músculo Cardíaco:• Estriado com bandas

claras e escurasalternadamente;

• Unicamente no coração;• Contracções

involuntárias, vigorosas erítmicas.

Músculo Liso ou Visceral:• Carece de bandas

alternadas;• Contracções contínuas de

força relativamente pequena, pouco gasto energético;

• Encontra-se tubo digestivo, controlo do diâmetro dos vasos sanguíneos, etc.

Músculo Esquelético:• Estriado com bandas

alternadas claras e escuras;

• Movimento do tronco, órgãos respiratórios, dos apêndices, entre outros.

Movimento

• Os ossos dão o respectivo suporte às partes moles, apoio aos músculos esqueléticos, e funciona como um sistema de alavancas que amplia as forças geradas na contracção muscular;

• As articulações permitem aos ossos estarem interligados e moverem-se dentro de certas limitações;

• Os músculos que se contraem e distendem, possibilitando o movimento dos ossos;

• Os tendões que ligam os músculos aos ossos.

Locomoção dos Vertebrados

• Locomoção:- É o modo como o animal se desloca no meio habitat em que se encontra.

• Os animais deslocam-se para :- capturarem o seus alimentos;- para fugirem dos seus predadores;- para acasalarem;- para encontrarem melhores condições de vida.

Tipos de locomoção

• Locomoção no solo- Corrida- Marcha- Reptação- Salto

• Locomoção no ar- Voo

• Locomoção na água- Natação

Peixes Cartilaginosos

Classe Chondrichthyes

Subclasse Holocephali

Subclasse Elasmobranchii

Esqueleto cartilagíneo, resistente e flexível.

Composto pelo crânio e coluna vertebral;

Vértebras completas e separadas;

Cinturas peitoral e pélvica.

Sustentação

• Sustentadas por raios dérmicos não segmentados;

• Barbatanas pares (peitorais e pélvicas) sustentadas pelacintura peitoral;

• Barbatanas ímpares (dorsal, anal e caudal) sustentadas pelacintura pélvica.

Sustentação

Barbatanas

A existência de barbatanas possibilita a locomoção dos peixes.

• Barbatanas pares – Funcionam como elementosestabilizadores;

• Barbatanas dorsais e anais – Utilizadas como leme;

• Barbatana caudal, em conjunto com a ondulação do corpo –Confere propulsão ao peixe.

Locomoção

• Escamas placóides

• Baixa densidade do esqueleto cartilaginoso;

• Fígado grande e leve repleto de óleo.

Locomoção

Flutuabilidade

• Corpo fusiforme;

• Barbatanas pares rígidas;

• Cauda heterocerca,assimétrica.

Subclasse Elasmobranchii

• Barbatanas peitorais, ligadas àcabeça e ao tronco – extremamentedesenvolvidas.

Grupo Osteichthyes

São o grupo mais vasto e diverso,correspondendo a cerca de 9 em cada 10espécies, de peixes actuais;Habitam todos os tipos de água eadaptaram-se a viver em condições porvezes difíceis;Bem adaptados à vida aquática, sendobastante hidrodinâmicos devido ao seucorpo fusiforme.

(do grego osteos, osso + ichthyos, peixe)

Sustentação

Esqueleto

Crânio Coluna Vertebral Raio das barbatanas

• Crânio é articulado comas maxilas e mandíbulas;

• Suporta os arcosbranquiais;

• A articulação do crâniocom a coluna vertebral étão forte que os peixes nãopodem virar a cabeça.

• Da coluna vertebral partemas costelas e a cinturapeitoral (não existe cinturapélvica, ligando-se essasbarbatanas por meio detendões, sem ligação á colunavertebral).

• As barbatanas apresentamraios ou ossos desustentação, que estãoarticulados a outros ossos docorpo, de forma similar aChondrichthyes;

• Numerosos pequenosossos sustentam os raios dasbarbatanas.

Locomoção

barbatanas pares peitorais;

barbatanas pares pélvicas;

barbatanas dorsal ímpar;

barbatanas anal ímpar;

barbatanas caudal ímpar;

raios espinhosos e/ou moles, respectivamente;

Barbatana adiposa (nos salmonídeos);

Linha lateral;

Barbilhos (em algumas espécies);

óperculo;

estabilização

propulsão

Funciona como uma quilha de um barco

A barbatana caudal em geral, é homocerca, pois tem osdois lobos simétricos sendo que asvárias formas vão condicionar a velocidade;

Locomoção

Bexiga natatória

Não necessitam das barbatanas para se manterem aflutuar, usando-as apenas para manobrar na água;

Consoante o volume da bexiga,maior ou menor gásarmazenado, o peixe sobe oudesce;

Menor gasto de energia paraos peixes;

Locomoção e Sustentação

Grupo Osteichthyes

Classe Actinopterygii – barbatanas suportadas por“raios” (lepidotríquias) não articulados aoesqueleto;

Classe Sarcopterygii – barbatanas carnudas(lobuladas) com vários ossos, articuladas aoesqueleto pelo osso mais ventral;

Superordem Teleósteos

Celacanto e peixes dipnóicos pulmunados

Locomoção e Sustentação

Classe Actinopterygii

Superordem TeleósteosClimax dos peixes ósseos: 10 ordens extintas;35 ordens vivas, representando 96% detodos os peixes vivos.

Ordem Salmoniformes salmão, trutas, lúcios, etc.

Ordem Anguiliformesmoreias, enguias, etc.

Ordem Siluriformespeixe-gato-bagres, etc.

Locomoção e Sustentação

Ordem Perciformes atum, peixe-espada, barracudas etc.

Ordem Beloniforme peixes-agulha, peixes-voadores,etc.

Ordem Cipriniforme piranhas, carpas, etc.

Ordem Signatiforme cavalo-marinho.

Locomoção e Sustentação

Classe Sarcopterygii

Subclasse Crosopterygii (Crosopterigios) que contém 3 ordensextintas e 1 ordem viva (Celacantimorfos) com 1 espécie, Latimeriachalumnae (Celacanto, fóssil vivo).

Subclasse Dipnoos (Dipnóicos) conhecida pelos peixes pulmonados( 6 ordens extintas, 2 ordens vivas compreendendo 3 géneros:Neoceratodus, Lepidosiren e Protopterus)

Barbatanas carnudas lobulares, barbatanas dificercas, bexiga natatória vascularizada

Anfíbios(gr. Amphi = duplo + bios = vida)

• tetrápodes com cauda e corpo alongado.

• Ex: Salamandras.

Ordem Caudata

(ou Urodela (uro= cauda))

• corpos curtos sem cauda. São tetrápodes com adaptação para o salto (patas posteriores fortes e alongadas).

• Ex. Sapos e rãs.Ordem Anuros

• anfíbios sem patas, e com corpo anguiliforme ou vermiforme.

• Ex.: Cobras-cegas.

Ordem Gimnofiona

Introdução - Anfíbios

Ordens dos Anfíbios

Sustentação Esqueleto

• Endoesqueleto gelatinoso e de natureza óssea, oferecendo protecção mecânica e sustentação dos músculos.

• O número de vértebras varia enormemente, existindo geralmente uma única vértebra cervical.

• Crânio apresenta

Dois côndilos occipitais

Uma grande variedade de formas

Sustentação – Esqueleto Geral

Esqueleto de um anfíbio legendado

Locomoção

• Muitos sapos e alguns anuros caminham sobre terra;

• A maioria dos anuros apresenta um sistema locomotor (musculoesquelético)

para o salto e natação;

• Rãs utilizam os membros posteriores para saltar;

• Na água, os tritões e outros podem nadar e caminhar;

• Sapos e as rãs utilizam as patas traseiras para nadarem;

• Cecílias exibem movimentos anguiliformes.

Tritão Rela Cicília

Locomoção Geral

Ordem Caudata

• Cabeça e pescoço distinto

• Tronco longo, cilíndrico ou achatado

• Longa cauda vertebrada.

• Coluna vertebral com 10 a 100 vértebras.

• Capacidade de libertar a cauda

• Movimentos laterais do tronco com o auxílio da cauda

• Modo de locomoção: natação ondulatória (principalmente).

Salamandra terrestre aposemática

Salamandra Gigante da China

Ordem Caudata

Ordem Anura

• Cabeça e tronco unidos num grande corpo achatado

• Sem pescoço e cauda

• Patas anteriores curtas e posteriores longas

• Olhos protuberantes.

• Locomoção: atrito e gravidade.

As larvas jovens da rãs apresentam um esqueletoformado por cartilagem, mas posteriormente, algumaspartes são substituidas por osso.

Ordem Anura

Sustentação - Locomoção

• Tíbia, fíbula e tarso Osso forte e único

• Rádio e cúbito fundidos Aterragem

• Os ossos do metatarso

tornaram-se alongados para aumentar o tamanho da perna

• O ílio

foi alongado e forma uma articulação móvel com o sacro para dar mais força aos saltos.

• A perna traseira Coxa, perna, tornozelo e cinco longos dedos unidos ou não por uma membrana interdigital

• Perna da frente Braço, antebraço, punho e a mão que tem quatro dedos (e quase oculto o prumo)

Ordem Anura: Sustentação - Locomoção

• Vértebras fundidas o que confere a rigidez necessáriapara efectuar o saltoUróstilo

• Composta por 6 a 7 vértebras, é curta e pouco flexível

• Costelas são pouco desenvolvidas ou mesmoinexistentes.

Coluna vertebral

• A cintura escapular (ou cintura peitoral) tem formade U, está unida às vértebras por músculo e é suportepara os membros anteriores.

• A cintura pélvica articula-se com a sacra, tem umaforma em V, é rígida e articula os membrosposteriores e à coluna vertebral.

Cinturas

Ordem Anura

Esqueleto de Rana catesbeiana

Ordem Anura

Locomoção

Terrestre e aquática:

O esqueleto fornece a capacidade de

exercer força durante mais tempo

durante o salto, o que vai favorecer um

maior salto e mais rápido.

Arborícola: Ventosas na ponta dos

dedos permitindo a fixação.

Processo do salto

Ordem Anura: Locomoção

Sustentação

São vermiformes, sem patas e com pequenasescamas internas na pele.

Coluna vertebral com 95 a 285 vértebras.

Carecem de membros e cinturas.

O troco é segmentado.

LocomoçãoMovimentação de contracção e descontracção e movimentos anguiliformes

Cecílias (cobras-cegas)

Ordem Gimnofiona

Latim : Reptilia

Classe Reptilia

Vertebrados tetrápodes;

Primeiros animais completamente independentes da água; Ectotérmicos; Amniotas;

Subdivide-se em 4 ordensOrdem CrocodiliaOrdem TestudinataOrdem SquamataOrdem Sphenodonta

Sustentação e Locomoção

Família Lacertidae (lagartos) Superordem Arcossauria (crocodílideos)Ordem Rinchocephala (tuatara) Ordem Quelonia (tartarugas),

Família Ophididae (serpentes).

Locomoção apoiada

A classe Reptilia possui diferentes maneiras de sustentação e locomoção

Locomoção rastejante

Locomoção apoiada - Sustenção

Coluna Vertebral

9 cervicais10 tóraxicas5 lombares2 sacras39 caudais

Costelas cervicais curtas e livres;

As vértebras tóraxicas e o externo estão unidos por costelastoráxicas, com prolongamentos cartilaginosos ventrais;

Entre o esterno e os ossos púbicos há 7 pares de costelas abdominais em forma de V,unidas em uma série longitudinal por meio de ligamentos.

PATAS

CAUDA

Apresentam patas curtas com garras que servem como apoio no solo

Cauda achatada lateralmente é principalmente utilizada para a natação

Locomoção apoiada - Locomoção

Pernas afastadas lateralmente à caixa tóraxica mantendo ocentro de gravidade do animal bastante baixo;

São capazes elevar os seus corpos do chão em corridas curtase rápidas atingindo velocidades consideráveis;

Os pés só são utilizados para nadar lentamente;

Para nadar com rapidez estes animais dobram as patas para traz e utilizam acauda, que é achatada lateralmente.

Em terra

Meio Aquático

Locomoção apoiada – Situações especiais

Ordem TestudinataQuelónios Terrestres

Quelónios Marinhos

• Patas troncudas e fortes, para sustentar o seu grande peso,• Unhas córneas úteis para rastejar e cavar o solo;•Membros retrácteis;

• Barbatanas invés de patas (água doce, com pés com membranas entre os dedos para nadar, com garras para sair do rio cavar para enterrar os ovos);•Barbatanas dianteiras (utilizadas com remos) mais compridas do que as posteriores (utilizadas como leme)

Basiliscos

• Ás vezes anda nas patas traseiras;•Possui ainda a rara habilidade de "andar" sobre a água devido ás suas patas traseiras e cauda que funcionam como contra-peso.

Lagartos voadores

• A membrana que possibilita o vôo desse lagarto forma um curioso semi-círculo

(Draco volans)

Locomoção rastejante - Sustentação

Possuem mais de 400 vértebras em algumas espécies, embora as serpentes pequenas tenham em média 180;

Numerosas vértebras que formam uma espinha altamente flexível;

Par de costelas anexadas a cada uma das vértebras do pescoço e tronco, mas não às vértebras da cauda;

As costelas não são ligadas ao longo do ventre da serpente e são facilmente capazes de se expandir;

Vitalizando o esqueleto, estão muitos músculos, ligados a cada vértebra e costela. É a coordenação destes músculos, somado à flexibilidade da espinha, que dá à serpente sua característica capacidade de se contorcer.

Locomoção rastejante - Locomoção

• As serpentes são inteiramente ápodes ;

• As inúmeras vértebras das cobras,permitem rápidas ondulações laterais através da erva e emterrenos acidentados;

• As escamas rígidas estão postas lado a lado, ás vezessobrepondo-se como as telhas de um telhado, com a peledobrada para dentro entre as escamas;

• Serpentes e cobras desenvolveram várias soluções para oproblema óbvio do movimento sem pernas.

Locomoção rastejante - Locomoção

Ondulação lateral

Movimento retilíneo

Movimento concertina

Movimento em zig-zag

Locomoção rastejante – Situações especiais

O seu mecanismo de vôo consiste em achatar o corpo, ficando duas vezes mais larga, assim, aumentando a sua área de contato com o ar;

Esta cobra (Chrysopelea paradisi), apesar de no solo e ao trepar árvores usar umsistema de locomoção muito similar a muitas outras consegue voar.

Demonstram algum tipo de controle voô, pois parece quase como se estivessem a rastejar no ar.

É também importante referir o lagarto vermiforme que tem uma locomoção característica das serpentes.

Aves

Aves

Revestimento corporal único e característico

As penas

Sustentação - Esqueleto

- Leve e delicado, muitos ossos com cavidades pneumáticas e uma estrutura de reforçosósseos que fornece resistência.- Está modificado em relação ao voo, à locomoção bípede e à postura de grandes ovoscom casca dura.

Crânio

- É arredondado;- Possui um bicocórneo;- Assenta nas vértebrascervicais, articulando-seapenas com a 1ªvértebra por um únicocôndilo occipital.

Vértebras dorsais e lombares

- Formam um sistema rígido;- Juntamente com a cintura pélvica servem de apoioàs pernas.

- As cinturas escapular e pélvia, a coluna vertebral eas costelas formam uma peça única.

Sustentação - Esqueleto

- Caixa torácica bastante sólida;

- Segmentos das costelas que se articulam com oesterno estão ossificados de modo a permitiruma melhor sustentação dos órgãos torácicosdurante o voo;

- O esterno com uma quilha, está reforça oesterno e é onde se inserem os músculo queintervêm no voo;

- É na cintura escapular, na qual se insere oesterno, que se encontram as asas.

Sustentação - Esqueleto

- Formadas pelo braço e antebraço;- Úmero do braço é curto e marcado por cristas ósseas que permitem inserçõesmusculares muito fortes;- O antebraço é formado pelo cúbico e pelo rádio, a mão está situa-se no extremo,funciona em sentido lateral e é constituída por três dedos.

Asas

Patas

- Sustentam o corpo em repouso e permitem andar, correr, nadar, caçar, etc.

Sustentação - Músculos

- Adaptados ao voo;

- Músculos da parte dorsal da coluna vertebral e os que movem a mandíbula inferiorsão geralmente reduzidos;

- Músculos do pescoço e os que accionam os membros são muito desenvolvidos;

- Músculos das asas compostos por 50 músculos aproximadamente.

- Músculos que se distinguem:Grande peitoral – dirige a asa para

baixo proporcionando o apoio no ar e garantindoo avanço;

Pequeno peitoral – completa acção doanterior;

Peitoral médio – produz a elevação daasa.

Locomoção

Aves actuais

RatitesNão voadoras

(ex: emas, avestruz, casuares , Kiwis,etc)

CarenadasVoadoras

(Falcão, andorinha, gaviao,etc)

Locomoção - Modos de locomoção

Andar e correr

- Pernas fortes;- Sofreram aumento progressivo do comprimento das pernas;- E redução no número de dedos.

Saltar e empoleirar

Locomoção - Modos de locomoção

- Movem-se por uma sucessão de pulos;- Possuem quatro artelhos livres e móveis, o artelho posterior é oposto aos restantes; - Ocorre principalmente em aves arborícolas (maioria dos indivíduos OrdemPasseriformes);

Locomoção - Modos de locomoção

Escalar e empoleirar em superfícies verticais

- Dois artelhos anteriores opostos aos dois que se estendem para trás; - Usam os pés, a cauda, o bico e raramente os membros anteriores para escalar;- Exemplos: papagaios, pica-paus, etc.

Nadar na superfície

- Típico de indivíduos de corpo largo, plumagem densa, com uma grande glândulauropigial, pés com membranas interdigitais, e pernas na parte posterior do corpo.

Locomoção - Modos de locomoção

Corvo-marinho

Mergulhar e nadar debaixo de água

- Maior especialização dos membros posteriores já adaptadospara a natação e modificação da asa para ser usada comobarbatana debaixo de água- Deu-se uma redução da flutuabilidade;- Redução da circulação periférica, do ritmo cardíaco e taxametabólica enquanto estão submersas e músculos capazes detolerar altas taxas de CO2, conseguem energia de metabolismoanaeróbio.- Exemplo: pinguins.

Andar sobre sedimentos

- Andam em diferentes profundidades consoanteo comprimento das pernas;- Exemplo: garça branca.

Locomoção - Modos de locomoção

Locomoção – modos de locomoção - voo

Penas - Revestimento do corpo leve e flexível, no entanto resistente.

Penas de voo

Rémiges

Penas das asas

(permitem o controlo aerodinâmico)

Primárias

Inseridas nos ossos da mão e servem para propulsionar movimentos para a frente.

Secundárias

Inseridas nos ossos do antebraço e servem para a ascensão ou sustentação.

Rectrizes

Penas da cauda

(funcionam como leme)

Locomoção - Modos de locomoção Locomoção - Modos de locomoção

Asas Para poupar energia- Corpo aerodinâmico;- Mantêm-se no ar sem bater muito as asas e/ou aproveitam as correntes de ar.

Segmentos esqueléticos da asa

- O beija-flor realiza batidas rápidas epotentes das rêmiges primárias (ossos damão maus longos);

- A fragata realiza voos potentes e planares(mão e antebraço proporcionais);

- O albatroz plana em altitude ( antebraçolongo e com muitas rêmiges secundárias.

Formato das asas

Locomoção - Modos de locomoção

- Longas e estreitas – voo planar em altitude dinâmico (albatroz);- Pontiagudas – típica de voos de alta velocidade, aves migradoras (andorinha);- Elípticas, curtas e arqueadas – típicas de voos lentos, aves florestais (faisão);- Arqueadas, com fendas profundas – típicas de voos planares em altitude estático(gavião).

Locomoção - Modos de locomoção – Tipos de voos

Voo de batimento contínuo

- Típico de aves de asas curtas, como é o caso dobeija-flor;- Realiza batidas rápidas e potentes das rêmigesprimárias (ossos da mão mais longos).

Voo de batimento alternado com voo planar

- Típico de aves com mais de 140g, quealternam o batimento para ganharaltitude com o planeio. Há dois estilos:bater asas e depois fechá-las bemjunto ao corpo assumindo uma formabastante aerodinâmica ( ex: pica-pau-do-campo) ou mantê-las abertas(ex:cuco).

Locomoção - Modos de locomoção – Tipos de voos

Voo planar

Voo planar térmico

Voo planar dinâmico

- Aves que precisam

alcançar grandes altitudes.

- Aves grandes e que vivem noscontinentes;- Usam as correntes térmicasascendentes para subirem, deixando asasas abertas e fazendo manobras paranão saírem da bolha de ar quente (ex:urubo-de-cabeça-preta).

- Aves marinhas (ex: gaivota e albatroz)que tem asas bem longas e estreitas. Nomar as correntes de vento (setas) sãodesviadas pelas ondas para cima. Entãoas aves aproveitam essas correntes parasubirem e descerem.

Mamíferos

Esqueleto ósseo, com cartilagem sobre as articulações.

Composto pelo crânio e coluna vertebral;

Sustenta os músculos;

Protege o sistema nervoso e os órgãos vitais.

Sustentação

Coluna vertebral

• Suporte flexível para o corpo;

• Diferenciada em cinco regiões constituídas porvértebras:

Cervicais;

Torácicas;

Lombares;

Sacras;

Caudais.

Sustentação

Os ossos das extremidades ligam-se à coluna vertebral através das cinturas escapular e pélvica.

Cintura escapular

• Fixa-se ao tórax, através dosmúsculos, sustentando osmembros anteriores.

Cintura pélvica

• Estabelece a ligação com a parteinferior do corpo;

• Articula-se às vértebras sacras àsquais se ligam, também, asvértebras caudais.

Sustentação

Sustentação

Consoante os seus modos de locomoção os mamíferos dizem-se:

Locomoção

Terrestres

Aquáticos

Arborícolas

Voadores

Terrestres

Locomoção

Marcha Corrida

- Plantígrados;

- Deslocam-se em marcha lenta.

- Digitígrados;

- Ungulados;

- Movem-se a grande velocidade.

Locomoção

Terrestres

Salto Escavação

- Membros inferiores muito desenvolvidos;

- Tendões longos e elásticos nos pés.

- Extremidades fortes;

- Garras desenvolvidas.

• Braços longos – “Movimento debalanço”;

• Mãos e pés hábeis e preênseis;

• Cauda preênsil ( que se prende aosgalhos das árvores auxiliando amovimentação).

Locomoção

Arborícolas

Locomoção

Voadores

Voadores Planares

MORCEGOS

-Dedos dos membros anterioresmuito alongados e unidos aoslados do corpo, aos membrosposteriores e à cauda por umamembrana –a membrana alar;

- Fortes músculos peitorais.

ESQUILOS-VOADORES e LÉMURES

-Membrana que une o corpo às extremidades;

-Voo planar possibilitado pelo desdobramento da membrana.

• Corpo hidrodinâmico;

• Os membros anteriorestransformaram-se em barbatanase os posteriores uniram-seformando a cauda;

• A cauda serve de propulsor –graças aos fortes músculos que aconstituem – e de leme.

Locomoção

Aquáticos

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