Mamíferos

Temática: Mamíferos – Origem, Evolução e  Classificação

A linhagem evolutiva dos mamíferos, desde seus primeiros ancestrais amniotas, é a trajetória mais bem documentada dos vertebrados. Os mamíferos surgiram de uma linhagem  que teve início nos répteis sinapsídeos, na Era Mesozoica, e expandiram-se para quase todos os nichos e habitats disponíveis sobre a terra. O número atualmente reconhecido das espécies do Período Recente é de mais de 4000. Vamos passear pela história e saber como os mamíferos evoluíram ao longo desses 225 milhões de anos.

Informações suficientes são disponíveis para termos certeza de que algumas populações dos primitivos répteis anapsídeos, tal como Solenodon-saurus do Carbonífero e do Permiano, além de ter dado origem a todos os répteis modernos, aos dinossauros e às aves, também produziram os mamíferos.  A estrutura do teto craniano permite-nos identificar três grandes grupos de amniotas que divergiram durante o Período Carbonífero, na Era Paleozoica: sinápsideos, anápsideos e diápsidos. O grupo sinápsideos inclui os mamíferos e seus ancestrais e apresenta um par de aberturas laterais no crânio, onde se prendem os músculos ancestrais. Os diápsidos (répteis, dinossauros e aves) possuem dois pares de aberturas temporais.

Os primeiros sinápsideos irradiaram-se amplamente, originando diversas formas herbívoras e carnívoras. De um dos primeiros grupos de sinápside-os carnívoros surgiram os terápsidos, o único grupo de sinápsideos que sobreviveu após a Era Paleozoica.  Os terapsídeos irradiaram-se originando diversas formas herbívoras e também carnívoras. Estes animais já possuíam um esqueleto e dentição característica dos mamíferos e desenvolveram a endotermia. Um dos grupos de terapsídeos que sobreviveu a esta extinção diversificou-se no início do Triássico e, até ao final deste período, vai dar origem aos verdadeiros mamíferos.  Todas essas irradiações que ocorreram só foram possíveis devido à extinção dos dinossauros e outros grupos animais no fim do Cretáceo, quando grande parte dos nichos ecológicos ficou desocupada. Assim, os mamíferos puderam ocupar esses nichos diversificando-se e dando origem à maioria das linhagens modernas.

Classificação

A classe Mammalia inclui 21 ordens, uma delas contendo os monotremados, outra os marsupiais e as demais 19 constituídas por placentários.  Uma classificação cladística dos mamíferos mantém os três agrupamentos amplamente reconhecidos: os Prototheria (os monotremados ovíparos), os Methateria (os marsupiais) e os Eutheria (os mamíferos placentários).

Sublcasse Prototheria

  

·         Infraclasse Ornithodelphia

– Ordem Monotremata (6 espécies)

Subclasse Theria

·         Infraclasse Metatheria

– Ordem Marsupialia (242 espécies)

·         Infraclasse Eutheria (3790 espécies)

A Infraclasse Eutheria atualmente é chamada Placentalia.

Os Prototheria põem ovos do tipo réptil, tais indivíduos, dotados de pelos e glândulas mamárias, botam ovos, ou seja: são ovíparos. Entretanto, diferentemente do que ocorre nos répteis e aves, o ovo permanece por certo tempo dentro do corpo da mãe, de onde retira e recebe nutrientes.

No final do Cretáceo, ambas as linhas, marsupiais e os placentários, tornaram-se comuns.

Temática: Mamíferos – Características Gerais

Os mamíferos possuem muitas características estruturais e adaptativas que os distinguem prontamente de outros vertebrados existentes, sendo eles, os mais evoluídos e com  ampla distribuição geográfica. Vamos agora estudar as características gerais dessa classe.

Pele

A pele dos mamíferos e suas especificações distinguem-nos como um grupo.  É mais espessa do que a dos demais vertebrados e apresenta pelos, que no seu conjunto formam uma pelagem. Algumas espécies trocam esta pelagem periodicamente e outras apresentam escassos pelos, como o homem. Os pelos têm função protetora, termoisoladora e termorreguladora.  O tegumento dos mamíferos é uma característica única do grupo e responsável também pelo tamanho sucesso da classe. Por isso, vamos estudá-lo detalhadamente em uma outra aula.

Sistema Esquelético e Muscular

A maior parte do esqueleto é óssea com cartilagem nas articulações e em partes das costelas.  O crânio dos mamíferos é relativamente grande para acomodar o encéfalo, proporcionalmente, aumentado.  A coluna vertebral é dividida em cinco regiões bem definidas: cervical, torácica, lombar, sacral e caudal. A boca possui dentes, em ambas as maxilas, que podem ser divididos em quatro grupos: incisivos, molares, pré-molares e caninos. O tipo de dentição varia de acordo com o regime alimentar de cada espécie.

O ouvido possui agora três ossículos.

Os mamíferos possuem quatro membros, com exceção dos cetáceos que não possuem os membros posteriores. Apresentam também cinco (ou menos) dedos adaptados com unhas, garras e cascos.

A posição que os membros ocupam em relação ao tronco assegura um suporte mecânico melhor, maior comprimento do passo e maior velocida-de. Padrões de locomoção mais complexos estão associados a sistemas muscular, sensorial e nervoso igualmente complexos.

Sistema Circulatório

O coração é completamente dividido em quatro câmaras (duas aurículas e dois ventrículos distintos). A aorta única curva-se para o lado esquerdo. Possuem glóbulos vermelhos anucleados em forma e discos bicôncavos.  Os mamíferos são endotérmicos e homeotérmicos. A homeotermia é assegurada também pela eficiência do sistema circulatório.  Os lábios móveis estão presentes em quase todos os grupos, exceto nos monotremados e nos cetáceos. Todos os mamíferos possuem glândulas orais (produtoras de muco), que são mais desenvolvidas nas formas terrestres. A língua, com numerosas papilas, também está presente e é muito bem desenvolvida (exceto nas baleias).

O esôfago é facilmente distinguível do estômago e não possui glândulas. O estômago dos mamíferos apresenta uma grande variedade de formas e padrões (desde sacos relativamente simples até estruturas compostas por câmaras cada uma delas podendo desempenhar diferentes funções) que se relacionam com os hábitos alimentares. Nos ruminantes o estômago tem quatro compartimentos.  O intestino é fino e enrolado. Variação em comprimento do intestino de acordo com o hábito alimentar. Possuem fígado, pâncreas, intestino grosso, reto e ânus.

Sistema Respiratório

Respiração exclusivamente pulmonar. Os pulmões constituídos por alvéolos oferecem grande superfície para as trocas gasosas. Os movimentos respiratórios são produzidos pela contração e relaxamento do diafragma – músculo achatado – que separa o tórax do abdômen e dos músculos intercostais – que unem as costelas. A ação conjunta desses músculos aumenta a eficiência da ventilação pulmonar.

A laringe possui cordas vocais (exceto nas girafas). Os mamíferos produzem sons para expressar emoções e se comunicarem trocando informações entre indivíduos.

Sistema Excretor

Os mamíferos possuem dois rins metanefros, com ureteres desembocando diretamente na bexiga urinária. Como os anfíbios e diferentemente dos répteis e aves, os mamíferos excretam principalmente ureia, que pelo seu grau de toxidez requer um volume de água considerável para ser eliminada. Porém, os túbulos renais estão adaptados a reabsorver quase 99% dessa água, de modo a produzir uma urina osmoticamente mais concentrada que o sangue.

Sistema Nervoso

Possuem 12 pares de nervos cranianos como os demais amniotas. O encéfalo altamente desenvolvido. Da medula sai um par de nervos espinais para cada somito do corpo.  O hipotálamo controla muitas funções dos mamíferos como a pressão sanguínea, o sono, o conteúdo de água, o metabolismo de gorduras e carboi-dratos, a temperatura do corpo e, possivelmente, as atividades rítmicas, tais como a muda, migração e secreção hipofisária.

Sistema Reprodutor

Os sexos são separados, com dimorfismo sexual, fecundação interna e desenvolvimento direto.  Os machos possuem dois testículos localizados na parte bem posterior do corpo ou fora da cavidade do corpo (numa bolsa chamada escroto) e um único pênis. As fêmeas possuem dois ovários, ovidutos pares, vagina e útero.  As membranas embrionárias âmnion, córion e alantoína estão presentes. Geralmente há uma placenta que fixa o embrião ao útero para nutrição, trocas gasosas e retirada de excretos.  Os filhotes são alimentados com leite materno secretado pelas glândulas mamárias da fêmea.

Considerando algumas peculiaridades dom processo reprodutivo, podemos subdividir a classe dos mamíferos em:

·         Monotremados: Apresentam cloaca. São ovíparos e chocam seus ovos. Suas glândulas mamárias não apresentam mamilos e os filhotes lambem os tufos de pelos molhados pelo leite. Ex.: ornitorrinco.

·         Marsupiais: Apresentam útero e placenta mal desenvolvidos que impedem a permanência do embrião por muito tempo dentro do corpo. Os filhotes abandonam-no prematuramente, passando para o interior de uma bolsa de pele que cobre os mamilos, chamada marsúpio. Dentro do marsúpio os filhotes continuam seu desenvolvimento. Ex.: canguru 

·         Placentários: A maioria dos mamíferos tem útero bem desenvolvido onde os fetos se desenvolvem. Há uma conexão íntima entre a mãe e o filhote que se dá através da placenta. É através dela que o embrião é nutrido. Ex.: homem

Órgãos dos Sentidos

O olfato é muito bem desenvolvido em mamíferos.  Os olhos dos mamíferos são basicamente iguais aos dos outros vertebrados, mas apresentam mais bastonetes para a visão noturna e mais cones para a diurna. O ouvido apresenta vários avanços sobre o dos demais vertebrados. O ouvido médio contém três ossículos - martelo (articula), bigorna (quadrado) e estribo (columela) - que transmitem vibrações da membrana timpânica ao ouvido interno. A cóclea, reta nos répteis e nas aves, é enrolada nos mamíferos para acomodar seu aumento em comprimento. Existe um canal auditivo externo que auxilia a passagem do som para o canal auditivo.

Temática: Mamíferos – Tegumento Mamaliano

O tegumento dos mamíferos desempenha diversas funções, todas derivadas de uma função básica: reduzir a perda de calor metabólico. Além dos pelos, é constituído por outros  anexos epidérmicos. O sucesso evolutivo do grupo deve-se muito ao tegumento que ele apresenta. Por isso, nessa aula vamos estudar detalhadamente como ele está estruturado e como desempenha tão bem as suas funções.

Estrutura Tegumentar

O tegumento dos mamíferos é constituído por epiderme, derme e hipoderme.  A epiderme é a camada superficial que deriva da ectoderme. Ele não possui vasos e suas células se nutrem da derme. A célula principal é o queratinócito, que produz a queratina. A queratina é uma proteína resistente e impermeável responsável pela proteção.

A epiderme é constituída de várias camadas. A camada basal é a mais profunda e que fica em contato com a derme. Ela é a responsável pela multiplicação celular. As outras camadas são constituídas de células cada vez mais diferenciadas e com o crescimento basal vão ficando cada vez mais periféricas, acabando por descamar e cair.  A estrutura da epiderme varia de acordo com a espécie. Nos cetáceos ele é mole e nos elefantes, dura e enrugada.

A derme é o tecido que sustenta a epiderme. É constituído por fibrilhas de colágeno e elastina com numerosos fibrócitos que fabricam essas proteínas e sustentam o tecido. A derme possui inúmeros vasos sanguíneos e linfáticos que vascularizam a epiderme e também os nervos e os órgãos sensoriais a eles associados.A derme possui a maior parte dos órgãos associados à temperatura, pressão e dor.  A hipoderme é a camada constituída por tecido adiposo que protege contra o frio. É um tecido que faz conexão entre a derme, músculos e ossos. Esse tecido é particularmente desenvolvido nos animais de clima frio, como os ursos as baleias. Neses últimos, a hipoderme também é responsável por diminuir a densidade do corpo, facilitando a flutuação. Derivados do tegumento

Pelo

O pelo é uma estrutura ectodérmica originada da camada da epiderme. A principal função do pelo é conservar o calor do corpo (desempenham a mesma função das penas nas aves). Os mamíferos que habitam regiões frias apresentam uma camada de pelos mais espessa do que os de climas quentes. Uma característica interessante dos pelos é a de que crescem, sendo substituídos.  Os pelos, em geral, são coloridos e móveis. Um pelo cresce numa invaginação epidérmica profunda (nas aves é dérmico), chamada folículo. É composto por queratina, pigmentos e bolhas de ar. A cor do pelo depende da quantidade de melanina que lhe é injetada ao formar-se pelos melanócitos na base do folículo e também no local do pelo.  Uma outra função dos pelos é de proteção. Os pelos podem ser mantidos eretos por um músculo na base do pelo chamado, erector pili. Em situações de perigo e ataque ocorre a ereção da pelagem. O frio também estimula o músculo a contrair-se aumentando a ereção.

Glândulas

A pele dos mamíferos apresenta muitas glândulas.  As glândulas mamárias são exclusivas dos mamíferos, cujo nome deriva de sua presença. A posição das glândulas varia de acordo coma espécie. Podem ser peitorais, abdominais ou inguinais. As saídas dessas glândulas são os mamilos. O número de glândulas mamárias está associado ao número de crias potencial da espécie. Alguns Marsupiais, por exemplo, têm 20 mamas. O leite é uma solução aquosa de proteínas que acelera o crescimento.  No homem, o conteúdo de albumina é baixo, e o crescimento é lento, enquanto os filhotes dos porquinhos-da-Índia, que se alimentam de leite rico em albumina, duplicam seu peso em poucos dias.  As glândulas sebáceas estão associadas aos folículos capilares e sua secreção serve para lubrificar os pelos e a pele conferindo-lhes propriedades hidrófobas, evitando o ressecamento.  As glândulas sudoríparas têm por função secretar o suor, cuja função é regular a temperatura do corpo, por evaporação, contribuindo também com a excreção de sal e urina. Elas estão amplamente distribuídas na pele do homem, mas isso não ocorre na maioria dos mamíferos. Não seria vantajoso para animais de pelagem densa possuir muitas glândulas sudoríparas. Um outro tipo de glândula apresentada pelos mamíferos é a glândula odorífera. Essas glândulas podem ser usadas para afastar predadores, para atrair membros da mesma espécie, principalmente, do sexo oposto. Nas espécies que possuem o sentido do olfato pouco desenvolvido, como as baleias, as glândulas odoríferas inexistem.

Estruturas Córneas

As estruturas córneas foram desenvolvidas nos mamíferos com função de locomoção, defesa e ataque. São elas: garras, unhas, cascos e cornos. As unhas evoluíram depois dos pés e mãos servirem para  estas funções, especula-se inclusive que será um caráter extinto no processo evolutivo. Os cascos são blocos de queratina, leves, duradouros e resistentes, adaptados à vida cursorial. Os cornos e armações cefálicos são usados no ataque, defesa e sinais sexuais. Ocorrem em animais em que a dentição e a boca estão adaptadas à herbívoria, impedindo que o morder seja usado nas mesmas funções.

Temática: Biologia de Mamíferos: Alimento e  Alimentação

Um modo eficiente de obtenção e processamento de alimento é essencial para que um endotérmico possa suprir suas amplas necessidades de energia. Os mamíferos utilizam uma variedade de fontes de alimento. Vamos estudar agora a íntima relação existente entre a estrutura física dos mamíferos e seus hábitos alimentares.  Os dentes é a característica física que melhor revela o hábito de vida de um mamífero. Com algumas exceções, como os monotremados, tamanduás e certas baleias, todos os mamíferos possuem dentes, e suas modificações estão relacionadas com o tipo de alimentação.  Os dentes dos mamíferos tornaram-se diferenciados a fim de executar determinadas funções como cortar, triturar e mastigar. A dentição dos mamíferos é denominada heterodonte.

O dente é constituído por um osso especial duro e rígido chamado cemento. O centro é oco (polpa) e cheio de nervos e vasos sanguíneos que produzem a dentina. A dentina é mais dura, pesada e resistente do que o cemento. A coroa envolve o dente e é feita de uma substância muito dura e resistente à erosão. A parte exposta do dente é envolvida pelo esmalte. O esmalte é composto essencialmente por cristais de fosfato de cálcio no qual é acelular e não regenerado.

Os dentes podem ser diferenciados em quatro tipos:

1. Incisivos: com coroas simples e bordas afiadas são utilizados para cortar e morder. 

2. Caninos: com coroas longas e cônicas são especializados em perfurar 

3. Pré-molares: com coroas estreitas e uma ou duas cúspides, utilizados para partir e despedaçar. 

4. Molares: com a base larga e arranjo variável de cúspides são usados para esmagar e triturar. 

Em cada mandíbula há: 2-5 incisivos; não mais do que 1 canino; 2-4 pré-molares; 3 molares.

Os mamíferos possuem dois conjuntos de dentes ao longo da vida: a dentição de leite, que é substituída pela dentição permanente. Os molares nunca são substituídos e devem durar a vida toda.  Os mamíferos usam os dentes de modo diferente dos demais vertebrados que os usam para capturar, segurar e coletar alimentos.  Dentes anteriores têm a função básica de capturar (incisivos e caninos)  Dentes posteriores têm a função de mastigar (pré-molares e molares)

 Os mamíferos são diversificados quanto às adaptações tróficas e nutricionais. O aparato trófico dos mamíferos (constituído por: dentes, maxilas, língua, músculos, canal alimentar e, indiretamente, locomoção e comportamento social) é adaptado aos seus diferentes hábitos alimentares.  Os mamíferos são divididos em quatro categorias básicas – insetívoros, herbívoros, carnívoros e onívoros - mas muitas especializações surgiram ao longo da evolução.  Os insetívoros alimentam-se de insetos e pequenos invertebrados. O intestino dos insetívoros é curto uma vez que a ingestão de material fibroso é pequena. As toupeiras, tamanduás e morcegos são exemplos de animais insetívoros. Os herbívoros se alimentam de gramíneas e outros tipos de vegetais e formam dois grupos: os pastadores junto com os podadores e os roedores. Os ungulados (mamíferos com casco como os cavalos e veados) fazem parte do primeiro grupo. Os ratos, coelhos e lebres são exemplos de roedores.

Os mamíferos herbívoros não possuem caninos ou esses estão muito reduzidos. Já os molares usados para triturar o alimento, são bem desenvolvidos. Os roedores possuem incisivos cortantes que crescem durante a vida toda e devem ser desgastados para compensar seu crescimento contínuo.  Dentro do tubo digestivo, os herbívoros possuem bactérias e protozoários anaeróbicos em grandes câmaras de fermentação que têm por função quebrar a celulose presente nos vegetais. Algumas espécies possuem uma câmara de fermentação chamada ceco. 

Os ruminantes (bois, veados, girafas, búfalos) possuem estômago com quatro câmaras para melhor digerir o alimento. Os herbívoros, em geral, possuem tubo digestivo longo e bem desenvolvido e alimentam continuamente. Esta é uma necessidade do estômago para manter o seu bom funcionamento.Os mamíferos carnívoros alimentam-se principalmente de herbívoros. São representados pelas raposas, gatos e cachorros, por exemplo. Os carnívoros possuem dentes afiados, perfurantes e membros com garras poderosas para matar suas presas. O tubo digestivo é mais curto do que o das espécies herbívoras, pois as proteínas são mais facilmente digeridas. O ceco é pouco desenvolvido ou ausente. Os carnívoros alimentam-se de forma espaçada.

Os carnívoros são mais ativos do que os herbívoros, pois estão em constante movimento atrás de suas presas.

Mamíferos onívoros, como os porcos e os humanos, alimentam-se de espécies vegetais e animais. Os carnívoros também se alimentam de frutos e gramíneas quando não há outra opção.  Muitos mamíferos passam a maior parte do tempo à procura de alimento. Espécies que vivem nas zonas temperadas migram ou hibernam quando chega o inverno e a oferta de alimento diminui. Mas há aquelas espécies que armazenam reservas de alimento durante os períodos de abundância. Os roedores, como os esquilos, possuem esse hábito. Eles coletam nozes e as armazenam para utilizar posteriormente durante o inverno.


Livros para Download:

Mamíferos Ameaçados de Extinção I
Mamíferos Ameaçados de Extinção II