Vertebrate - BIOLOGIE GENERALA

Vertebrate

BIOLOGIE GENERALA

Cuprins:

Sistematica animalelor

HEMICORDATE

CORDATE

Incr. Urochordata (Tunicata)

Incr. Acraniata (Cephalochordata)

Incr. Vertebrata (Craniata, Vertebrate)

Clasificare Incr. Vertebrata

Clasa Agnatha

restul teoriei pentru Incr. Vertebrata este pe foi

Importanta animalelor

Rezumatul cursului

Test de verificare a cunostintelor

Anexa

Sistematica animalelor

HEMICORDATE

Stomocordatele Incr. Stomochordata) sunt un grup mic de deuterostomieni marini, sedentari, vermiformi. Acestea au fost considerate o perioada de timp drept cordate propriu-zise. Prezenta stomocordului care le da si numele (diverticul endodermic al cavitatii bucale) cu rol de sustinere, indica o apropiere de cordate, care au un notocord de origine endodermica. Studii mai recente au demonstrat insa ca acest stomocord nu este un stomocord propriu-zis, ci o structura analoga acestuia. Ca urmare, hemicordatele au fost separate intr-un grup sistematic apropiat de echinoderme, fiind considerate nevertebrate. Cu toate acestea, unele trasaturi morfo-anatomice arata si inrudirea cu cordatele primitive. Studii recente ale ARN ribozomal confirma ipoteza mai veche potrivit careia animalele din aceasta increngatura sunt inrudite cu echinodermele.

CORDATE

Cordatele sunt animale celomate deuterostomiene cu simetrie bilaterala, 3 foite embrionare, si un corp segmentat[*]. Majoritatea cordatelor au coada, un endoschelet, un sistem circulator inchis cu o inima musculoasa situata ventral. In plus, exista caracteristici care le deosebesc pe cordate de toate celelalte grupe de animale:

1. Corpul este sustinut de un schelet axial intern numit endoschelet format din coarda dorsala sau notocordul care este situat intre tubul neural si tubul digestiv. La cordatele din grupul vetebratelor in jurul notocordului se formeaza craniul si coloana vertebrala.
2. Sistemul nervos al cordatelor este reprezentat de un tub neural situat dorsal pe linia mediana deasupra notocordului. La cordatele primitive, tubul neural se dilata la capatul anterior dand nastere la vezica neurala primitiva iar partea posterioara ramane ingusta. La vertebrate, din vezica neurala se dezvolta encefalul iar din tubul neural, maduva spinarii.
3. Toate cordatele au fante branhiale cel putin intr-o anumita perioada a ciclului lor de viata.

Corpul cordatelor avand simetrie bilaterala prezinta 2 poli: anterior si posterior. Principalele regiuni ale corpului sunt:

capul (regiunea cefalica),

trunchiul cu membrele (unde exista membre) si

coada.

Aparatul respirator

branhii la formele acvatice,

plamani la cele terestre.

Aparatul excretor este de tip nefridian, este format din nefroni care se pot deschide cu un capat in celom iar cu celalalt

fie in cavitatea perifaringiana,

fie la exterior prin uretere.

Reproducerea se face sexuat (cu exceptia tunicatelor), sexele sunt in general separate.

Clasificarea cordatelor se face in functie de locul pe care il ocupa scheletul si gradul lui de dezvoltare:

Incr. Urochordata (Tunicata, Urocordate)

Incr. Acraniata (Cephalochordata, Acraniate)

Incr. Vertebrata (Craniata, Vertebrate)

w

Incr. Urochordata (Tunicata)

Tunicatele in stadiu adult au un corp ca un sac, sunt animale marine, sedentare, nu ca restul cordatelor, si de aceea sunt deseori confundate cu spongieri sau cnidari. In stadiu adult dezvolta o tunica (de unde si numele), destul de groasa la majoritatea speciilor, care acopera animalul in intregime. Aceasta tunica este formata in principal din celuloza. Tunica are 2 orificii, unul bucal (prin care intra apa cu hrana si oxigenul) si altul cloacal (prin care apa, produsii de excretie si gametii sunt eliminati afara) cu aspect de sifoane.

Tunicatele se hranesc prin filtrarea apei (pompeaza apa prin corpul ca un sac), pastrand planctonul din curentul de apa care trece prin faringe.

Unele specii de tunicate formeaza colonii mari, acestea se reproduc asexuat prin inmugurire. Formele care se reproduc sexuat sunt in general hermafrodite. Larva seamana cu cea de la cordate, de fapt este asemanatoare cu un mormoloc de broasca.

Exemple:

Pyrosoma atlanticum – forma coloniala libera, traieste in Oceanul Atlantic. Indivizii sunt legati intre ei printr-o tunica comuna si fiecare individ al coloniei are la orificiul bucal un apendice care da aspectul catifelat al coloniei. Numele i se datoreaza producerii unei luminiscente rosie-violeta.

Ciona intestinalis (stropitoarea-de-mare) – are un corp cilindric, inalt de 15 cm, se intalneste frecvent in Marea Neagra, Marea Mediterana si zonele calde ale Oc. Atlantic.

Incr. Acraniata (Cephalochordata)

Acraniatele sunt un grup mic de ~ 30 de specii care traiesc in apele de litoral ale marilor europene, dar si ale celor atlantice. Sunt animale cu corp fusiform, de 5-10 cm lungime. Cea mai cunoscuta specie este Branchiostoma lanceolatum sau Amfioxus lanceolatum (lanteta), a carui organizare reuneste multe caractere fundamentale ale cordatelor. Notocordul se extinde de la varful capului (de unde si numele de Cephalochordata) pana in varful cozii, iar sub el se afla tubul neural cu vezicula cerebrala.

Exemplu:

Amphioxus (lanteta). Este ca un peste mic si transparent, cca 5 cm lungime, cu corpul foarte ingust. El pandeste pe fundul marii, pe jumatate ingropat in nisip si-si foloseste tentaculele pentru a pompa apa in gura. Cand apa ajunge in gura lui, particulele de hrana sunt filtrate de niste orificii ca de sita, dupa care apa ramasa este pompata afara.

Desi la prima vedere pot sa para asemanatoare cu pestii, cefalocordatele au o structura mult mai primitiva, deoarece nu au inotatoare perechi, nu au maxilare, nu au organe de simt, nu au inima, si nu au un creier bine definit. Se considera ca Amphioxus seamana cu stramosul din care au evoluat vertebratele.

Incr. Vertebrata (Craniata, Vertebrate)

Vertebratele sunt animale cordate cu o organizatie a corpului mult mai complexa fata de urocordate si craniate ceea ce denota o treapta de evolutie superioara. Trasatura caracteristica a vertebratelor este faptul ca au o coloana vertebrala formata din vertebre de origine mezenchimatoasa. Craniul face parte din scheletul axial, este o formatiune noua care apare la vertebrate, si de aici numele de craniate.

Vertebratele sunt animale care duc o viata activa, se deplaseaza pe distante mari in cautarea hranei, acest comportament determinand stabilirea unor interrelatii complexe intre ele si mediul lor de viata. Ca rezultat al acestui mod de viata s-a dezvoltat sistemul nervos. Din vezicula neurala se formeaza encefalul, iar din tubul neural maduva spinarii; acestea sunt adapostite si protejate de cutia craniana si coloana vertebrala.   

Alaturi de scheletul trunchiului si scheletul membrelor, cutia craniana si coloana vertebrala formeaza scheletul care este intern, si care spre deosebire de exoscheletul nevertebratelor, este un tesut viu care poate creste odata cu animalul.

Alte trasaturi comune ale vertebratelor:

sistem circulator inchis, cu inima ventrala bi, tri- sau tetra-camerala;

rinichi pereche

tub digestiv complet si glande digestive mari (ficat si pancreas)

muschi atasati de oase pentru locomotie

10-12 perechi de nervi cranieni

un sistem nervos autonom (vegetativ) care regleaza functiile vegetative ale organelor interne

organe de simt dezvoltate (ochi, urechi, care pot servi ca organe de echilibru, organe pentru miros si pipait)

doua perechi de apendice

sexe separate.

Vertebratele sunt mult mai putin diverse si mult mai putin numeroase decat insectele, dar se compara cu ele in ceea ce priveste adaptarea lor la o mare diversitate de moduri de viata si le depasesc in ceea ce priveste capacitatea de a recepta si a reactiona la stimuli.

Clasificare:

Incr. Vertebrata (Craniata, Vertebrate)

Supraclasa Pisces

Clasa Agnatha

Clasa Chondrichthyes (pestii cartilaginosi)

Clasa Osteichthyes (pestii ososi)

Toti pestii au branhii foarte vascularizate cu suprafata mare pentru schimbul de gaze respiratorii.

Supraclasa Tetrapoda – vertebrate cu 4 picioare care traiesc pe uscat

Clasa Amphibia

Clasa Reptilia

Clasa Aves

Clasa Mammalia

Nu toate tetrapodele au 4 picioare (de ex. serpii), dar au evoluat din stramosi cu 4 picioare. De asemenea, nu toate tetrapodele actuale traiesc pe uscat (de exemplu broastele testoase, pinguinii, balenele, focile); dar toate formele acvatice au evoluat din stramosti terestri.

Clasa Agnatha (lipsite de maxilare) (a = fara; gnathos = falca; stoma = gura)

Pestii fara maxilare sunt inclusi in Clasa Agnatha care include ostracodermii – specii disparute – si specii actuale cum sunt ciclostomii. Ostracodermii, sunt cele mai vechi fosile de cordate cunoscute, au fost gasiti in roci datand din Ordovician, Silurian si Devonian. Ei aveau dimensiuni mici, traiau pe fundul apelor dulci si se hraneau filtrand curentul de apa. Capul era acoperit cu placi osoase groase, iar trunchiul si coada erau acoperite cu solzi grosi. Ostracodermii aveau inotatoare mediane; unele specii aveau inotatoare pectorale perechi.

Inruditi cu ostracodermii sunt ciclostomii actuali (ciclos = rotund; stoma = gura), ei sunt reprezentati de 45 de specii de vertebrate care spre deosebire de toate celelalte nu au falci (falca = maxilarul inferior, numit si mandibula) in structura scheletului cranian. Prezinta o gura circulara transformata intr-o ventuza. Au corp cilindric care ajunge la 1 m lungime, schelet cartilaginos, nu au inotatoare perechi. Nu au solzi, in schimb tegumentul este bogat in glande mucoase, ce secreta un mucus vascos cu rol de protectie si alunecare.

Exemple:

Myxine sp. (este hermafrodit) – majoritatea speciilor se hranesc cu viermi sau alte nevertebrate, sapa pentru ca sa-i prinda, sau prind pesti morti sau bolnavi.

Petromyzon marinus – este o specie marina raspandita in apele litorale ale Marii Mediterane si Oc. Atlantic. Are 1 m lungime, duc viata parazitara pe diferite specii de pesti, se fixeaza cu gura circulara in care prezinta multi dinti cornosi si o limba ca un pistol.

In apele dulci din Europa, inclusiv din tara noastra traiesc specii apartinand genului Eudontomyson care sunt parazite la pesti, le distrug tesuturile cu dintii cornosi si le sug continutul.

Primii pesti cu maxilare

In cursul Silurianului si Devonianului unii descendenti ai ostracodermilor au dezvoltat maxilare si apendice perechi si si-au schimbat modul de viata devenind pradatori cu o viata activa. Primii pesti cu maxilare sunt clasificati in Subclasa Acanthodii. Un alt grup de pesti primitivi care au trait in Paleozoic erau placodermii, pesti mici, de apa dulce cu un numar variabil (→7) de inotatoare perechi. Placodermii, care sunt disparuti in ziua de azi, au fost probabil stramosii atat ai pestilor cartilaginosi, cat si ai pestilor ososi. Unul dintre cei mai cunoscuti placodermi este Dinichthys, care atingea 9 m lungime, capul si partea anterioara a trunchiului avea o armura osoasa, dar restul corpului era gol. Formarea maxilarelor dintr-o zona a scheletului arcului branhial a permis placodermilor si descendentilor lor sa se adapteze la noul lor mod de viata. Fara indoiala ca succesul vertebratelor care aveau maxilare (gnathostomatelor) a contribuit la disparitia ostracodermilor.

Radiile (scheletul inotatoarelor) sunt spinoase (spini), formate dintr-o singura piesa, in general tari si ascutite (fig. 6 a, c 1, 2, 3), si articulate

Clasa Chondrichthyes (pestii cartilaginosi)

Atat ostracodermii cat si placodermii au fost pesti de apa dulce; doar cativa s-au aventurat in largul marii. Membrii clasei Chondrichthyes au evoluat ca forme marine in perioada Devonian. Majoritatea speciilor au ramas locuitori ai oceanului, numai cativa s-au reintors in habitatul initial (apa dulce).

Pestii cartilaginosi – rechinii, pisicile de mare etc. se caracterizeaza prin

un schelet cartilaginos (adultul pastraza tesutul scheletic al embrionului)

pielea contine solzi placoizi formati dintr-un strat exterior de smalt si un strat intern de dentina

dintii de pe falci sunt la fel cu solzii, dar mai mari; ei sunt fixati in carne si nu sunt atasati pe oasele capului, dinti noi se dezvolta continuu in siruri in spatele dintilor functionali si se deplaseaza catre in fata inlocuind dintii pierduti

au 5-7 perechi de branhii; un curent de apa intra in gura si trece peste branhii si apoi afara prin fante branhiale, furnizand in mod constant pestelui oxigen dizolvat. Neexistand un mecanism care sa impinga apa peste branhii, rechinul depinde de miscarea inainte a propriului corp pentru a putea efectua schimbul de gaze. La anumite specii, pestele se sufoca daca se opreste din miscare.

Pestii cartilaginosi se scufunda daca nu inoata, deoarece corpul lor are densitate mai mare decat apa (nu au vezica inotatoare ca pesii ososi). Inotatoarele pectorale care au dimensiuni mari imping pestele in sus in timpul miscarilor inainte, iar miscarea cozii ridica si ea corpul.

Tubul digestiv: gura (cavitatea bucala), faringe lung, stomac in forma literei “J”, intestin scurt si drept, cloaca (primeste resturile nedigerate, dar si urina din sistemul excretor si la ♀ gametii de la ♂ (fecundatia este deci interna)). Cloaca se deschide pe fata ventrala a corpului.

Glande anexe ale tubului digestiv: ficat si pancreas.

Creier complex, diferentiat structural si functional.

Maduva spinarii protejata de vertebre.

Organe de simt bine dezvoltate care permit animalului sa localizeze prada prin miros, vibratii in apa si vaz.

Linia laterala – pe laturile corpului – celule senzoriale care receptioneaza miscarile apei.

Electroreceptori – pe cap (cu care simt potentiale electrice generate de animale inainte de a le vedea sau mirosi)

Sexe separate, fecundatie interna (♂ au o structura pe inotatoare pelviana care este folosita pentru a transfera sperma in cloaca femelei; ouale sunt fertilizate in oviduct. Oviductul are o portiune care secreta o coaja in jurul oualelor. Pot fi: ovipari (depun oua), ovovivipari (puietul este nascut viu dupa ce ecolzeaza din oua incubate intr-o portiune modificata a oviductului numita uter). Cateva specii de rechini (ex. rechinul mako) sunt vivipari – nu numai ca embrionii se dezvolta in uter, dar primesc hrana din sangele matern. Puii sunt nascuti ca “puiet”.

Mod de viata: pradatori de suprafata, care inoata activ ()

Importanta animalelor

Animalele, in general:

sunt “prieteni” ai omului:

sunt raspandite pe aproape toata suprafata Pamantului (exista un numar impresionant de specii, cel putin 1.500.000)

sunt sursa importanta de hrana pentru om

sau sunt indirect folositoare omului

dar sunt si “dusmani”: daunatoare omului, animalelor si plantelor folositoare omului, producatoare de boli etc.

Rezumatul cursului:

CORDATELE cuprind 3 increngaturi: Urochordata, Cephalochordata si Vertebrata. Cel putin intr-un anumit stadiu din ciclul de viata, cordatele prezinta coarda dorsala (sau notocord), tub neural si fante branhiale.

1. Incr. Urochordata (Tunicata) cuprinde animale marine sedentare numite tunicate, care se hranesc prin filtrarea apei (pompeaza apa prin corpul ca un sac) si care in stadiul adult dezvolta o tunica celulozica care le acopera in intregime.
2. Incr. Cephalochordata (ex. lanteta) cuprinde animale mici (5-10 cm lungime), segmentate, cu corp fusiform, care prezinta toate cele 3 caracteristici ale cordatelor.
3. Incr. Vertebrata include animale cu coloana vertebrala si craniu, care au o cefalizare puternica, encefal dezvoltat, muschi atasati de endoschelet pentru a asigura locomotia, si doua perechi de membre.

Clasa Agnatha cuprinde animale lipsite de maxilare, de exemplu Myxine si Petromyzon marinus.

Se considera ca descendenti ai ostracodermilor (agnate care sunt primele fosile de cordate cunoscute) au dezvoltat maxilare si apendice perechi si au generat pestii actuali.

Clasa Chondrichthyes, pestii cartilaginosi, este formata din rechini, pisici de mare etc.

Clasa Osteichthyes, pestii ososi, cuprinde aproximativ 20.000 specii de pesti de apa dulce si marini. Se crede ca pestii ososi si cei cartilaginosi au evoluat din stramosi placodermi (pesti placodermi) aproximativ in acelasi timp. Majoritatea pestilor moderni (actuali) sunt pesti cu inotatoare sustinute de radii[‡] si cu vezica inotatoare.

Amfibienii actuali cuprind salamandrele, tritonii, broastele si cecilienii (care sunt vermiformi).

a.      Majoritatea amfibienilor au nevoie de apa pentru reproducere; embrionii de broasca se transforma in mormoloci, care sufera metamorfoza si se transforma in adulti.

b.     Amfibienii folosesc atat pielea cat si plamanii pentru respiratie; au o inima tricamerala[§], circulatie sistemica si pulmonara; si au glande tegumentare care secreta mucus (mentinand astfel pielea umeda).

Clasa Reptilia cuprinde broaste testoase, soparle, serpi si crocodilii.

a.      Reptilele sunt animale terestre adevarate.

b.     Fecundatia este interna; oualele sunt protejate de o coaja pergamentoasa sau calcaroasa si au anexe embrionare (amnios si alantoida).

c.      Reptilele au tegument uscat si impermeabil (cu solzi, scuturi, placi cornoase, placi osoase), plamani cu o suprafata mare de schimb, inima tricamerala (se face o oarecare separare a sangelui venos de cel oxigenat), la crocodili se schiteaza un sept ventricular, aparand pentru prima data in seria animala o inima tetracamerala[**].

d.     Reptilele au fost animalele dominante in Era Mezozoic, apoi, spre sfarsitul Cretacicului multe dintre ele, incluzand toti dinozaurii, au disparut.

Pasarile (Clasa Aves) au multe adaptari la zbor, de exemplu: au pene, aripi, oase spongioase, pline cu aer (oase pneumatice), inima tetracamerala, circulatia sangelui este dubla[††] si completa (sangele oxigenat nu se amesteca cu cel neoxigenat), aparatul respirator are structura specifica, metabolismul este ridicat si asigura o temperatura constanta a corpului (fiind animale homeoterme), si nu au vezica urinara.

a.      Pasarile au sistem nervos dezvoltat, au o mare acuitate vizuala si un camp vizual larg si au un simt static si al auzului deservite de urechea interna bine dezvoltate.

b.     Pasarile au sirinx, un organ fonator specific si comunica prin sunete scurte si simple sau prin cantece complexe.

Mamiferele au par sau blana, glande mamare, dentitie heterodonta si sunt animale homeoterme. Au un sistem nervos foarte dezvoltat si au muschiul diafragma bine dezvoltat.

a.      Monotremele (Ord. Monotremata) sunt mamifere care depun oua, de exemplu ornitorincul si echidna.

b.     Marsupialele (Ord. Marsupialia) au punga sau marsupiu in care se afla glandele mamare. Embrionul nu se prinde de peretii uterului cu o placenta, de aceea se naste timpuriu, dezvoltarea continuandu-se in marsupiu. Exemple de animale marsupiale: koala, cangurii, vombatul, diavolul tasmanian etc.

c.      La mamiferele placentare legatura dintre embrion si corpul matern se face printr-o formatiune numita alantoida, care prin extremitatea sa latita se uneste cu peretele uterului formand o structura tipica pentru mamifere numita placenta. Exista aproximativ 17 ordine de mamifere placentare.

Ord. Insectivora (tenrecul, chitcanii, cartita, ariciul)

Ord. Chiroptera (lilieci)

Ord. Carnivora (Fissipeda   – carnivore terestre (caini, lupi, vulpi, ursi, bursuci, jderi, vidre, manguste, hiene, tigri, lei, leoparzi, pantere, jaguari, rasi etc.)

Ord. Pinnipedia – carnivore adaptate la viata marina, se reproduc pe uscat si traiesc in colonii (foci) (ex. focile, lei de mare, morse)

Ord. Cetacea (balene, delfini, casaloti)

Ord. Edentata (furnicarii, tatuul, tamandua, lenesul)

Ord. Pholidota (pangolini)

Ord. Rodentia (veveritele, marmota, cainele de pamant, cainele de preerie, soarecii, porcii teposi, capibara, castorul, hamsterul, orbetele, sobolanii, etc)

Ord. Lagomorpha (iepuri)

Ord. Primates (primate)

Ord. Perissodactyla: cai, zebre, tapiri si rinoceri. Sunt animale erbivore, imparicopitate, unguligrade (calca pe 1 sau 3 degete prevazute cu copite). Dinti pentru mestecat. De obicei sunt animale mari, cu picioare lungi.

Ord. Artiodactyla: sunt paricopitate unguligrade, puii nou nascuti sunt dezvoltati si pot sa-si urmeze parintii dupa un timp scurt (nerumegatoare: pecari, facocerii, hipopotami, si rumegatoare: camile, lame, cerbi, reni, girafe, boi, iaci, bizoni, gazele, antilope, oi, capre)

Ord. Proboscidea (elefantii)

Ord. Sirenia (dugongii, lamantinii, manatii)

Test de verificare a cunostintelor

Vertebratele se deosebesc de toate celelalte animale prin faptul ca au o coloana vertebrala care adaposteste maduva spinarii, iar anterior acesteia se afla encefalul care este adapostit si protejat de craniu.

Pestii apartin Supraclasei Pisces; iar amfibienii, reptilele, pasarile si mamiferele sunt incadrate in supraclasa Tetrapoda.

Solzii placoizi sunt caracteristici rechinilor.

La rechini, cloaca primeste resturile nedigerate, dar si urina iar la femele gametii de la masculi.

Se considera ca majoritatea pestilor actuali sunt descendentii actinopterigienilor, iar crosopterigienii ar fi stramosii primelor vertebrate tereste.

Operculul acopera deschiderea branhiilor la pestii ososi.

Se considera ca labirintodontii au fost primele vertebrate terestre.

Aparitia anexelor embrionare amnios si alantoida reprezinta o adaptare la viata terestra.

Singurele animale homeoterme sunt pasarile si mamiferele.

Monotremele sunt mamifere care depun oua.

Potriviti raspunsul din Coloana B la descrierea din Coloana A; pot fi mai mult de un raspuns corect pentru fiecare intrebare:

Potriviti raspunsul din Coloana B la descrierea din Coloana A; pot fi mai mult de un raspuns corect pentru fiecare intrebare:

Anexa - Cultura generala

Etologia animala (gr. ethos = morav; logos = studiu) este o ramura a zoologiei moderne care studiaza comportamentul, modul de viata al animalelor.

Dian Fossey (1932, San Francisco, California – 1985, Muntii Virunga, Ruanda) a studiat 18 ani gorila de munte, autoarea cartii „Gorile in ceata”, Ed. Houghton Mifflin (1983) si a unei serii de articole de mare succes in National Geographic in anii 70. Militanta activa pentru protejarea gorilelor de munte si conservarea habitatului lor natural, a fost uscisa se pare de catre cei care doreau dezvolarea turismului in zona.

Jane Goodall

Desmond Morris (n. 24 Ianuarie 1928) (81 ani) autor englez, zoolog si etolog, cunoscut pentru cartile sale care s-au bucurat de un mare succes (traduse si in romana).