Diversidade Animal

Objectivo

Dar uma visão geral sobre a variedade da

vida animal

Um universo de organismos

Forma e Função

• Estes animais parecem ter planos corporais semelhantes, mas não estão proximamente relacionados entre si.

Forma e Função• Estes animais têm

planos corporais muito distintos, no entanto têm de lidar com o mesmo tipo de problemas.

• Como é que cada um dos principais grupos de animais enfrentam o ambiente?

Evolução e Ecologia

• Como é que sabemos que formas tão diversas partilham uma história evolutiva comum?

Evolução e Ecologia

• Que tipos de inovação evolutiva permitiu aos vertebrados invadir a terra há 400 milhões de anos?

Number of species

O que é um animal?

Para falar de diversidade, é preciso recorrer a uma arrumação

Principais divisões• Tradicionalmente os seres vivos eram

classificados como animais ou plantas.• Plantas: Autotroficos (produzem

moléculas orgânicas através da fotosíntese) e sésseis.

• Animais: Heterotroficos (obtêm moléculas orgânicas através da ingestão de outros organismos) e móveis.

Problemas do 2K

• Móvel e autotrófica

• Planta ou animal?

Problemas do 2K

• Sesséis e heterotróficos

• Planta ou animal?

Procariotas vs. Eucariotas

•Não têm núcleo individualizado

Ambos•Têm DNA•Têm citoplasma

•Células típicas de que organismos?

Procariotas

•São as células das bactérias

•Reproduzem-se assexuadamente por fissão binária

Eucariotas

•Têm núcleo individualizado

•São as células dos animais, plantas, fungi, e protistas

•Reproduzem-se por divisão celular

•Núcleo?

•Reprodução?

Procariotas vs. Eucariotas

Procariota Eucariota

AnimaliaFungiPlantaeProtistaMonera

Procariotas vProtozoários vs.

Protozoários Metazoários

Protozoários vs. Metazoários

Ectoderme

Endoderme

Mesoderme

Pseudopodes

Flagelos

Cílios

Protozoários vs. Metazoários

Procariota

Protozoários

Eucariota

Metazoários

AnimaliaFungiPlantaeProtistaMonera

!

PROTISTA

Enquanto os Reinos Animalis, Plantae, Fungi são monofiléticos constituindo grupos naturais, que contêm todos os descendentes e seus ancestrais, o Reino Protista não é monofilético. Contém organismos que são mais próximos de membros de outros reinos, do que de outros protistas. Estudos recentes de ultra-estrutura mostraram que os Protista são muito mais diversos do que se antecipava, e que portanto deverão ser classificados em vários reinos.

Frequentemente a designação Protista mantém-se como forma rápida de designar organismos que não são plantas, animais ou fungos.

Procariotas vProtozoários vs.

Autotróficos Heterotróficos

Protozoários vs. MetazoáriosAutotróficos vs. Heterotróficos

Animalia

Autotróficos vs. Heterotróficos

ProcariotaProtozoários

Eucariota

Metazoários

Autotróficos Heterotróficos

AnimaliaAnimaliaFungiPlantaeProtistaMonera

Autotróficos vs. Heterotróficos

ProcariotaProtozoários

Eucariota

Metazoários

Autotróficos Heterotróficos

Absorção Ingestão/Digestão

AnimaliaFungiPlantaeProtistaMonera

Cronologia

•Linnaeus (1735) – 2 reinos – Animal and Vegetal

•Haeckel (1866) – 3 reinos – Protistas, Plantas, e Animais

• Chatton (1937) – 2 impérios – Procariotas and Eukariotas

• Copeland (1956) – 4 reinos – Monera, Protistas, Plantas and Animais

•Whittaker (1969) – 5 reinos – Monera, Protistas, Fungos, Plantas and Animais

•Woese, et. al. (1977) – 6 reinos – Eubacteria, Archaebacteria, Protistas, Fungos, Plantas and Animais

•Woese, et. al. (1990) – 3 domínios – Bacteria, Archaea, Eukarya

2 ReinosTodos os seres vivos

Reino Plantae Reino AnimaliaParede celularLocomoção

Modo de nutrição

Resposta a estímulo externosSistemas contráteis

PresenteAusenteNão se alimentamAusente (há excepções)Ausente (há excepções)

AusentePresenteAlimentam-sePresentePresente

2K ➜ 5KO sistema de dois reinos foi abandonado na década de 60, a favor do sistema de 5 reinos

5 reinos

Classifição baseada nas diferenças fundamentais da estrutura celular, número de células e modo de nutrição

Eucariotas multicelulares fotosíntetizadores imóveis com reprodução sexual

Eucariotas uni ou multi celulares, aborvem, ingerem ou fotosintetizam, reprodução sexual e assexual

Eucariotas multicelulares, aborvem, imóveis, reprodução sexual

Eucariotas multicelulares, ingerem, móveis, reprodução sexual

Procariotas, unicelulares, absorvem ou fotosíntetizam, móveis ou imóveis, reprodução asexual

5K ➜ 6K

O sistema de dois reinos foi abandonado na década de 60, a favor do sistema de 6 reinos

Archaea Eubacteria

Frequentemente encontrados em ambientes extremos, anaeróbicos, salinos, quentes, frios, profundos.

6K

Major Evolutionary Transitions and Lifestyles

All three domains seem to have genomes that are chimeric mixes of DNA that was transferred across the boundaries of the domains.Phylogeny tree replaced by phylogeny web. DEEP

Three domains

Lynn Margulis

Fusion evolution - major process for forming the diversity of life

“mitochondria” transfer -2000 MY

“chloroplast” transfer -1600 MY

Endosymbiosis

Tree of life—symbiosis

Onde está o reino Animalia?Eu

kary

ota

Bikonta

UnikontaFungi

Opistokonta

Rhodobionta

Chlorobionta

Ciliata

Dinophyta

Apiconplexa

Chrytophyta

Haptophyta

Actinopoda

Foraminefera

Chlorarachiophyta

Euglenobionta

Parabasalia

Metamonadina

Percolozoa

Eumycetes

Microsporidia

Choanaflagellata

Metazoa

Rhizopoda

Mycetazoa

Green eukariotes

Stramenopiles

Glaucophyta

Amoebozoa

Alveolata

Rhizaria

Excavobionta

Metazoa

O que é um animal?

Eucariotas, metazoários,

heterotróficos que ingerem e

digerem o alimento

O que é um animal?

Procariota

Protozoários

Eucariota

Metazoários

Autotróficos Heterotróficos

Absorção Ingestão/Digestão

AnimaliaFungiPlantaeProtistaMonera

O que é um animal?• Eucariotas, metazoários, heterotróficos que ingerem e digerem

o alimento

• Têm células especializadas

• Têm a capacidade de locomoção, durante algum período da

sua vida

• Têm genes reguladores HOX

• Respondem a estímulos externos

• Podem reproduzir-se sexualmente

• Não têm parede celular

O que é um animal?

• Most animals reproduce sexually, with the diploid stage

usually dominating the life cycle

•After a sperm fertilizes an egg, the zygote undergoes rapid cell

division called cleavage

•Cleavage leads to formation of a blastula

•The blastula undergoes gastrulation, forming a gastrula with

different layers of embryonic tissues

Classificação

baseada na evolução: relações filogenéticas

O que é um animal?

Para falar de diversidade, é preciso recorrer a uma arrumação

Reino AnimaliaM

etaz

oa

Demospongidae

Hexactinellida

Cnidaria

CtenophoraMyxizoa

ProtostomiaMesozoa

Deuterostomia

Calcarea

Placozoa 1

8000

# espécies

1000

1000 Porif

era

Eum

etaz

oa

9000

1001200

1132000

50

58330 Bilateria

?

?

Pontos comuns entre as filogenias clássica e molecular

• As esponjas encontram-se na base do grupo

O que é um animal?

One hypothesis of animal phylogeny is based mainly on morphological and developmental comparisons

O que é um animal?ANCESTRALCOLONIALFLAGELLATE

Metazoa Eum

etazoa

“Porifera”

Bilateria

Deuterostom

iaProtostom

ia

Cnidaria

Ctenophora

Ectoprocta

Brachiopoda

Echinodermata

Chordata

Platyhelminthes

Rotifera

Mollusca

Annelida

Arthropoda

Nematoda

O que é um animal?

Anether hypothesis of animal phylogeny is based mainly on molecular data

O que é um animal?Silicea

ANCESTRALCOLONIALFLAGELLATE

Metazoa

Eumetazoa

“Porifera”

Bilateria

Deuterostom

ia

LophotrochozoaEcdysozoa

Calcarea

Ctenophora

Cnidaria

Acoela

Echinodermata

Chordata

Platyhelminthes

Rotifera

Ectoprocta

Brachiopoda

Mollusca

Annelida

Nematoda

Arthropoda

Alguns lophotrochzoários possuem uma estrutura alimentar designada por lofóforo.

Outros fila têm antes um estádio larvar de desenvolvimento designado por larva trocófora.

Lophotrochozoários

LophophoreApical tuft

of cilia

Mouth

(a) An ectoproct (b) Structure of a trochophore larva

100 µm

Anus

Lophotrochozoários

Lofóforo

O que é um animal?

ANCESTRALCOLONIALFLAGELLATE

Metazoa Eum

etazoa

“Porifera”

Bilateria

Deuterostom

iaProtostom

ia

Cnidaria

Ctenophora

Ectoprocta

Brachiopoda

Echinodermata

Chordata

Platyhelminthes

Rotifera

Mollusca

Annelida

Arthropoda

Nematoda

Silicea

ANCESTRALCOLONIALFLAGELLATE

Metazoa

Eumetazoa

“Porifera”

Bilateria

Deuterostom

ia

LophotrochozoaEcdysozoa

Calcarea

Ctenophora

Cnidaria

Acoela

Echinodermata

Chordata

Platyhelminthes

Rotifera

Ectoprocta

Brachiopoda

Mollusca

Annelida

Nematoda

Arthropoda

O que é um animal?Common ancestorof all animals

Truetissues

Sponges(basal animals)Ctenophora

Cnidaria

Acoela (basalbilaterians)

Deuterostomia

Lophotrochozoa

Ecdysozoa

MetazoaEum

etazoa

Bilateria (m

ost animals)

Bilateralsummetry

Three germlayers

1. List the characteristics that combine to define animals2. Distinguish between the following pairs or sets of

terms: radial and bilateral symmetry; grade and clade of animal taxa; diploblastic and triploblastic; spiral and radial cleavage; determinate and indeterminate cleavage; acoelomate, pseudocoelomate, and coelomate grades

3. Compare the developmental differences between protostomes and deuterostomes

4. Compare the alternate relationships of annelids and arthropods presented by two different proposed phylogenetic trees

5. Distinguish between ecdysozoans and lophotrochozoans

Pontos comuns entre as filogenias clássica e molecular

• Os Eumetazoa (Metazoa exceptuando as esponjas) são um grupo com tecidos verdadeiros

Pontos comuns entre as filogenias clássica e molecular

• A maior parte dos animais pertencem ao grupo Bilateria

4

ffi*E

&€ffi#&

DIPLoBLASTSEffi$H&

ffitrF*#&ffiffiffiH#ffiffiH#ffiffiffi#ff i&wwff&wffiw6g

w8ffiwtr#&w

Echinodermata

Hemichotdata

Urochordata

; t ri' ". cs€LoMA.rEstj

I Uepnatoonurual.tf f i H f f i f f i # f f i # e r e f f i f f i ; i #b Craniata

Cephalochordata

AGSTLoMATESa4

*Hgffi

#=Eniopiocta "' H PsEUDocoELoMATEs

Annelida

Sipuncula sMollusca

Brachipoda

Phoronida

Ectoprocta

ChaetognathaOnychophota

Tardigrada

AeOETOMATESI#4B,#,

ffiE4

ffi

s30ffi ffi ffi ffi # ffi w w. ffi ffi wffi w. ffi ffi w ffi M'# ffi W. ffi W W W W

Bilateria

Eumetazoa

Metazoa

Simetria bilateral

GastrulaçãoCamadas celulares diferenciadas

4

ffi*E

&€ffi#&

DIPLoBLASTSEffi$H&

ffitrF*#&ffiffiffiH#ffiffiH#ffiffiffi#ff i&wwff&wffiw6g

w8ffiwtr#&w

Echinodermata

Hemichotdata

Urochordata

; t ri' ". cs€LoMA.rEstj

I Uepnatoonurual.tf f i H f f i f f i # f f i # e r e f f i f f i ; i #b Craniata

Cephalochordata

AGSTLoMATESa4

*Hgffi

#=Eniopiocta "' H PsEUDocoELoMATEs

Annelida

Sipuncula sMollusca

Brachipoda

Phoronida

Ectoprocta

ChaetognathaOnychophota

Tardigrada

AeOETOMATESI#4B,#,

ffiE4

ffi

s30ffi ffi ffi ffi # ffi w w. ffi ffi wffi w. ffi ffi w ffi M'# ffi W. ffi W W W W

Protostomia

Mesozoa

Deuterostomia

Protostomia: “boca formada em primeiro lugar”O blastoporo origina a boca e o ânus

ColagéneoMeiose produz gâmetas e não esporos

Deuteroostomia: “boca formada secundariamente”O blastoporo origina a boca e o ânus

Major Groups of Organisms

Major Groups of Organisms

Ecdysozoa

Porif

era

Cni

daria

Cte

noph

ora

Plat

yhel

min

thes

Nem

erte

a

Mol

lusc

a

Ann

elid

a

Nem

atod

a

Tard

igra

da

Ony

chop

hora

Art

hrop

oda

Hem

icho

rdat

a

Cho

rdat

a

Echi

node

rmat

a

Rot

ifera

Loph

opho

rate

phyl

aEcdysis Segmentation

Protostomepattern ofdevelopment

Radialsymmetry

Deuterostome patternof development

Bilateral symmetry, 3 tissue layers, body cavity

Tissues

MulticellularityChoanoflagellateancestor

Parazoa RadiataLophotrochozoa

DeuterostomiaProtostomia

Major Groups of Organisms

Major Groups of Organisms

Animal Evolution