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Meta Nesta aula serão apresentadas as principais características e adaptações do sistema tegumentar dos vertebrados, bem como dos anexos associados ao mesmo.
Objetivos reconhecer a organização do tegumento dos diferentes vertebrados, variados hábitats.
É importante que o aluno tenha compreendido os termos utilizados em anatomia que foram revisados na aula anterior. Vários destes termos serão utilizados neste capítulo.
Aula
SISTEMA TEGUMENTAR
(Fonte: http://travel.mongabay.com)
Cordados I
INTRODUÇÃO
Na aula passada, realizamos uma breve revisão de alguns conceitos básicos da Anatomia, que vão ser úteis nos conteúdos seguintes de nossa disciplina. A partir deste capítulo, daremos início ao estudo comparativo dos sistemas dos vertebrados, sendo o sistema tegumentar o primeiro a ser discutido. O sistema tegumentar compreende o revestimento do corpo (pele) e - báceas, sudoríparas), entre outras. Este sistema é extremamente adaptado ao tipo de ambiente no qual o organismo se encontra. Assim, a simples análise do tegumento e de anexos associados de um organismo pode nos ambiente o animal é normalmente encontrado. O sistema tegumentar é o que possui maior número de funções em um organismo. Ele fornece proteção física aos tecidos mais delicados, prote gendo contra a entrada da maioria dos organismos e de materiais danosos, absorvendo o impacto do ambiente. Ele contribui para o balanço hídrico, como por exemplo, anfíbios que podem absorver água através do tegumento permeável, e répteis de deserto que possuem a pele resistente à perda deste líquido. Este sistema auxilia também no controle da temperatura corpórea, evaporação do suor, e sua conservação por meio de depósitos de gordura e ereção de pelos e penas. !" # - ção, importantes nos comportamentos sexuais e agressivos, como também $% & & " ' % grupos, como anfíbios e serpentes marinhas, o tegumento pode auxiliar nas * " " + & na termorregulação. O tegumento aloja muitos órgãos dos sentidos, con- tribui para o contorno do corpo, armazenamento de gordura e glicogênio, protege e sustenta o corpo, e sintetiza a vitamina D.
(Fonte: http://cienciahoje.uol.com.br)
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escamas dos répteis, bicos e também do da pele seca dos . Dois tipos moleculares são reconhecidos, chamados de - $&2 3 - queratina (queratina rígida). A proporção com que cada tipo de queratina ocorre no tegumento ou anexo tegumentar determina a maior ou menor rigidez da estrutura. A derme é normalmente mais espessa que a epiderme, e caracterizada 1 " " # " # 34 extrato esponjoso externo e vascularizado, e um estrato compacto mais pro- 5 &" o tecido conjuntivo que recobre os músculos da parede do corpo. Fibras musculares lisas e depósitos de gordura podem estar presentes na derme.
No tegumento estão presentes também as células pigmentares conheci- das como cromatóforos. Em estas células estão presentes na epiderme e são chamadas de melanóforos. Os melanóforos são responsáveis pela produção da melanina que pode ser preta, marrom ou vermelha. Já os animais %& , os cromatóforos estão localizados na derme. Eles podem manter uma cor constante, provocar alterações morfológicas de ' rápidas (e.g. camaleões que se adaptam à coloração do ambiente no qual se encontram). Existem três tipos de cromatóforos dérmicos: iridóforos $ 3 &' (pigmento amarelo) e eritróforos (vermelho). Os melanóforos são similares aos da epiderme. Mas você deve estar se perguntando: “Como é o controle 67! + & $ 8 # além do sistema nervoso. Um cromatóforo apresenta um aspecto todo “estrelado”, funcionando da seguinte maneira: quando os pigmentos estão concentrados em um único ponto de seu citoplasma, a cor do pigmento pouco se expressa, ao contrário do que acontece quando os pigmentos estão dispersos, fazendo com que a cor se expresse em sua totalidade. A mudança de cor nos animais pode auxiliar na fuga de predadores, quando a presa assume um padrão ' & ao substrato, bem como na termorregulação, já que cores mais escuras, em períodos mais frios, podem absorver mais calor do que colorações claras.
Estrato Córneo
Camada externa m o r t a d a e p i - derme.
Tetrapoda
Grupo que inclui todos os verteb- rados com quatro membros e dígitos distintos, ou ani- mais cujos ances- trais corro- boram com esse padrão caracte-rístico.
Animais que man- têm altas taxas metabólicas em descanso e tem- peraturas relativa- mente constantes.
A n i m a i s c o m b a i x a s t a x a s metabólicas em descanso e com temperaturas cor- póreas usualmente variáveis.
Padrão semelhante ao ambiente onde o organismo se en- contra.
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Desenho esquemático de um cromatóforo e do funcionamento de um melanóforo em lagarto.
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As pressões exercidas sobre animais pelo ambiente em que vivem fa- zem com que formas cada vez mais adaptadas sejam selecionadas. Várias dessas adaptações estão expressas no tegumento desses organismos. Animais aquáticos, por exemplo, tendem a ter uma menor ou nenhuma queratinização do tegumento, ao contrário dos animais terrestres, como os répteis, que passam por forte abrasão de seus corpos junto ao substrato e, consequentemente, apresentam grandes camadas de queratina revestindo e protegendo seus corpos. Nos tópicos seguintes procure relacionar as características que vão sendo apresentadas com o ambiente em que os animais estão inseridos. Essa + & 1 9 a explanação com o maior dos grupos de vertebrados, os peixes, animais # ;<= "> ?" divididos em Agnatha (feiticeiras e lampreias), Chondrichthyes (tubarões, raias e quimeras) e Osteichthyes (e.g. vermelha, robalo, tucunaré, pirambóia). Posteriormente, passaremos a um grupo intermediário na interface água- terra, os anfíbios, e por último os grupos mais independentes da água, os répteis, as aves e os mamíferos.
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0 & # + # 2 " 0 + apontam como de função desconhecida para o grupo. Estes peixes não
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de escama possui porções dérmicas e epidérmicas, semelhantes aos dentes 2 dos mamíferos. Uma camada de polpa central é cercada por dentina; essa estrutura é encapada por um tecido usualmente considerado como esmalte ectodérmico. As projeções destas escamas reduzem o turbilhonamento da água em torno da animal facilitando a natação. Algumas roupas utilizadas " funcionamento do revestimento dos tubarões. Essas roupas melhoram o desempenho do atleta durante o deslocamento na água, promovendo um aumento da velocidade.
Tegumento de um tubarão, evidenciando a estrutura de uma escama placóide.
- Escama cosmoide – escama formada por dentina do tipo cos- moide. Frequentemente, a superfície da escama é esculpida pelo esmalte dos dentículos. As escamas podem ser do tipo cicloide, que se apresentam imbricadas, ou romboides, que são sobrepostas em suas margens internas. (Ex. Latimeria ).
Desenho esquemático de uma escama cosmóide.
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- Escama ganoide – estrutura romboide espessa que evoluiu a parir de escamas cosmoides. Dois tipos podem ser distinguidos. O mais primitivo, conhecido como paleoniscoide, apresenta superfície espessada por meio de períodos sucessivos de crescimento, com laminações de um esmalte chamado de ganoína. A dentina cosmoide é retida sob a ganoína. A base da escama é formada por osso lamelar perfurado por canais vasculares. Presente no gênero Polypterus (bichir). O outro tipo é conhecido por lepidosteoide. A ganoína é a mesma, porém a cosmina é eliminada. A base óssea é acelular e os canais, embora presentes, não são mais vasculares. Encontrada em Lepisosteus (gars).
Desenho esquemático de uma escama ganóide.
- Escama elasmoide – derivada da escama ganoide do tipo lepidos- teoide. Encontrada em teleósteos. Neste grupo integram-se a maioria dos peixes comuns e formas mais evoluídas. A camada basal, a qual se forma na " + " # dispostas em diversas direções. A ganoína ancestral está ausente, com uma ' *- " ctenoides (com projeções sobre as margens expostas).
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Os répteis possuem adaptações do seu tegumento que os permitem viver em ambientes mais secos e abrasivos. A epiderme é a região mais espessa da pele desses organismos e é impermeabilizada por queratina e lipídeos. Uma camada de escamas de origem epidérmica está normalmente presente (Lepidosauria) e é trocada periodicamente. Aparentemente a muda, #" $ também pela umidade. Mas como seria o tegumento destes animais em um 2 ' 6! de um estrato germinativo, e de uma geração epidérmica externa formada K - contramos primeiro uma camada espessa, acelular e morta, com grandes depósitos de - queratina. A superfície desta camada é conhecida como oberhautchen (= cutícula externa). Abaixo desta camada de - queratina & + uma camada moderadamente espessa de material frouxo, anucleado e morto, composto principalmente de - queratina. Na seqüência temos duas camadas de células vivas: uma mais externa, que será posteriormente incorporada pela camada , e uma interna, a qual se tornará evidente, B ! 2 epitélio germinativo forma rapidamente as várias camadas que compõem a geração epidérmica interna. A camada mais externa então se separa da mais interna e a muda continua.
Corte generalizado de um tegumento de um réptil Squamata.
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Em quelônios e crocodilianos podemos encontrar escudos, que consistem 2 de uma placa de queratina sobre a superfície externa de uma escama grande e achatada. Estes escudos não são perdidos e seu crescimento se dá pela adição de material queratinizado na superfície interna dos escudos, compensando assim o seu desgaste. Placas ósseas (osteodermos), derivadas provavelmente de escamas dérmicas, estão presentes sob os escudos córneos.
Carapaça de quelônio.
O tegumento das aves é delgado, pouco queratinizado e frouxamente unido aos tecidos subjacentes. Associadas a este tegumento temos as penas que são estruturas fortemente queratinizadas, com possível origem nas escamas dérmicas de ancestrais répteis. As regiões nas quais as penas estão inseridas são conhecidas como pterilas, e os locais em que estão ausentes, aptérias. As penas são trocadas periodicamente, uma a duas vezes por ano, normalmente uma por vez. Caso curioso ocorre com os patos, que perdem ' " voarem nesse período.
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Uma pena de contorno é constituída por uma região de inserção con- 2 hecida como cálamo, uma haste que dá sustentação à estrutura laminar & + às barbas. Se ampliarmos uma barba, veremos que projeções laterais a cada uma destas estruturas estão presentes, sendo nomeadas bárbulas. Nas bár- bulas encontramos pequenos ganchos que mantêm unidas as barbas dando aquele aspecto laminar característico de várias penas.
Estrutura de uma pena de contorno.
Uma pena se desenvolve da seguinte maneira: primeiro uma elevação do mesoderma é formada, a papila dérmica, a qual é coberta pela ectoderme. Esta estrutura se aprofunda formando uma depressão, conhecida como 2 4" as penas em erupção e é subsequentemente perdida. A partir da camada germinativa vai havendo deposições de queratina e a pena vai sendo for- mada. Uma pena é originada apenas do ectoderma, porém, em formação, ela é nutrida pelo mesoderma vascular.
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Etapas do desenvolvimento de uma pena.
Além das penas outros anexos tegumentares construídos à base de queratina podem estar presentes nas aves, como as escamas, que revestem parte dos pés, e que não são substituídas; bicos e esporões, este último constituído por espinhos córneos com núcleos ósseos em seu interior. % & uropigial, localizada na parte superior da cauda, e que é mais desenvolvida + # % " - permeabilizam as penas e deixam os bicos menos quebradiços. Já notou que algumas aves passam o bico na parte superior da cauda e em seguida W 7 6% " 5 > impermeáveis.
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K # & mais característico dos grupos de mamíferos. Acredita-se que esta estrutura tenha sido originada das escamas dos répteis e que, inicialmente, tinha uma função , que com o adensamento tornou-se útil como cobertura de proteção. O pelo é formado por uma raiz expandida e uma haste escondida sob a pele, em uma bainha epidérmica ou folículo piloso. 4 "# entre a haste e os tecidos adjacentes. Em um corte transversal de um pelo, podemos observar duas a três camadas. O córtex é a camada de maior im- k pigmentos que dão cor aos pelos. Na face externa, são encontradas escamas microscópicas que formam a cutícula. Os pelos mais grossos também pos- suem um cerne ou medula, constituído de células mortas contraídas e de espaços vazios. Um pequeno músculo liso estende-se da parte externa da derme, sendo inserido no folículo. Sua contração faz com que o folículo e o pêlo se elevem, levando ao espessamento dos pelos, e aumentando as- " + Grande parte dos mamíferos troca seus pelos uma a duas vezes por ano; em geral, as pelagens de inverno e verão são distintas em relação à densidade, qualidade e coloração.
Receptor mecâni- co
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Estrutura de um pêlo.
As vibrissas ou “bigodes” são pelos grossos, especializados, utilizados como órgãos táteis. Várias terminações nervosas estão presentes na raiz do pelo, captando as informações provenientes da parte exposta das vibrissas. Pelos mais rígidos e robustos podem estar presentes formando os espinhos, como aqueles encontrados em porcos-espinho.
[INSERIR FIGURA 18]
Vibrissas de um roedor.
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Nesta aula vimos que o sistema tegumentar dos vertebrados, bem como seus anexos, desempenham várias funções importantes, muito delas adaptativas aos hábitats ocupados por estes organismos, apresentando como função universal proteger o organismo das agressões físicas e químicas do ambiente. Em vertebrados, o tegumento é originado a partir de dois " # X e o mesoderma, que origina a derme. A epiderme, camada mais externa da pele, pode sofrer queratinização variada, a depender do organismo e do meio em que ele vive. Além do estrato córneo do tegumento, todas as estruturas queratinizadas, denominadas anexos, são de origem ectodérmica, sendo elas: pelos, penas, cornos, unhas, garras, cascos, bicos, etc.
Elabore um quadro comparativo abordando as características do sistema tegumentar de cada grupo de vertebrados (e.g. anfíbios, répteis, aves, etc). Devem estar relacionadas informações dos seguintes tópicos:
&
" +
Estas informações são facilmente encontradas no texto aqui apre- " " ? referências adotadas para o capítulo.
Na próxima aula, abordaremos o sistema de alavancas (esqueleto) que sustenta as estruturas moles dos corpos dos vertebrados. O sistema esquelé- tico fornece pontos de inserção à musculatura, importantes principalmente na atividade locomotora desses animais. Várias outras funções do sistema esquelético serão também discutidas.
Antes de passar ao próximo conteúdo procure avaliar mentalmente o que foi visto em cada tópico, as principais características e adaptações aos ambientes em que os animais estão inseridos. Só passe para a aula seguinte quando realmente estiver seguro sobre o conteúdo trabalhado.
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REFERÊNCIAS
HILDEBRAND, M.; GOSLOW- JR, G.E. /&001-
2. 2 ed. São Paulo, Atheneu Editora São Paulo Ltda. 2006. HÖFLING, E.; et al. !3. São Paulo. Editora Universidade de São Paulo. 1995. KARDONG, Kennet K. (2 : comparative anatomy, function, evolution. 4 ed. Boston: McGraw-Hill, 2006. POUGH, F. H.; JANIS, C. M.; HEISER, J. B. 1&12. 4 ed. São Paulo Atheneu Editora São Paulo Ltda. 2008. WALKER-JR, W.F.; LIEM, K.F. 0 & / 4 3(2. 2 ed. Sauders College Publishing. Orlando, Florida. 1994.
