Reino Metazoa - Filo Arthropoda

 FILO ARTHROPODA

O filo Arthropoda foi assim denominado pelo zoólogo Carl Theodor Ernst von Siebold (1804-1885), no ano de 1848. O filo reúne a maior diversidade de organismos do Reino Metazoa. Eles são epresentados por animais como os gafanhotos (insetos), as aranhas (aracnídeos), os caranguejos (crustáceos), as centopéias (quilópodes) e os piolhos-de-cobra (diplópodes). Têm cerca de um milhão de espécies descritas, e estima-se que os representantes deste filo equivalem a cerca de 80% de todas as espécies de animais conhecidas pelo homem. Possuem uma ampla gama de cores e formatos, e no que diz respeito ao tamanho, alguns vão desde as formas microscópicas, como no plâncton (com menos de 1/4 de milímetro), até crustáceos com mais de 3 metros de espessura.

Os artrópodes habitam praticamente todos os tipos de ambientes no planeta, podendo ser aquáticos ou terrestres. Mesmo nos lugares mais inóspitos e sob temperaturas baixíssimas, como nas geleiras da Antártida, é possível encontrar a presença dos artrópodes. Alguns dentre a classe dos insetos (Insecta), representam os únicos invertebrados que possuem a capacidade de voar. Também se encontram alguns que são parasitas e outros que apresentam características simbióticas. Muitos destes animais estão diretamente ligados ao homem, seja na culinária, seja como causadores de prejuízos na saúde e na agricultura.

1. Características gerais

·         Simetria Bilateral, Triblásticos, Protostômios, Celomados (esquizocélico);

Fonte: https://segundocientista.blogspot.com/search?q=Artropodes
Imagem demonstra a diferença entre indivíduos protostômios e deuterostômios no desenvolvimento embrionário

·         Apresentam apêndices articulados (com juntas móveis);

Nesta e nas iagens acima percebe-se exemplos de apêndices articulados

·         Eles têm Metameria heteronoma, com tagmose característica para cada grupo (houve uma fusão de certos metâmeros – Artropodização);

Um caminho para a tagmose (do acestral ao derivado o filo artrópoda). Fonte: https://segundocientista.blogspot.com/search?q=Artropodes

·         Septos internos ausentes (diferenciando-se dos anelídeos);

·         Exoesqueleto rígido com apêndices articulados (supracitado), trocado periodicamente (ecdise).

Ø  Esse esqueleto externo modificou toda a organização dos sistemas/músculos presenciados nos seus ancestrais e nos anelídeos devido à inviabilização da deformação corporal (em razão da carapaça).

Ø  Musculatura não pode ser longitudinal nem circular, é organizada em músculos estriados em feixes, que vão de uma região do exoesqueleto específica à outra (são “curtos”’). Tais feixes individualizados estão inseridos em apódemas (projeções de quitina para dentro do exoesqueleto). Possuem músculos intrínsecos e extrínsecos a fim de manter “tudo conectado”.

Exoesqueletode um crustáceo

Exemplo de ecdise

Exoesqueleto rígido de um besouro

 

Funções e características do exoesqueleto:

Ø  Sustentação;

Ø  Suporte para os músculos (em apódemas);

Ø  Proteção (como uma armadura e evita a desidratação);

Ø  Revestimento;

Ø  Comunicação (camuflagem, cor de aviso);

Ø  Função mecânica.

Ø  Apresenta 4 escleritos por segmento: tergito, esternito e pleuritos;

Ø  Tem membranas intersegmentares e interarticulares;

Ø  Apresenta, ainda, uma cutícula dividida em epicutícula e procutícula (esta dividida em exocutícula e endocutícula).

·         Ecdise

Ø  Pré-muda: há a atuação da ecdisona (enzima). Nesse processo, a antiga epiderme secreta nova epicutícula e procutícula;

Ø  Muda: inchaço do corpo por tomada de ar ou água e ruptura do esqueleto antigo em linhas de fratura. O esqueleto antigo começa a se romper nas linhas de fratura ou linhas de ecdise, o animal sai de seu antigo esqueleto, já envolvido pelo novo, porém, este é mole, o que deixa o animal desprotegido.

Ø  Pós-muda: esclerotização da nova cutícula. O exoesqueleto que acabou de ser formado está todo enrugado e, com o tempo, vai se esticando para acomodar o novo animal, agora um pouco maior. Essa adequação do exoesqueleto ao novo corpo é possível graças à pressão sanguínea no organismo do animal. O endurecimento, por sua vez, ocorre após o esticamento do exoesqueleto ter sido finalizado.

Ø  Intermuda: quando ocorre o crescimento real do animal.

 

Fonte: https://segundocientista.blogspot.com/search?q=Artropodes.
 Aqui temos uma representação das fases da muda de um artrópode.

·         Celoma: está restrito às gônadas e nefrídios; a principal cavidade corpórea é uma blastocele persistente com funções circulatórias (hemocela).

·         Ausência da repetição de órgãos.

2. Anatomia e Fisiologia

a) Sistema Digestório

·         Regiões anterior, mediana e posterior (a mediana é de origem endodérmica);

·         Boca com posição ventral;

·         Apêndices dos segmentos anteriores auxiliam na manipulação do alimento e captura das presas;

·         Digestão extracelular, uma vez que o sistema digestório é completo. Nesta, as enzimas digestivas são secretadas por células da parede do intestino e de dois órgãos nexos, o hepatopâncreas e os cecos gástricos. Os nutrientes são absorvidos pelas células da parede intestinal e dos cecos e atingem o sistema circulatório, encarregado da sua distribuição pelo corpo. Restos de alimentos não digeridos são eliminados pelo ânus.

Digestão em crustáceo


Sistemas de uma aranha

b) Sistema Circulatório

·         Sistema circulatório aberto ou lacunar, com coração tubular dorsal (dentro de um seio pericárdico), com um par de óstios por segmento;

·         Cada classe, no entanto, tem as suas próprias características quanto ao sistema circulatório;

·         Nos insetos, há um grande vaso que percorre o corpo longitudinalmente. Na região abdominal, esse vaso apresenta uma dilatação, o coração, dividido em câmaras e válvulas que fazem a hemolinfa fluir da região posterior para a anterior;

·         Nos crustáceos, o coração situa-se no cefalotórax e a hemolinfa passa pelas brânquias, onde é oxigenada.

·         Em suma, pelo fato do sistema circulatório ser aberto, o sangue sai do coração, passa pelos vasos, sai para a hemocele, alimentando os órgãos dos animais e enfim volta para o coração, e todo o processo começa de novo

Sistema circulatório de um anelídeo e de um artrópode

c) Sistema respiratório

·         Formas aquáticas: Brânquias. Apresentam uma rede rica em capilares, situada nas bases dos apêndices;

·         Formas terrestres: com invaginações epidérmicas, na forma de pulmões foliáceos (aracnídeos) ou traqueais (insetos, quilópodes, carrapatos e algumas espécies de aranhas).

d) Sistema Nervoso

·         É semelhante ao dos anelídeos, com gânglio cerebral dorsal, anel nervoso que circunda o tubo digestório (circunentérico) e cordão nervoso ventral ganglionar;

·         Também apresenta nervos segmentares (para cada segmento do corpo).

Sistemas de um gafanhoto

e) Sistema excretor

·         Glândulas Antenais: típicas de crustáceos apresentam-se em número de duas por animal e correspondem a tubos cm uma extremidade fechada e outra que se abre em um poro excretor na base da antena. Elas têm partes que filtram a hemolinfa e removem dela as excretas, principalmente amônia e uréia;

·         Túbulos de Malpighi: são estruturas presentes em insetos e em alguns aracnídeos. Esses túbulos estão na hemocela e em contato direto com a hemolinfa. Uma das extremidades dele é fechada e outras abre-se na região mediana do intestino. Eles filtram a hemolinfa, removendo dela as excreções (principalmente ácido úrico), que são lançadas no intestino e eliminadas com as fezes. Na região posterior do intestino, há glândulas que removem água das fezes, que são eliminadas como pequenas bolas desidratadas;

·         Glândulas coxais: são órgãos excretores típicos dos aracnídeos e se localizam no cefalotórax, abrindo-se para o exterior através de poros localizados junto à base das pernas (coxas). Glândulas coxais são funcionalmente equivalentes às glândulas antenais dos crustáceos.

 

f) Órgãos sensoriais

·         Os artrópodes possuem órgãos sensoriais altamente adaptados e desenvolvidos;

·         Têm mecano e quimioreceptores (não é á toa que eles conseguem se “entender” a partri da identificação dos feromônios que circundam no ar): sencilas (“fissuras” que ajudam a entender e analisar o ambiente ao seu redor);

·         Fotoreceptores: ocelos, olhos lenticulados (olhos simples) e olhos compostos com omatídeos (milhares de unidades visuais).

olhos compostos

 
Olho composto (dividido em "mini olhos")




Ocelo de uma formiga

g) Reprodução (sucintamente)

·         Não possuem reprodução assexuada, embora detenham uma enorme capacidade de regeneração (a cada muda que ocorre, estes animais vão regenerando os apêndices articulados que foram danificados ou retirados);

·         Reprodução sexuada: Estes animais são dióicos (sexos separados), proporcionando uma imensa variabilidade entre os grupos; há,também, espécies partenogenéticas (apenas fêmeas).

 

4. CLASSIFICAÇÃO DOS ARTRÓPODES (SUB-FILOS/CLASSES)

a) Trilobitas (Trilobitomorfa)

·         Sub-filo já extinto;

·         Animais marinhos bentônicos, predadores ou detritívoros;

·         Corpo em 3 regiões: cabeça, tórax e pigídio;

·         São parecidos com “placas nadadoras”.

Imagens que demonstram os extintos trilobitas

b) Crustáceos (Crustacea)

·         Camarões, lagostas, caranguejos, siris, cracas, tatuzinhos-de-jardim são os representantes mais conhecidos deste grupo, com número de espécies estimado entre 30 mil e 40 mil.

·         Tagmose: Cefalotórax + abdome,com projeções do exoesqueleto;

·         Cabeça: 5 pares de apêndices (2 pares de antenas, 2 pares de mandíbulas e 1 par de maxilas);

·         Exoesqueleto quitinoso, impregnado de substâncias calcárias que o tornam rígido como uma armadura, o que é muito eficiente para o animal, uma vez que este se protege do meio;

·         Tórax: apresentam apêndices articulados modificados para manipular o alimento e os pereiópodes (adaptados para caminhar nos fundos submersos);

·         Abdome: apêndices que aí estão são os pleópodes;

·         Último par de apêndices forma uma cauda, nas espécies “propulsoras”, tais como o camarão e a lagosta;

·         Trocas gasosas: ocorrem por brânquias;

·         Excreção por nefrídios fechados;

·         Apresentam órgãos sensoriais complexos e muito especializados;

·         São dióicos, com fecundação interna ou externa. Pode haver gonópodes (no caso dos machos) na estrutura corporal, que transferem direta ou indiretamente os espermatozóides às fêmeas. Desenvolvimento indireto, apresentando a larva náupilo e, frequentemente, outros estágios larvais.

·         Importância econômica e ecológica: crustáceos são amplamente empregados na alimentação humana; desenvolvem importante papel na cadeia alimentar de mares e grandes lagos, uma vez que constituem, no caso das “microespécies”, o plâncton, a base da cadeia alimentar.

·         Habitat e hábitos dos crustáceos:

Ø  A maioria dos crustáceos vive em ambientes marinhos ou dulcícolas, com poucas espécies terrestres. Há caranguejos que conseguem carregar água nas câmeras brânquias, o que lhes permite explorar certas áreas do ambiente terrestre.

Ø  Os modos de explorar o ambiente variam entre as espécies de crustáceos. Há espécies sésseis, que vivem fixadas a rochas e outras superfícies, e, espécies de vida livre que passam a vida caminhando no fundo do mar se escondendo ou não, caçando ou fugindo.

Ø  Os hábitos alimentares também são variados entre os crustáceos. Alguns são filtradores (cracas), herbívoros (cetos caranguejos), onívoros (espécies de caranguejos também e outras); carnívoros; detritívoros (camarões, siris e alguns caranguejos que se alimentam de todo o tipo de detritos orgânicos que aparecem no meio).

 

Representação corpórea de uma lagosta

Diversas espécies de custráceos

c) Queliceratos (Chelicerata)

·         Os queliceratos (aranhas, escorpiões, carrapatos, ácaros, límulos, dentre outros) compreendem cerca de 80 mil espécies atualmente catalogadas;

·         Tagmose: prossoma (anterior, frequentemente coberto por um escudo dorsal em forma de carapaça) + opistossoma (posterior, com até 12 segmentos; em alguns casos, este pode estar dividido em metassoma e mesossoma);

·         Apêndices do prossoma: (antenas ausentes) 1 par de quelíceras, 1 par de pedipalpos e 4 pares de pernas locomotoras;

·         Apresentam olhos simples e não têm mandíbulas;

·         Grupos mais estudados: Aranhas (o maior dos grupos de quelicerados), escorpiões e dos ácaros.

·         Aranhas e escorpiões são temidos porque algumas espécies produzem venenos muito poderosos. As aranhas injetam seus venenos por meio das quelíceras, enquanto os escorpiões utilizam um agulhão caudal.

 

Aranhas

Ø  Tagmose: prossomo (com 4 pares de apêndices locomotores) + opistossomo, partes estas que são separadas por um pedicelo (uma pequena “cintura”) que atribui melhor articulação e movimentação a ambas;

Ø  Animais carnívoros: atacam enzimas nas presas e sugam o “suco” que resta do animal a partir da ação destas, ou seja, apresentam digestão estracorpórea;

Ø  Respiração: ocorre por pulmões foleáceos, podendo ter traquéias na região posterior. Ocorrem trocas gasosas com a hemolinfa corporal;

Ø  Excreção: glândulas coxais, Túbulo de Malphigi (invaginações do intestino mediano);

Ø  Apresentam glândulas de ceda nas fiandeiras da região posterior do corpo. A seda também serve para o propósito reprodutivo, dentre outras aplicações;

Ø  Dióicos com desenvolvimento direto (dos ovos saem aranhas pequeninas);

Ø  Apresentam pedipalpos.

d) Hexápodes (Clado Hexapoda)

exemplos de hexápodes (borbletas, besouros, dentre outros)

·         Os representantes do clado, entre os quais se destacam os insetos, apresentam 6 pernas e, por isso, são chamados de hexápodes;

·         Tagmose: cabeça + tórax + abdome;

·         Cabeça com esqueleto fundido numa cápsula cefálica, com 1 par de antenas, 1 par de olhos compostos e até 3 ocelos, 1 par de mandíbulas, 1 par de maxílulas (chamadas maxilas) e 1 par de maxilas fundidas num lábio;

·         Tórax em 3 segmentos (protórax, mesotórax e metatórax), cada um com 1 par de apêndices articulados, sendo que, além dessas pernas, dorsalmente podem haver 2 pares de asas nos últimos metâmeros/segmentos (meso e metatórax);

·         Artículos dos apêndices: coxa, trocânter, fêmur, tíbia e tarso multiarticulado (pós-tarso);

·         Frequentemente apresentam 2 pares de asas (nos dois últimos segmentos do tórax), com mecanismos de vôo direto (musculatura inserida na própria asa) e indireto (são feixes musculares  do próprio segmento – que vão de um apódema a outro -, sem nenhuma ligação com a asa, que vão promover o batimento) . Vale ressaltar que pode haver a perda de 1 ou dos 2 pares de asas, mas isso não significa que estes indivíduos são mais basais ou menos derivados que outros;

·         Abdome com 9-11 segmentos sem apêndices locomotores (pode haver alguns segmentos modificados – cercos sensoriais frequentemente presentes); no abdome há a concentração dos principais órgãos do corpo, assim, ele deve suportar variações do volume, tendo, desta forma, placas esqueléticas (tergitos, externitos e pleuritos laterais);

·         Apresentam espiráculos na lateral dos metâmeros abdominais, aberturas do sistema respiratório;

·         Aparelho bucal:

- Mastigador: mandíbulas fortes, serrilahdas; maxilas e lábio com palpos.

Ex: Gafanhotos, libélulas, besouros, etc.

- Sugador Lambedor: maxilas formando longa espirotromba sugadora; demais peças bucais ausentes, exeto os palpos baiais.

Ex: borboletas e mariposas.

- Mastigador Sugador (abelhas): sucção de néctar pelas maxilas e lábios alongados;mandíbulas mastigadoras de pólen e cera.

- Sugador picador: longo rosto em direção posterior, mandíbulas e maxilas formando estiletes perfuradores. São herbívoros, que consomem fluidos vegetais e há formas hematófagas (ectoparasitas - mosquitos). Alimentação por sucção. Frequentemente, estes animais liberam uma saliva que vai ter anticoagulante, analgésicos, dentre outras substâncias. E, é nessa saliva que vêm juntamente alguns parasitas.

- Embebedor (em moscas): parte do lábio formando labelo esponjoso sugador.

- Mutucas e borrachudos: labelo sugador associado a mandíbulas perfuradoras (aparelho bucal intermediário entre o dos mosquitos e o das moscas);

·         Trato digestório: dividido em 3 regiões (anterior, mediana e posterior), com estomodeu e proctodeu. Há a membrana peritrófica ao longo do tubo digestório, para “forrar” este e protegê-lo do atrito com o alimento;

·         Circulação aberta, com coração dorsal, estendendo-se por 9 segmentos abdominais, com 1 par de óstios por segmento, e aorta anterior;

·         Respiração por traquéias; excreção por túbulos de Malpighi, eliminando ácido úrico; apresentam “rins de acumulação”;

·         Sistema nervoso com cérebro dorsal, conectivo circunentérico, gânglio subentérico e cordões longitudinais ganglionares;

·         Órgãos sensoriais: há uma variedade imensa. Praticamente todos os tipos de “sensores” são encontrados nos insetos;

·         Dioicos com complexos rituais de corte, transferência indireta de espermatozóides e desenvolvimento indireto. A Partenogênese é comum no clado;

·         Há 3 tipos de desenvolvimento:

- Ametábolo: do ovo eclode um jovem que é praticamente igual ao adulto. A diferença mais gritante seria a maturidade sexual.

Ovo – jovem – adulto

- Hemimetábolo: do ovo eclode uma ninfa que é bastante semelhante ao adulto, mas ela não as estruturas todas formadas.

Ovo – ninfa – adulto

- Holometábolos (metamorfose total): do ovo sai uma larva, geralmente uma lagarta, que tem hábitos alimentares diferentes dos adultos (isso é inclusive uma característica que demonstra o sucesso desses animais, uma vez que não há competição entre adultos e jovens pela busca de alimento). A larva acumula uma grande quantidade de alimento e, só então, inicia seu processo de transformação, secretando fios de seda ou outras estruturas para formar seu casulo, no qual se transformará em um imago (forma adulta).

Ovo – larva – pupa – adulto (imago)

Ex: besouros e borboletas.

Fonte: https://segundocientista.blogspot.com/search?q=Artropodes
Representação de desenvolvimentos Ametábolos, Hemimetábolos e Holometábolos.


Metamorfose completa de uma abelha

·         Os adultos de insetos não vivem muito tempo. Eles, uma vez que chegaram na fase adulta, não troca mais de exoesqueleto e possuem a única função de se reproduzirem. Em muitos casos eles nem se alimentam (as cigarras, por exemplo).

 

e) Miriápodes (Myriapoda)

·         Apresenta cerca de 12000 espécies conhecidas, vivendo em ambientes terrestres úmidos;

·         “Myriapoda” é uma denominação que se refere às muitas pernas desses animais

·         Tagmose: cabeça + tronco;

·         Cabeça com esqueleto fundido numa cápsula cefálica, com 1 par de antenas, 1 par de olhos, 1 par de mandíbulas e 1 par demaxilas;

·         Apresentam semelhanças com os insetos: respiração por traquéias, excreção por túbulos de Malpighi, circulação aberta com coração dorsal, morfologia dos sistemas digestório e nervoso

a) Quilópodes (Clado Chilopoda: Lacráias e centopéias)

·         Tal grupo apresenta cerca de 3000 espécies de lacraias e centopéias, estas que são predadores ativos e velozes;

·         Dois tagmas: Cabeça e tronco;

·         O corpo é achatado dorso-ventralmente, tronco com numerosos segmentos, cada um com 1 par de pernas (apêndices), exceto o último. Frequentemente, prernas progressivamente mais longas, para não haver interferência no movimento;

- o primeiro par de apêndices é modificado para formar estruturas em forma de garras muito fortes, as forcípilas raptorais, utilizadas para o animal injetar veneno (isso em mente, apresentam glândulas de veneno);

- animal apresenta movimentos “serpenteantes”;

- o último par de pernas, no penúltimo segmento, é modificado em pernas anais sensoriais;

·         Dioicos, com transferência indireta de espermatozóides e desenvolvimento direto ou indireto

b) Diplópodes (Clado Diplopoda: os piolhos-de-cobra)

·         Esses animais são herbívoros detritívos (comem material em decomposição de origem vegetal) e são animais muito lentos que vivem enterrados no substrato. Possuem cerca 8.000 espécies de piolhos-de-cobra;

·         Tagmas: Cabeça + tórax + abdome;

·         Apresentam corpo cilíndrico com muitos segmentos, o primeiro (colo) ápode (sem segmento), os 4 seguintes com um par de pernas cada; são diplosegmentados a partir do 5° segmento, cada um com dois pares de pernas, de espiráculos traqueais e de óstios cardíacos;

- pernas todas de mesmo tamanho e trabalhando em conjunto (no mesmo “espaço”, diferentemente das lacraias);

·         No esqueleto há a deposição de sais de cálcio, e, isso, atrelado às muitas pernas fortes atuando em conjunto, vai fazer com que este atue quase como um tranque de guerra, abrindo espaço entre as folhas e material em decomposição, formando as galerias subterrâneas;

·         Um único par de pernas modificado nos machos para a transferência de espermatozóides no 5° segmento, formando gonópodes; presença de glândulas repugnatórias laterais ao longo de todo o corpo (exalam um cheiro bastante forte para ficarem protegidos do meioao redor);

·         Dioicos, com transferência indireta de espermatozóides e desenvolvimento indireto.

Referências Bibliográficas:

https://segundocientista.blogspot.com/search?q=Artropodes

https://brasilescola.uol.com.br/biologia/muda-ou-ecdise-artropodes.htm#:~:text=Muda%20ou%20ecdise%20%C3%A9%20um,que%20impossibilita%20um%20crescimento%20cont%C3%ADnuo.

https://www.infoescola.com/biologia/artropodes-arthropoda/#:~:text=O%20sistema%20digestivo%20dos%20artr%C3%B3podes,posterior%20para%20absor%C3%A7%C3%A3o%20de%20%C3%A1gua.

https://www.todamateria.com.br/artropodes/#:~:text=O%20sistema%20sensorial%20dos%20artr%C3%B3podes,%C3%A9%20dioica%20(sexos%20separados).

https://www.biologianet.com/zoologia/artropodes.htm

https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Reinos3/Artropodes.php

https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Reinos3/Artropodes5.php

https://monografias.brasilescola.uol.com.br/biologia/artropodes.htm#:~:text=INSETOS%3A%20S%C3%A3o%20artr%C3%B3podes%20com%20seis%20patas%20distribu%C3%ADda%20em%20tr%C3%AAs%20partes.&text=Olhos%3A%20os%20insetos%20possuem%20dois,simples%2C%20tamb%C3%A9m%20conhecidos%20por%20ocelos.

https://escolakids.uol.com.br/ciencias/visao-nos-invertebrados.htm

https://alunosonline.uol.com.br/biologia/a-visao-nos-invertebrados.html

https://www.coladaweb.com/biologia/reinos/artropodes

Livro didático e aulas ministradas pelas disciplina (e vídeo - aulas disponibilizadas por professores da USP).