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Morfofisiologia Comparada 1
Introdução ao estudo da
anatomia
Prof. Caio Maximino
Objetivos
● Definir anatomia comparativa, morfologia, filogenia, e
embriologia
● Contrastar homologia e analogia
● Revisar características básicas dos vertebrados
● Discutir termos anatômicos, posição anatômica, planos
anatômicos, e aplicá-los à anatomia humana
Definições básicas
● Para o estudo da MORFOfisiologia comparativa, faz-se necessária
a intersecção entre
– ANATOMIA: descrição e observação das estruturas (o quê?)
– MORFOLOGIA: relação e interpretação das estruturas(o quê?)
– FISIOLOGIA: função das estruturas (para quê?)
– FILOGENIA: história evolutiva de um grupo (ou, mais especificamente, de
uma estrutura) (como e por quê?)
– ONTOGENIA: estudo do desenvolvimento das estruturas pela história de
vida (como e por quê?)
Conceito de anatomia
●
Conceito amplo: ciência que estuda, macro- e microscopicamente, a constituição dos seres
organizados
●
American Association of Anatomists (1981): anatomia é a análise da estrutura biológica,
sua correlação com a função e com a modulações de estrutura em resposta a fatores
temporais, genéticos e ambientais
●
Objetivos da anatomia:
– Compreender os princípios arquitetônicos da construção dos organismos vivos
– Descobrir a base estrutura do funcionamento das várias partes (estruturas)
– Compreender os mecanismos formativos envolvidos no desenvolvimento destas
●
Etimologia
– Anatomia: derivada do grego anatome (ana = através de; tome = corte)
– Dissecação: derivada do latim dissecare (dis = separar; secare = cortar)
O papel da evolução
● A história filogenética de uma estrutura é definida por padrões de
HOMOLOGIA e ANALOGIA
●
Homologia implica em ancestralidade compartilhada
● Analogia implica em função ou estrutura compartilhadas (comuns)
●
Homoplasia implica em anatomia compartilhada, mas não homóloga
Homologia vs. homoplasia
● Homologia
– Plesiomorfia: característica recente conservada
de uma característica primitiva…
– Apomorfia: característica mais recente derivada
de uma característica primitiva de uma espécie
ancestral
● Autapomorfia: A característica é compartilhada por
apenas um táxon terminal (“a característica mais nova do
que a apomorfia”)
● Sinapomorfia: A caracterítica é compartilhada por um
grupo (“a característica mais antiga do que a apomorfia”)
● Homoplasia: a semelhança entre as
características recentes não se deve à história
evolutiva compartilhada
EXEMPLOS?
Características básicas dos
vertebrados
● Reino animalia
– Filo chordata
● Subfilo vertebrata
Parentes próximos
Características básicas dos
vertebrados
1. Sistema nervoso dorsalizado
2. Notocorda
3. Fenda branquial
4. Coluna vertebral
http://people.eku.edu/ritchisong/342notes1.htm
Características básicas dos
vertebrados
●
Presença de coluna vertebral óssea ou cartilaginosa
●
Simetria bilateral
●
Coração ventral com cavidades (“fechado”)
●
Sistema circulatório fechado – sangue no coração e/ou tubos (p. ex., veias e artérias)
●
Deuterostômios – clivagem radial e indeterminada, celoma formado a partir de invaginações do
mesoderma, blastóporo dá origem ao ânus
●
Trato digestório completo
●
Cefalização – estruturas sensoriais e nervosas localizadas na “cabeça”
Notocorda
●
Anel de células localizadas em posição ventral ao SNC e dorsal ao canal alimentar
● Destino durante ontogênese
– Região cefálica: incorporada à porção ventral do crânio
– Tronco e cauda: cercada por vértebras ósseas ou cartilaginosas (exceto em Agnatha)
● Em adultos:
– Peixes e anfíbios: a notocorda persiste por todo o tronco e cauda, mas é limitada ao centro de cada
vértebra
– Répteis, aves, e mamíferos: notocorda desaparece quase completamente durante o desenvolvimento
– Protocordados: a notocorda permanece como o esqueleto axial principal
– Agnatos: cartilagens neurais laterais são localizadas na notocorda lateralmente à medula espinhal
Faringe
● Região do canal alimentar exibindo bolsas
faríngeas no embrião
● As bolsas podem abrir-se ao exterior como
fendas
– Permanentes: formas adultas vivem na água e
respiram através de brânquias
– Temporárias: formas adultas vivem em ambiente
terrestre
Sistema nervoso central
● Dorsalizado e oco
● Consiste em encéfalo e medula espinhal, e contém
cavidade central (canal neural)
http://people.eku.edu/ritchisong/342notes1.htm
Agnados vs. Gnatostomados
● Canais semi-circulares:
– Agnados apresentam 1 ou 2
– Gnatostomados apressentam 3
● Apêndices laterais pareados ausentes nos
agnados
● Mandíbulas ausentes nos agnados
Classe Agnatha
Classe Acanthodii
● Gnatostomados mais antigos
conhecidos
– Provavelmente se extinguiram
devido à explosão radiativa de
peixes ósseos e tubarões durante o
Permiano
● Provavelmente relacionados aos
peixes ósseos modernos
● Animais pequenos (< 20 cm de
comprimento), com olhos
grandes
Classe Placodermii
● Classe de peixes extintos que
viveu no Siluriano
– Rápida diversificação no início do
Devoniano; dominavam o meio
aquático até se extinguirem no final
do período (~355 MYA)
● Cobertura da cabeça e tórax por
armaduras articuladas de placas
dérmicas
● Relação incerta com outros
vertebrados
Classe Chondrichthyes
● Esqueleto de cartilagem ao
invés de osso
– Em relação ao esqueleto
ósseo, é uma apomorfia
● Em machos, as nadadeiras
pélvicas modificam-se
como clásperes
● Escamas placóides
Classe Chondrichthyes
●
Numerosos atualmente, mas mais abundantes no passado
●
Subclasse Elasmobranchii (mais comum)
➔ Primeira fenda faríngea modificada como espiráculo
➔ Fendas faríngeas sem opérculo
➔ Boca localizada ventralmente
– Ordem Cladoselachii (tubarões primitivos)
– O. Selachii (tubarões “modernos”)
– O. Batoidea (arraias)
●
Subclasse Holocepahli
– Ordem Chimaeriformes
➔
Vida marinha
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Fendas faríngeas como opérculo cárneo e espiráculo fechado
➔
Poucas escamas
Classe Osteichthyes
● Peixes ósseos; grupo parafilético
● Fendas branquiais cobertas por opérculo ósseo
● Pele com escamas (alguns silurídeos são exceção) com pouco osso
● A maioria apresenta bexiga natatória
● Barbatanas com raios (actinopterígeos) ou lobadas (sarcopterígeos)
– Sarcopterígeos apresentam esqueleto da barbatana lobada com elementos dos
membros dos tetrápodes (úmero, rádio, e ulna)
Classe Amphibia
●
Características semelhantes a de peixes (já presentes em Labyrinthodontia):
– Corpos pequenos com escamas
– Barbatanas caudais com raios
– Crânio similar a de alguns Sarcopterygii
– Sistema sensorial de canais (semelhante a linha lateral) que indica existência primariamente aquática
●
Labyrinthodontia (subclasse extinta mais antiga) provavelmente botavam ovos na água, onde
suas larvas se desenvolviam em animais adultos; apresentavam sistema semelhante à linha
lateral; apresentavam pulmões primitivos
– É provável que a maioria dos grupos fossem de predadores aquáticos, e somente algumas formas
avançadas desenvolveram um modo anfíbio (semi-aquático) de vida)
●
Características modernas incluem
– Estágio larval aquático com brânquias externas
– Ouvido médio com ossículo (columela)
– Ausência de escamas ósseas (exceto ápodes)
“Classe” Reptilia
● Grupo parafilético
● Amniotas, tetrápodes, poiquilotérmicos
● Botam ovos telolécitos grandes, com vitelo e casca, que são criados em terra
● Subclasses classificadas em parte pela presença ou ausência de fenestras
temporais
– Sinapsídeos – fenestra temporal grande e única; répteis tipo-mamífero
– Anapsídeos – sem fenestra temporal; répteis basais e tartarugas
– Diapsídeos – duas fenestras temporais; rincocéfalos, lagartos e cobras
– Euriapsídeos – fenestra temporal pequena e superior; plesiossauros
Classe Aves
●
Provavelmente surgiu de um réptil arcossauro, talvez um dinossauro pequeno
e bípede
●
Perda secundária de diversas características dos dinossauros (p. ex., cauda
longa, dentes) e retenção de outras características (p. ex., garras, escamas,
crânio diapsídeo, côndilo occipital único)
● Superordem Paleognathae (ratitas)
– Asas pequenas, músculos da perna poderoso
●
Superordem Neognathae (carenadas)
– Adaptações para voo sustentado: perda de alguns ossos, ossos pneumáticos, cauda
reduzida, perda de dentes, perda de bexiga urinária
Classe Mammalia
● Pelos
● Glândulas mamárias
● 3 ossos do ouvido
● Diafragma muscular,
● Glândulas sudoríparas
● Medula óssea (“tutano”)
● Dois conjuntos de dentes
● Hemácias bicôncavas e enucleadas
Simetria corporal
● Definida como semelhanças entre as partes
externas de um determinado organismo quando
elas são separadas por planos reais ou
imaginários que passam por seu centro
● Em animais com simetria radial, o corpo pode
ser dividido em vários planos dispostos em torno
de um eixo longitudinal
– Não podemos identificar regiões dorsal e ventral, lado
esquerdo ou direito, ou cabeça e cauda
● Em animais com simetria bilateral, o corpo
pode ser dividido apenas por um único plano de
simetria, com duas partes semelhantes
Planos anatômicos
Exemplos de cortes anatômicos
Longitudinal Transversal Oblíquo
Termos de relação e lateralidade
● Superior (cefálico/cranial): Na direção da
cabeça, ou a porção de cima de uma estrutura
● Inferior (caudal): Na direção dos pés, ou a
porção de baixo de uma estrutura
● Anterior (ventral em bípedes): Próximo da
parte da frente do corpo
●
Posterior (dorsal em bípedes): Próximo da
parte de trás do corpo
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Medial: Mais próximo à linha mediana/sagital
● Lateral: Mais distante da linha mediana
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● Ipsilateral: Do mesmo lado que a estrutura de
referência
●
Contralateral: Do lado oposto em relação à
estrutura de referência
● Proximal: Mais próximo da inserção ou origem
● Superficial (externo): Na direção de ou na
superfície do corpo
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Profundo (interno): Mais distante da superfície
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Introdução ao estudo da anatomia animal

  • 1. Morfofisiologia Comparada 1 Introdução ao estudo da anatomia Prof. Caio Maximino
  • 2. Objetivos ● Definir anatomia comparativa, morfologia, filogenia, e embriologia ● Contrastar homologia e analogia ● Revisar características básicas dos vertebrados ● Discutir termos anatômicos, posição anatômica, planos anatômicos, e aplicá-los à anatomia humana
  • 3. Definições básicas ● Para o estudo da MORFOfisiologia comparativa, faz-se necessária a intersecção entre – ANATOMIA: descrição e observação das estruturas (o quê?) – MORFOLOGIA: relação e interpretação das estruturas(o quê?) – FISIOLOGIA: função das estruturas (para quê?) – FILOGENIA: história evolutiva de um grupo (ou, mais especificamente, de uma estrutura) (como e por quê?) – ONTOGENIA: estudo do desenvolvimento das estruturas pela história de vida (como e por quê?)
  • 4. Conceito de anatomia ● Conceito amplo: ciência que estuda, macro- e microscopicamente, a constituição dos seres organizados ● American Association of Anatomists (1981): anatomia é a análise da estrutura biológica, sua correlação com a função e com a modulações de estrutura em resposta a fatores temporais, genéticos e ambientais ● Objetivos da anatomia: – Compreender os princípios arquitetônicos da construção dos organismos vivos – Descobrir a base estrutura do funcionamento das várias partes (estruturas) – Compreender os mecanismos formativos envolvidos no desenvolvimento destas ● Etimologia – Anatomia: derivada do grego anatome (ana = através de; tome = corte) – Dissecação: derivada do latim dissecare (dis = separar; secare = cortar)
  • 5. O papel da evolução ● A história filogenética de uma estrutura é definida por padrões de HOMOLOGIA e ANALOGIA ● Homologia implica em ancestralidade compartilhada ● Analogia implica em função ou estrutura compartilhadas (comuns) ● Homoplasia implica em anatomia compartilhada, mas não homóloga
  • 6. Homologia vs. homoplasia ● Homologia – Plesiomorfia: característica recente conservada de uma característica primitiva… – Apomorfia: característica mais recente derivada de uma característica primitiva de uma espécie ancestral ● Autapomorfia: A característica é compartilhada por apenas um táxon terminal (“a característica mais nova do que a apomorfia”) ● Sinapomorfia: A caracterítica é compartilhada por um grupo (“a característica mais antiga do que a apomorfia”) ● Homoplasia: a semelhança entre as características recentes não se deve à história evolutiva compartilhada EXEMPLOS?
  • 7. Características básicas dos vertebrados ● Reino animalia – Filo chordata ● Subfilo vertebrata
  • 9. Características básicas dos vertebrados 1. Sistema nervoso dorsalizado 2. Notocorda 3. Fenda branquial 4. Coluna vertebral http://people.eku.edu/ritchisong/342notes1.htm
  • 10. Características básicas dos vertebrados ● Presença de coluna vertebral óssea ou cartilaginosa ● Simetria bilateral ● Coração ventral com cavidades (“fechado”) ● Sistema circulatório fechado – sangue no coração e/ou tubos (p. ex., veias e artérias) ● Deuterostômios – clivagem radial e indeterminada, celoma formado a partir de invaginações do mesoderma, blastóporo dá origem ao ânus ● Trato digestório completo ● Cefalização – estruturas sensoriais e nervosas localizadas na “cabeça”
  • 11. Notocorda ● Anel de células localizadas em posição ventral ao SNC e dorsal ao canal alimentar ● Destino durante ontogênese – Região cefálica: incorporada à porção ventral do crânio – Tronco e cauda: cercada por vértebras ósseas ou cartilaginosas (exceto em Agnatha) ● Em adultos: – Peixes e anfíbios: a notocorda persiste por todo o tronco e cauda, mas é limitada ao centro de cada vértebra – Répteis, aves, e mamíferos: notocorda desaparece quase completamente durante o desenvolvimento – Protocordados: a notocorda permanece como o esqueleto axial principal – Agnatos: cartilagens neurais laterais são localizadas na notocorda lateralmente à medula espinhal
  • 12. Faringe ● Região do canal alimentar exibindo bolsas faríngeas no embrião ● As bolsas podem abrir-se ao exterior como fendas – Permanentes: formas adultas vivem na água e respiram através de brânquias – Temporárias: formas adultas vivem em ambiente terrestre
  • 13. Sistema nervoso central ● Dorsalizado e oco ● Consiste em encéfalo e medula espinhal, e contém cavidade central (canal neural) http://people.eku.edu/ritchisong/342notes1.htm
  • 14. Agnados vs. Gnatostomados ● Canais semi-circulares: – Agnados apresentam 1 ou 2 – Gnatostomados apressentam 3 ● Apêndices laterais pareados ausentes nos agnados ● Mandíbulas ausentes nos agnados
  • 16. Classe Acanthodii ● Gnatostomados mais antigos conhecidos – Provavelmente se extinguiram devido à explosão radiativa de peixes ósseos e tubarões durante o Permiano ● Provavelmente relacionados aos peixes ósseos modernos ● Animais pequenos (< 20 cm de comprimento), com olhos grandes
  • 17. Classe Placodermii ● Classe de peixes extintos que viveu no Siluriano – Rápida diversificação no início do Devoniano; dominavam o meio aquático até se extinguirem no final do período (~355 MYA) ● Cobertura da cabeça e tórax por armaduras articuladas de placas dérmicas ● Relação incerta com outros vertebrados
  • 18. Classe Chondrichthyes ● Esqueleto de cartilagem ao invés de osso – Em relação ao esqueleto ósseo, é uma apomorfia ● Em machos, as nadadeiras pélvicas modificam-se como clásperes ● Escamas placóides
  • 19. Classe Chondrichthyes ● Numerosos atualmente, mas mais abundantes no passado ● Subclasse Elasmobranchii (mais comum) ➔ Primeira fenda faríngea modificada como espiráculo ➔ Fendas faríngeas sem opérculo ➔ Boca localizada ventralmente – Ordem Cladoselachii (tubarões primitivos) – O. Selachii (tubarões “modernos”) – O. Batoidea (arraias) ● Subclasse Holocepahli – Ordem Chimaeriformes ➔ Vida marinha ➔ Fendas faríngeas como opérculo cárneo e espiráculo fechado ➔ Poucas escamas
  • 20. Classe Osteichthyes ● Peixes ósseos; grupo parafilético ● Fendas branquiais cobertas por opérculo ósseo ● Pele com escamas (alguns silurídeos são exceção) com pouco osso ● A maioria apresenta bexiga natatória ● Barbatanas com raios (actinopterígeos) ou lobadas (sarcopterígeos) – Sarcopterígeos apresentam esqueleto da barbatana lobada com elementos dos membros dos tetrápodes (úmero, rádio, e ulna)
  • 21. Classe Amphibia ● Características semelhantes a de peixes (já presentes em Labyrinthodontia): – Corpos pequenos com escamas – Barbatanas caudais com raios – Crânio similar a de alguns Sarcopterygii – Sistema sensorial de canais (semelhante a linha lateral) que indica existência primariamente aquática ● Labyrinthodontia (subclasse extinta mais antiga) provavelmente botavam ovos na água, onde suas larvas se desenvolviam em animais adultos; apresentavam sistema semelhante à linha lateral; apresentavam pulmões primitivos – É provável que a maioria dos grupos fossem de predadores aquáticos, e somente algumas formas avançadas desenvolveram um modo anfíbio (semi-aquático) de vida) ● Características modernas incluem – Estágio larval aquático com brânquias externas – Ouvido médio com ossículo (columela) – Ausência de escamas ósseas (exceto ápodes)
  • 22. “Classe” Reptilia ● Grupo parafilético ● Amniotas, tetrápodes, poiquilotérmicos ● Botam ovos telolécitos grandes, com vitelo e casca, que são criados em terra ● Subclasses classificadas em parte pela presença ou ausência de fenestras temporais – Sinapsídeos – fenestra temporal grande e única; répteis tipo-mamífero – Anapsídeos – sem fenestra temporal; répteis basais e tartarugas – Diapsídeos – duas fenestras temporais; rincocéfalos, lagartos e cobras – Euriapsídeos – fenestra temporal pequena e superior; plesiossauros
  • 23. Classe Aves ● Provavelmente surgiu de um réptil arcossauro, talvez um dinossauro pequeno e bípede ● Perda secundária de diversas características dos dinossauros (p. ex., cauda longa, dentes) e retenção de outras características (p. ex., garras, escamas, crânio diapsídeo, côndilo occipital único) ● Superordem Paleognathae (ratitas) – Asas pequenas, músculos da perna poderoso ● Superordem Neognathae (carenadas) – Adaptações para voo sustentado: perda de alguns ossos, ossos pneumáticos, cauda reduzida, perda de dentes, perda de bexiga urinária
  • 24. Classe Mammalia ● Pelos ● Glândulas mamárias ● 3 ossos do ouvido ● Diafragma muscular, ● Glândulas sudoríparas ● Medula óssea (“tutano”) ● Dois conjuntos de dentes ● Hemácias bicôncavas e enucleadas
  • 25. Simetria corporal ● Definida como semelhanças entre as partes externas de um determinado organismo quando elas são separadas por planos reais ou imaginários que passam por seu centro ● Em animais com simetria radial, o corpo pode ser dividido em vários planos dispostos em torno de um eixo longitudinal – Não podemos identificar regiões dorsal e ventral, lado esquerdo ou direito, ou cabeça e cauda ● Em animais com simetria bilateral, o corpo pode ser dividido apenas por um único plano de simetria, com duas partes semelhantes
  • 27. Exemplos de cortes anatômicos Longitudinal Transversal Oblíquo
  • 28. Termos de relação e lateralidade ● Superior (cefálico/cranial): Na direção da cabeça, ou a porção de cima de uma estrutura ● Inferior (caudal): Na direção dos pés, ou a porção de baixo de uma estrutura ● Anterior (ventral em bípedes): Próximo da parte da frente do corpo ● Posterior (dorsal em bípedes): Próximo da parte de trás do corpo ● Medial: Mais próximo à linha mediana/sagital ● Lateral: Mais distante da linha mediana ● Intermediario: Entre duas estruturas ● Ipsilateral: Do mesmo lado que a estrutura de referência ● Contralateral: Do lado oposto em relação à estrutura de referência ● Proximal: Mais próximo da inserção ou origem ● Superficial (externo): Na direção de ou na superfície do corpo ● Profundo (interno): Mais distante da superfície do corpo
  • 29. Termos de relação e lateralidade
  • 30. Termos de relação e lateralidade