Zoologia dos Vertebrados 2 2019.2

por Aléssio

Apresentação

A disciplina Zoologia dos Vertebrados II abordará a diversidade dos “repteis”, aves e mamíferos, suas formas, funções, ecologia, comportamentos e evolução. A disciplina também examinará a anatomia comparada de vertebrados aminiotas através de uma perspectiva evolutiva e filogenética. As leituras permitirão o aprofundamento do conhecimento sobre os principais grupos de vertebrados, enfatizando as adaptações específicas traduzidas em sinapomorfias produtos da seleção natural através do tempo evolutivo. A sistemática filogenética fornecerá o arcabouço conceitual para discussões sobre inovações chave, comparações sobre forma e comportamentos e a evolução dos grupos.

Programação

Carga horária total: 60h (teoria: 30h/ prática: 30h)
Horário das aulas: sexta-feira, 13:30h-16:50h

diamêsfeiraTema/conteúdoC.h.t.*C.h.p.**
23 ago sex Aula especial - Palestra Ricardo Galvão INPE 3,3
13 set ter Origem, evolução e relações filogenéticas dos aminiota 3,3
14 set sab Parareptilia - Testudina. Evolução, Diversidade e Ecologia (T/P) 2,3 1
20 set sex Diapsida - Squamata. Morfologia, diversidade e ecologia de lagartos, serpentes e anfisbenas (T/P) 2,3 1
27 set sex Visita ao Laboratório de Herpetologia UFPE (P) 4
4 out sex Semana Universitária 3,3
5 out sab Seminários Artigos Testudines e Squamata 3,3
11 out sex 1a Avaliação 3,3
18 out sex Diapsida - Archossauros. Sinapomorfias e Evolução (T/P) 3,3
25 out sex Archossauros - Morfologia, diversidade e ecologia de Crocodylia 2,3 1
1 nov sex Archossauros - Morfologia, diversidade e ecologia de Aves 2,3 1
8 nov sex Archossauros - Visita Zoológico 4
9 nov sab Synapisda - Sinapomorfias e Evolução de Mammalia 3,3
22 nov sex Visita coleção de Aves, Ornitolab (UFPE) 4
29 nov sex Excursão - Métodos de Estudo de Mamíferos (P) 8
6 dez sex Synapsida - Estudo comparado de crânios e dentição de mamíferos 3,3
13 dez sex 2a Avaliação 3,3
20 dez sex Final

* C.h.t. Carga horária teórica
** C.h.p. Carga horária prática

Avaliação

Processo avaliativo
idDescrição
1 Duas provas
2 Dois seminários
3 Três relatórios de atividades externas/excursão
4 Oito tarefas Google Classroom

O semestre será dividido em duas unidades.

Avaliações por unidades
1a unidade2a unidade
1a prova = 100 pts 2a prova = 100 pts
1 seminário = 50 pts 1 seminário = 50 pts
1 excursão = 50 pts 2 excursões = 100 pts (50 pts cada)
3 tarefas Google Classroom = 30 pts 5 tarefas Google Classroom = 50 pts
Total = 230 pts Total = 300 pts

O total de cada unidade será convertido através de regra de três simples para uma nota sobre 10 (ex.: se 100 = 10, então 145 = x). No final as duas notas convertidas serão somadas e o resultado final será a média simples entre as notas.

ATENÇÃO! As provas de segunda chamada não serão baseadas nos estudos dirigidos.

Recursos

dia mês feira Leituras
13 set sex Capitulo 11- Pough et al (2008) / Capítulo 1 - Benedito (2015) / Kardong (2011) pág. 133-153 / Artigo Os dinossauros de Hennig
14 set sab Capítulo 12 - Pough et al (2008) pág. 303-3015 / Artigo Abordagens convergentes, novidades evolutivas e a origem da carapaça das tartarugas
20 set sex Capítulo 13 - Pough et al (2008) / Artigos Reptiles of an urban Atlantic Forest in the state of Pernambuco, Brazil e Herpetofauna em remanescente da Caatinga no Sertão de Pernambuco

Tópicos de discussão

13 de setembro

A sistemática filogenética é um sistema de classificação baseada na reconstrução das relações de parentesco entre grupos de seres vivos. Tal sistema permite a elaboração de hipóteses que podem ser testadas e colocadas a prova se novas evidências forem apresentadas. As relações filogenéticas entre os Amniota são sempre fortemente influenciadas pelas descobertas de novos fósseis que, entre outras coisas, esclareceram o processo de conquista do meio terrestre pelos primeiros tetrápodes ou mostraram as relações estreitas entre Aves e Dinossauros.

Para conhecer um pouco sobre os bastidores de trabalhos científicos que esclareceram muitas questões importantes sobre a filogenia de Amniota, recomenda-se a leitura do artigo «Hipóteses Filogenéticas dos Amniotas e a importância dos fósseis na compreensão da evolução da vida», do aluno de mestrado Geovane Alves Souza (UFRJ). O artigo foi publicado no site Colecionadores de Ossos em 2018.

Exercício

Explique a seguinte sentença encontrada no texto:

«...quanto mais antiga é a origem de uma linhagem e quanto mais derivada for a morfologia de seus representantes atuais (como é o caso dos mamíferos), mais os fósseis serão importantes para elucidar sua evolução».

14 de setembro

Observe os seguintes cladogramas. São hipóteses filogenéticas sobre as relações de parentesco entre os amniota. Com qual das hipóteses você está mais acostumado? Qual a hipótese mais estranha? Por que?

No artigo A phylogenomic analysis of turtles publicado em 2015 os autores apresentam uma hipótese inusitada em relação a posição filogenética das tartarugas. Qual é esta hipótese?

E se o crânio anapsida das tartarugas fosse apenas um caractere derivado de crânios diapsidas ancestrais? No livro «A Vida dos Vertebrados» de Pough e colaboradores (2008), os autores não indicam uma posição definitiva de Testudines entre os amniota (páginas 306-307, seção 12.2). Em um artigo publicado em 2016, os pesquisadores Schoch e Sues esclarecem a posição de Testudines através do estudo de fósseis recentemente descobertos, notadamente na China e na Alemanha. Baseado neste artigo, se você fosse convidado para colocar um traço continuo no cladograma da página 307 do livro «A Vida dos Vertebrados» informando a posição filogenética de Testudines, onde você o colocaria? Por que?

Crânio de tartaruga marinha

Os Testudines são frequentemente considerados um dos grupos de vertebrados mais peculiares, compartilhando uma série de características únicas. Cite ao menos três sinapomorfias de Testudines.

Os Testudines atuais podem ser divididos em duas linhagens monofiléticas. Quais são estas duas linhagens e como elas podem ser distinguidas?

20 de setembro

Dentre os Amniota, os Diapsida formam um grupo muito diverso, com aproximadamente 19.882 espécies conhecidas. O grupo possui a característica marcante de apresentar dois pares de aberturas temporais separadas pela barra temporal (ver figuras abaixo). Os diápsidos, inclusive os pterossauros e dinossauros, foram predominantes durante o Mesozoico e deram origem às aves e a todos os répteis vivos.

Talvez o grupo mais representativo dos répteis, para o senso comum, seja o grupo das serpentes e lagartos. Animais de sangue frio, escamosos e que frequentemente rastejam para se deslocar. Além do desconhecimento e do medo real que as pessoas tem de serpentes peçonhentas, tais animais, juntos com lagartos e anfisbenas, reunidos no grupo Squamata, apresentam papéis importantes nas comunidades e ecossistemas terrestres do mundo todo.

Para conhecer um pouco mais sobre os Squamata presentes no estado de Pernambuco, leia os dois artigos a seguir e elabore um ficha de leitura para cada artigo de acordo com o modelo proposto. Artigos Reptiles of an urban Atlantic Forest in the state of Pernambuco, Brazil e Herpetofauna em remanescente da Caatinga no Sertão de Pernambuco

Crânios Diapsida

A figura 1 representa o crânio de um esfenodonte mostrado claramente as duas aberturas temporais ( fts e fti ). Nos lagartos (figura 2), a barra inferior jugal-esquamosal é perdida.

25 de outubro

Os crocodilianos incluem atualmente 23 espécies de aligátores, caimans, crocodilos e gaviais encontrados principalmente nos trópicos e em regiões quentes do Mundo. O grupo inclui os maiores répteis ainda vivos e os únicos tetrápodes conhecidos que perseguem humanos como presas [1]. Diante do perigo real de acidentes causados por estes animais, estudos realizados com estes animais exigem uma serie de precauções e cuidados.

Quais as métodos e técnicas utilizadas pra o estudo de crocodilianos em campo? Leia o artigo Abundância e locais de ocorrência do jacaré-de-papo-amarelo (Caiman latirostris, Alligatoridae) no noroeste da Ilha de Santa Catarina, SC [2] e explique a metologia empregada pelos autores do estudo. Por que a contagem de jacarés só é realizada no período noturno? Entregar as respostas das questões com a ficha de leitura do artigo.

Pesquise outras metodologias utilizadas para estudos ecológicos, comportamentais e fisiológicos de crocodilianos.

1 de novembro

De acordo com Norman (2011) os dinossauros «nasceram» oficialmente em 1842 através das pesquisas do anatomista britânico Richard Owen, que concentrou seus estudos na natureza singular de alguns fósseis de répteis britânicos extintos. Uma das primeiras reproduções de dinossauros em tamanho real, feitas com concreto e armação de ferro, foram realizadas por Owen. Um dos famosos dinossauros representados por Owen foi o Iguanodon, na época representado como um animal quadrupede, parecido com um rinoceronte. Após muitos anos, o pesquisador belga Louis Dollo (1857-1931) mostrou que Richard Owen havia cometido um grande engano em relação a forma e anatomia do Iguanodon. Na verdade, esse dinossauro era uma criatura enorme com uma postura similar a de um canguru apoiado mas patas traseiras, mas com as características de uma ave.

Comparação entre os Iguanodon de Owen e de Dollo

Os dinossauros são ícones da pré-história, e continuam sendo uma parte importante do mundo moderno na forma de cerca de 10.000 espécies vivas de aves. Apesar da extinção dos dinossauros não-aves no final do período Cretáceo (aprox. 65 milhões de anos) ser a muito tempo um foco da fascinação e debate, a origem e a diversificação inicial dos dinossauros ainda não é tão bem compreendida [3].

No Brasil já foram registradas 21 espécies de dinossauros grandemente desconhecidas do público leigo. Grande parte dos fósseis de dinossauros brasileiros são encontrados nas bacias sedimentares de Bauru, Parecis, São Luiz-Grajaú, Araripe e Supersequência Gondwana II [4].

Sobre os dinossauros, pesquise os seguintes pontos:

1) Quais os caracteres que consistentemente definem o que é um dinossauro?

2) Qual a origem dos dinossauros?

3) Como são classificados os dinossauros? Explique a diferença entre os principais grupos.

Conheça DinosVirtuais, a exposição de paleovertebrados do Museu Nacional, da UFRJ.

Dica de leitura.

A editora L&PM possui uma coleção chamada Encyclopaedia. São livros curtos que tratam de temas específicos. Um dos livros da coleção é «Dinossauros» de David Norman. É praticamente um livro de história da ciência cujo pano de fundo é ilustrado pelas pesquisas desenvolvidas ao longo do tempo sobre estes grandes vertebrados amniotas que dominaram a Terra entre 225 e 65 milhões de aos atrás.

8 de novembro

Razanandrongobe sakalavae é um grande Archosauria predador do Jurássico médio da Ilha de Madagascar. Em estudo recente, pesquisadores analisaram novos fragmentos da mesma região e da mesma espécie e identificaram a espécie R. sakalavae como pertencente ao clado Crocodylomorpha. As profundas e gigantescas mandíbulas do crocodilo pré-histórico eram armadas com enormes dentes serrados e muito semelhantes em tamanho e forma às dos dinossauro terópodes e, especialmente, às do carnívoro Tiranosaurus rex. Essas mandíbulas são uma notável evidência de que esses répteis crocodilianos se alimentaram de tecidos orgânicos duros, como ossos e tendões [5].

A Evolução das aves ratitas tem sido atribuída à especiação vicariante, impulsionada pela dissolução do supercontinente Gondwana no período Cretáceo. O isolamento inicial da África e de Madagascar é indicativo de que o avestruz e os pássaros-elefante-de-madagascar - esse último extinto - devem ser as linhagens de ratitas mais antigas. O sequenciamento do genoma mitocondrial de dois pássaros-elefante e análises filogenéticas revelaram que essas aves são os parentes mais próximos do kiwi da Nova Zelândia e estão distantes da linhagem basal de avestruzes. Essas evidências sugerem que a convergência para o gigantismo e a ausência de voo foi facilitada do Terciário, após a extinção dos dinossauros, com a exploração do nicho de herbivoria diurna [6].

Considerando os textos apresentados, avalie as afirmações a seguir.

I. A semelhança de dentições entre os dinossauros terópodes e o crocodilo fóssil exemplifica uma característica homoplásica.

II. A divergência a respeito da evolução das linhagens de aves ratita constituti exemplo de hipóteses de vicariância e de dispersão.

III. A distribuição biogeográfica das espécies de aves ratitas é considerada cosmopolita.

IV. A ilha de Madagascar representa um hotspot biogeográfico dada, entre outras características, a presença de endemismo de espécies.

É correto apenas o que se afirma em

a) I e III
b) II e III
c) II e IV
d) I, II e IV
e) I, III e IV

22 de novembro

O número de espécies de Aves quase se iguala ao número de espécies de outros répteis (sim, Aves são répteis!). Existem aproximadamente 10.400 espécies de aves descritas, que ocupam praticamente todos os ambientes terrestres da Terra, desde ambientes semi-áridos até as mais inóspitas paisagens geladas das altas latitudes do hemisfério Sul.

No Nordeste do Brasil, notadamente no Estado de Pernambuco, já foram realizados inúmeros trabalhos de levantamento de espécies e ecologia de Aves na Caatinga e na Mata Atlântica, os dois grandes biomas terrestres presentes na região. Esta diversidade, além de estar registrada em artigos científicos, também está registrada em coleções científicas de todo o mundo. Em Recife, a UFPE mantém uma destas coleções. De acordo com o site do Laboratório de Ecologia, Sistemática e Evolução de Aves (Ornitolab), a coleção da UFPE «é considerada o principal acervo ornitológico da região Nordeste e colocada entre as principais coleções do Brasil, em termos de diversidade de espécies, representatividade regional e número de indivíduos tombados. Atualmente possui cerca de 5.300 espécimes tombados de 700 espécies».

Nesta aula os alunos visitarão a coleção de Aves da UFPE. Os objetivos da visita serão:

  • Conhecer a diversidade de espécies encontradas no Nordeste;
  • Entender a importância de coleções científicas para a conservação da biodiversidade;
  • Observar o processo de taxidermia de um espécime para futura incorporação na coleção.

Para aprofundamento, os alunos deverão ler os artigos:

1) Aves em oito áreas de Caatinga no Sul do Ceará e Oeste de Pernambuco, nordeste do Brasil: composição, riqueza e similaridade.

2) Riqueza de aves em cinco fragmentos de Floresta Atlântica na Zona da Mata Norte de Pernambuco, Brasil.

Estudos dirigidos

1ª unidade

1) Descreva o ovo amniótico e explique como esta característica permitiu a um grande grupo de vertebrados conquistar definitivamente ambientes terrestres.

2) Por que amniotas produzem geralmente muito menos ovos que anfíbios e peixes?

3) Que características são observadas para definir os diferentes tipos de crânios dos amniotas? Enumere e descreva os tipos de crânios amniota.

4) Quais são as principais linhagens de Testudines? Como podem ser diferenciadas?

5) Por que na 4ª edição do livro “A vida dos vertebrados” de 2008, os autores não definem uma relação de parentesco exata do Testudines entre os amniota?

6) Por que atualmente a palavra réptil deve ser escrita sempre entre aspas?

7) Em relação aos vertebrados, quais as diferenças observadas entre a Classificação Lineana e a Sistemática Filogenética?

8) Explique como ocorre a circulação de sangue nos répteis e descreva o coração de um Testudine.

9) Quais as diferenças básicas entre Sphenodon e os outros integrantes dos Lepidosauria?

10) Discorra brevemente sobre as adaptações morfológicas em relação à respiração pulmonar nos Testudines.

11) Enumere e descreva as diferentes categorias de serpentes de acordo com a dentição.

12) Para que servem o órgão de Jacobson e a fosseta loreal nas serpentes?

13) Quais as principais características e variáveis levadas em consideração no estudo da folidose em serpentes?

14) Quais as sinapomorfias observadas em Squamata? Comente.

15) Enumere e descreva as sinapomorfias encontradas em Diapsida.

16) Explique como a dentição solenóglifa está intimamente relacionada com a cinese craniana em serpentes.

2ª unidade

1) Quais as famílias que compõem o clado Crocodylia? Cite as principais características das famílias e discorra sobre seus aspectos ecológicos e comportamentais.

2) Descreva as 2 principais maneiras de ataque e caça dos Crocodylia.

3) Explique as diferenças na circulação dos Crocodylia nos seguintes estados: em repouso, ativo e mergulhando.

4) A maioria das espécies de aves não apresenta o olfato muito desenvolvido (com exceção de algumas poucas espécies que o utilizam para localizar alimento, como os urubus). Por outro lado, geralmente tem visão e audição bem eficazes, muitas vezes superando a dos mamíferos. Comente como as aves utilizam destas características.

5) Como podem ser classificadas as aves de acordo com o tempo de permanência dos filhotes no ninho?

6) Descreva as estruturas que compõem as penas das aves.

7) O vôo foi, sem dúvida, uma das grandes conquistas dos animais ao longo da evolução. Atualmente existem teorias concorrentes para a origem do vôo das aves. Quais são elas? Explique-as.

8) Quais os traços marcantes dos mamíferos atuais que não são preservados em fósseis.

9) Explique o significado da descoberta de Archeopteryx. Por que esse fóssil demonstra, além da dúvida razoável, que as aves são agrupadas filogeneticamente com dinossauros?

10) O que siginificam os termos Theria, Metatheria, Eutheria, Monotremata e Marsupialia? Cite mamíferos que estão incluídos em cada táxon.

11) Cite e explique as sinapomorfias dos mamíferos.

12) Quais as modificações e adaptações usadas pelos mamíferos para explicar sua grande distribuição pelo mundo?

13) Descreva a evolução dos mamíferos, por toda a linhagem sinápsida, desde os primeiros ancestrais amniotas até os mamíferos verdadeiros. Como você distinguiria pelicossauros, primeiros terápsidos, cinodontes e mamíferos?

14) Por que o crânio dos mamíferos é considerado um crânio sinápsido muito derivado?

15) Qual a principal diferença reprodutiva observada entre o grupo Prototheria (monotremados) e Theria (marsupiais e placentários).

16) Entre as aves marinhas, qual a diferença entre aves costeiras e aves pelágicas?

17) Defina as seguintes categorias de aves encontradas em ambientes aquáticos continentais:

  • limícolas
  • palustres

Observações

[1Brochu, C. A. (2003). Phylogenetic approaches toward crocodylian history. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 31(1), 357-397

[2Fusco-Costa, R., Castellani, T. T., & Tomás, W. M. (2008). Abundância e locais de ocorrência do jacaré-de-papo-amarelo (Caiman latirostris, Alligatoridae) no noroeste da Ilha de Santa Catarina, SC. Biotemas, 21(4), 183-187

[3Brusatte, S. L., Nesbitt, S. J., Irmis, R. B., Butler, R. J., Benton, M. J., & Norell, M. A. (2010). The origin and early radiation of dinosaurs. Earth-Science Reviews, 101(1-2), 68-100

[4Bittencourt, J. S., & Langer, M. C. (2011). Mesozoic dinosaurs from Brazil and their biogeographic implications. Anais da Academia Brasileira de Ciências, 83(1), 23-60

[5Dal Sasso, C., Pasini, G., Fleury, G., & Maganuco, S. (2017). Razanandrongobe sakalavae, a gigantic mesoeucrocodylian from the Middle Jurassic of Madagascar, is the oldest known notosuchian. PeerJ, 5, e3481

[6Mitchell, K. J., Llamas, B., Soubrier, J., Rawlence, N. J., Worthy, T. H., Wood, J., ... & Cooper, A. (2014). Ancient DNA reveals elephant birds and kiwi are sister taxa and clarifies ratite bird evolution. Science, 344(6186), 898-900