15.1: Características do Reino Animal

Embora os membros do reino animal sejam incrivelmente diversos, os animais compartilham características comuns que os distinguem dos organismos de outros reinos. Todos os animais são eucarióticos, organismos multicelulares e quase todos os animais têm tecidos especializados. A maioria dos animais é móvel, pelo menos durante certas fases da vida. Os animais precisam de uma fonte de alimento para crescer e se desenvolver. Todos os animais são heterotróficos, ingerindo matéria orgânica viva ou morta. Essa forma de obtenção de energia os distingue dos organismos autotróficos, como a maioria das plantas, que produzem seus próprios nutrientes por meio da fotossíntese e dos fungos que digerem seus alimentos externamente. Os animais podem ser carnívoros, herbívoros, onívoros ou parasitas (Figura\(\PageIndex{1}\)). A maioria dos animais se reproduz sexualmente: os filhotes passam por uma série de estágios de desenvolvimento que estabelecem um determinado plano corporal, ao contrário das plantas, por exemplo, nas quais a forma exata do corpo é indeterminada. O plano corporal se refere à forma de um animal.

Figura\(\PageIndex{1}\): Todos os animais que obtêm energia dos alimentos são heterotróficos. O (a) urso preto é um onívoro, que come tanto plantas quanto animais. A dirofilariose (b) Dirofilaria immitis é um parasita que obtém energia de seus hospedeiros. Ele passa seu estágio larval em mosquitos e seu estágio adulto infestando o coração de cães e outros mamíferos, conforme mostrado aqui. (crédito a: modificação do trabalho pelo Serviço Florestal do USDA; crédito b: modificação do trabalho de Clyde Robinson)

Estrutura complexa do tecido

Uma característica marcante dos animais são as estruturas especializadas que são diferenciadas para desempenhar funções únicas. Como organismos multicelulares, a maioria dos animais desenvolve células especializadas que se agrupam em tecidos com funções especializadas. Um tecido é uma coleção de células similares que tinham uma origem embrionária comum. Existem quatro tipos principais de tecidos animais: nervoso, muscular, conectivo e epitelial. O tecido nervoso contém neurônios, ou células nervosas, que transmitem impulsos nervosos. O tecido muscular se contrai para causar todos os tipos de movimento corporal, desde a locomoção do organismo até os movimentos dentro do próprio corpo. Os animais também têm tecidos conjuntivos especializados que fornecem muitas funções, incluindo transporte e suporte estrutural. Exemplos de tecidos conjuntivos incluem sangue e osso. O tecido conjuntivo é composto por células separadas por material extracelular feito de materiais orgânicos e inorgânicos, como os depósitos de proteínas e minerais do osso. O tecido epitelial cobre as superfícies interna e externa dos órgãos dentro do corpo animal e a superfície externa do corpo do organismo.

CONCEITO EM AÇÃO

Assista a este vídeo para assistir a uma apresentação do biólogo E.O. Wilson sobre a importância da diversidade animal.

Reprodução e Desenvolvimento Animal

A maioria dos animais tem células do corpo diploide (somático) e um pequeno número de células reprodutivas haplóides (gametas) produzidas pela meiose. Existem algumas exceções: por exemplo, em abelhas, vespas e formigas, o macho é haplóide porque se desenvolve a partir de um óvulo não fertilizado. A maioria dos animais passa por reprodução sexual, enquanto muitos também têm mecanismos de reprodução assexuada.

Reprodução sexual e desenvolvimento embrionário

Quase todas as espécies animais são capazes de se reproduzir sexualmente; para muitos, esse é o único modo de reprodução possível. Isso distingue animais de fungos, protistas e bactérias, onde a reprodução assexuada é comum ou exclusiva. Durante a reprodução sexual, os gametas masculino e feminino de uma espécie se combinam em um processo chamado fertilização. Normalmente, o espermatozóide masculino pequeno e móvel viaja até o óvulo feminino séssil, muito maior. A forma do espermatozóide é diversa e inclui células com flagelos ou células ameboides para facilitar a motilidade. A fertilização e a fusão dos núcleos do gameta produzem um zigoto. A fertilização pode ser interna, especialmente em animais terrestres, ou externa, como é comum em muitas espécies aquáticas.

Após a fertilização, ocorre uma sequência de desenvolvimento à medida que as células se dividem e se diferenciam. Muitos dos eventos em desenvolvimento são compartilhados em grupos de espécies animais relacionadas, e esses eventos são uma das principais formas pelas quais os cientistas classificam grupos de animais de alto nível. Durante o desenvolvimento, as células animais se especializam e formam tecidos, determinando sua morfologia e fisiologia futuras. Em muitos animais, como mamíferos, os filhotes se parecem com os adultos. Outros animais, como alguns insetos e anfíbios, sofrem metamorfose completa, na qual os indivíduos entram em um ou mais estágios larvais. Para esses animais, os jovens e os adultos têm dietas e, às vezes, habitats diferentes. Em outras espécies, ocorre um processo de metamorfose incompleta, no qual os filhotes se parecem um pouco com os adultos e passam por uma série de estágios separados por mudas (queda da pele) até atingirem a forma adulta final.

Reprodução assexuada

A reprodução assexuada, ao contrário da reprodução sexual, produz filhos geneticamente idênticos entre si e com os progenitores. Várias espécies de animais — especialmente aquelas sem espinha dorsal, mas até mesmo alguns peixes, anfíbios e répteis — são capazes de reprodução assexuada. A reprodução assexuada, exceto para geminações idênticas ocasionais, está ausente em pássaros e mamíferos. As formas mais comuns de reprodução assexuada de animais aquáticos estacionários incluem brotamento e fragmentação, em que parte de um progenitor pode se separar e se transformar em um novo indivíduo. Em contraste, uma forma de reprodução assexuada encontrada em certos invertebrados e vertebrados raros é chamada de partenogênese (ou “início virgem”), na qual óvulos não fertilizados se transformam em novos filhotes.

Características de classificação dos animais

Os animais são classificados de acordo com características morfológicas e de desenvolvimento, como um plano corporal. Com exceção das esponjas, o plano corporal do animal é simétrico. Isso significa que a distribuição das partes do corpo é equilibrada ao longo de um eixo. Características adicionais que contribuem para a classificação dos animais incluem o número de camadas de tecido formadas durante o desenvolvimento, a presença ou ausência de uma cavidade corporal interna e outras características do desenvolvimento embriológico.

CONEXÃO ARTÍSTICA

Figura\(\PageIndex{2}\): A árvore filogenética dos animais é baseada em evidências morfológicas, fósseis e genéticas.

Qual das seguintes afirmações é falsa?

1. Eumetazoa tem tecidos especializados e Parazoa não.
2. Tanto os acelomas quanto os pseudocelomatos têm uma cavidade corporal.
3. Os cordados estão mais intimamente relacionados aos equinodermos do que aos rotíferos, de acordo com a figura.
4. Alguns animais têm simetria radial e alguns animais têm simetria bilateral.

Simetria corporal

Os animais podem ter forma assimétrica, radial ou bilateral (Figura\(\PageIndex{3}\)). Animais assimétricos são animais sem padrão ou simetria; um exemplo de animal assimétrico é uma esponja (Figura\(\PageIndex{3}\) a). Um organismo com simetria radial (Figura\(\PageIndex{3}\) b) tem uma orientação longitudinal (para cima e para baixo): qualquer plano cortado ao longo desse eixo ascendente e descendente produz aproximadamente metades de imagem espelhada. Um exemplo de organismo com simetria radial é uma anêmona marinha.

Figura\(\PageIndex{3}\): Os animais exibem diferentes tipos de simetria corporal. A esponja (a) é assimétrica e não tem planos de simetria, a (b) anêmona marinha tem simetria radial com vários planos de simetria e a (c) cabra tem simetria bilateral com um plano de simetria.

A simetria bilateral é ilustrada na Figura\(\PageIndex{3}\) c usando uma cabra. A cabra também tem lados superior e inferior, mas eles não são simétricos. Um plano vertical cortado da frente para trás separa o animal em uma imagem aproximadamente espelhada nos lados direito e esquerdo. Animais com simetria bilateral também têm “cabeça” e “cauda” (anterior versus posterior) e dorso e inferior (dorsal versus ventral).

CONCEITO EM AÇÃO

Assista a este vídeo para ver um esboço rápido dos diferentes tipos de simetria corporal.

Camadas de tecidos

A maioria das espécies animais sofre uma camada de tecidos iniciais durante o desenvolvimento embrionário. Essas camadas são chamadas de camadas germinativas. Cada camada se desenvolve em um conjunto específico de tecidos e órgãos. Os animais desenvolvem duas ou três camadas de germes embrionários (Figura\(\PageIndex{4}\)). Os animais que apresentam simetria radial desenvolvem duas camadas germinativas, uma interna (endoderma) e uma externa (ectoderma). Esses animais são chamados de diploblastos. Animais com simetria bilateral desenvolvem três camadas germinativas: uma camada interna (endoderma), uma camada externa (ectoderma) e uma camada intermediária (mesoderma). Animais com três camadas germinativas são chamados de triploblastos.

Figura\(\PageIndex{4}\): Durante a embriogênese, os diploblastos desenvolvem duas camadas germinativas embrionárias: um ectoderma e um endoderma. Os triploblastos desenvolvem uma terceira camada — o mesoderme — entre o endoderma e o ectoderma.

Presença ou ausência de um celom

Os triploblastos podem desenvolver uma cavidade interna do corpo derivada do mesoderma, chamada celoma (pr. See-lōm). Essa cavidade epitelial é um espaço, geralmente cheio de líquido, que fica entre o sistema digestivo e a parede corporal. Ele abriga órgãos como os rins e o baço e contém o sistema circulatório. Os triploblastos que não desenvolvem um celoma são chamados de acelomas e sua região mesoderma está completamente cheia de tecido, embora tenham uma cavidade intestinal. Exemplos de acelomas incluem os platelmintos. Animais com um celoma verdadeiro são chamados de eucelomatos (ou celomas) (Figura\(\PageIndex{5}\)). Um celoma verdadeiro surge inteiramente dentro da camada germinativa do mesoderma. Animais como minhocas, caracóis, insetos, estrelas do mar e vertebrados são todos eucoelomados. Um terceiro grupo de triploblastos tem uma cavidade corporal que é derivada parcialmente do mesoderma e parcialmente do tecido endoderme. Esses animais são chamados de pseudocelomatos. Lombrigas são exemplos de pseudocelomatos. Novos dados sobre as relações dos pseudocelomatos sugerem que esses filos não estão intimamente relacionados e, portanto, a evolução do pseudoceloma deve ter ocorrido mais de uma vez (Figura\(\PageIndex{2}\)). Os celomas verdadeiros podem ser ainda mais caracterizados com base nas características de seu desenvolvimento embriológico inicial.

Figura\(\PageIndex{5}\): Os triploblastos podem ser acelomados, eucelomatos ou pseudocelomatos. Os eucoelomatos têm uma cavidade corporal dentro do mesoderma, chamada celoma, que é revestida por tecido mesoderme. Os pseudocelomatos têm uma cavidade corporal semelhante, mas é revestida com mesoderme e tecido endoderme. (crédito a: modificação do trabalho de Jan Derk; crédito b: modificação do trabalho pela NOAA; crédito c: modificação do trabalho pelo USDA, ARS)

Protostomos e deuterostomos

Os eucelomatos triploblásticos bilateralmente simétricos podem ser divididos em dois grupos com base nas diferenças em seu desenvolvimento embrionário inicial. Os protostomos incluem filos como artrópodes, moluscos e anelídeos. Os deuterostomos incluem os cordados e os equinodermos. Esses dois grupos são nomeados a partir dos quais a abertura da cavidade digestiva se desenvolve primeiro: boca ou ânus. A palavra protostome vem das palavras gregas que significam “boca primeiro”, e deuteróstomo se origina de palavras que significam “boca em segundo lugar” (neste caso, o ânus se desenvolve primeiro). Essa diferença reflete o destino de uma estrutura chamada blastóporo (Figura\(\PageIndex{6}\)), que se torna a boca nos protostomos e o ânus nos deuterostomos. Outras características de desenvolvimento diferem entre protostomos e deuterostomos, incluindo o modo de formação do celoma e a divisão celular precoce do embrião.

Figura\(\PageIndex{6}\): Os eucoelomatos podem ser divididos em dois grupos, protostomos e deuterostomos, com base em seu desenvolvimento embrionário inicial. Duas dessas diferenças incluem a origem da abertura da boca e a forma como o celoma é formado.

Resumo da seção

Os animais constituem um reino diverso de organismos. Embora os animais variem em complexidade, desde simples esponjas marinhas até seres humanos, a maioria dos membros compartilha certas características. Os animais são organismos eucarióticos, multicelulares e heterotróficos que ingerem seus alimentos e geralmente se transformam em criaturas móveis com um plano corporal fixo. A maioria dos membros do reino animal tem tecidos diferenciados de quatro classes principais — nervoso, muscular, conectivo e epitelial — que são especializados para desempenhar funções diferentes. A maioria dos animais se reproduz sexualmente, levando a uma sequência de desenvolvimento que é relativamente semelhante em todo o reino animal.

Os organismos no reino animal são classificados com base em sua morfologia e desenvolvimento corporal. Os animais verdadeiros são divididos entre aqueles com simetria radial versus bilateral. Animais com três camadas germinativas, chamados triploblastos, são ainda caracterizados pela presença ou ausência de uma cavidade interna do corpo chamada celoma. Animais com cavidade corporal podem ser celomados ou pseudocelomados, dependendo do tecido que dá origem ao celoma. Os celomas são ainda divididos em dois grupos chamados protostomos e deuterostomos, com base em várias características de desenvolvimento.

Conexão artística

Figura\(\PageIndex{2}\): Qual das seguintes afirmações é falsa?

A. Eumetazoa tem tecidos especializados e Parazoa não.
B. Tanto os acelomas quanto os pseudocelomatos têm uma cavidade corporal.
C. Os cordados estão mais intimamente relacionados aos equinodermos do que aos rotíferos, de acordo com a figura.
D. Alguns animais têm simetria radial e alguns animais têm simetria bilateral.

Responda

B

Glossário

acoelomado

sem uma cavidade corporal

assimétrico

não tendo nenhum plano de simetria

simetria bilateral

um tipo de simetria em que há apenas um plano de simetria que cria dois lados de imagem espelhada

plano corporal

a forma e a simetria de um organismo

celom

uma cavidade corporal revestida derivada de tecido embrionário mesodérmico

deuteróstomo

descrevendo um animal no qual o blastóporo se desenvolve no ânus, com a segunda abertura se desenvolvendo na boca

diploblasto

um animal que se desenvolve a partir de duas camadas germinativas embrionárias

eucoelomato

descrevendo animais com uma cavidade corporal completamente revestida com tecido mesodérmico

camada germinativa

uma coleção de células formadas durante a embriogênese que dará origem a futuros tecidos corporais

protostomo

descrevendo um animal em que a boca se desenvolve primeiro durante a embriogênese e uma segunda abertura se desenvolvendo no ânus

pseudocelomato

um animal com um celoma que não está completamente revestido com tecidos derivados do mesoderma, como em animais eucoelomados

simetria radial

um tipo de simetria com vários planos de simetria, todos cruzados em um eixo através do centro do organismo

triploblasto

um animal que se desenvolve a partir de três camadas germinativas

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