Questão 4 Unicamp 2023 - 2ª fase - dia 2
O primeiro órgão semelhante ao coração surgiu em nossa história biológica há mais de 500 milhões de anos e passou por muitas mudanças.
a) Complete a tabela do quadro de resolução com a indicação da classe de animal vertebrado que apresenta a estrutura do coração correspondente ao esquematizado pelas figuras de I a IV
(Fonte: KLEYTE, A. L. et al. Birth Defects Res Part C-Embryo Today-Rev. Hoboken, 102 (3), p. 319–323, set. 2014.)
b) O surgimento do coração de quatro câmaras e suas subestruturas subjacentes foi um evento crítico na evolução dos vertebrados. Indique um benefício do coração com ventrículos totalmente divididos e associe esse benefício com a rápida expansão e sucesso dos mamíferos.
a) Após análise cuidadosa das imagens é possível fazer as conclusões a seguir:
I – Coração pertencente à classe dos Anfíbios. A imagem mostra um coração tricavitário, com dois átrios e um único ventrículo, no qual ocorre mistura de sangue venoso (com baixa pressão parcial de O2) e arterial (com alta pressão parcial de O2). Pode-se ainda identificar o cone arterial, típico de anfíbios, onde se localiza a prega espiral, a qual é responsável por minimizar a mistura dos dois tipos de sangue, venoso e arterial. Por ter mistura de sangue, a circulação nos anfíbios é classificada com incompleta.
II – Coração pertencente à classe dos Mamíferos. A ilustração mostra um coração tetracavitário, com cavidades completamente separadas e artéria aorta voltada para o lado esquerdo. Esse coração impede a mistura do sangue venoso e arterial. Por não ter mistura de sangue, a circulação no grupo é classificada como completa.
III – Coração pertencente à classe dos Répteis não-crocodilianos. A imagem apresentada exibe um coração tetracavitário, porém, com ventrículos que não estão completamente separados, delimitados pelo septo de Sabatier. Além dessas características, nota-se a presença de um arco sistêmico voltado para o lado direito, transportando sangue arterial, e dois arcos sistêmicos, voltados para a esquerda, sendo que um deles transporta sangue venoso e o outro transporta uma mistura de sangue venoso e arterial. Por ter mistura de sangue, a circulação nesses animais é classificada com incompleta.
IV – Coração pertencente à classe das Aves. A imagem apresenta um coração tetracavitário dentro do qual não há mistura de sangue. Além disso, pode-se observar a artéria pulmonar transportando sangue venoso em direção aos pulmões, e a artéria aorta, levemente curvada para a direita, conduzindo sangue arterial para a circulação sistêmica. Por não ter mistura de sangue, a circulação nas aves é classificada com completa.
Dessa forma, o quadro deveria ser preenchido da seguinte forma:
b) O benefício para os animais de coração com ventrículos completamente separados está em impedir a mistura de sangue arterial com o sangue venoso. Esse benefício permite direcionar o sangue com quantidades elevadas de O2 para a circulação sistêmica, gás que sustenta elevada taxa metabólica e liberação de calor suficientes para manter os corpos desses animais aquecidos. Os animais homeotérmicos (aves e mamíferos), que possuem temperatura corporal constante, são justamente aqueles que possuem esse tipo de coração. Os mamíferos possuem inúmeras características que os tornaram bem-sucedidos na colonização de uma ampla variedade de ambientes e no sucesso evolutivo do grupo, sendo que uma das características mais importantes é a homeotermia, ou seja, a capacidade de manter a temperatura do corpo constante, independente do meio. Devido à essa característica, um mamífero pode colonizar ambientes que passam por grandes variações de temperaturas, podendo se estabelecer em ambientes nos quais anfíbios ou répteis facilmente congelariam ou ficariam lentos demais para procurar alimento e fugir de predadores. Diferente dos répteis, que precisam procurar fontes de calor, como o sol, para se manterem aquecidos, ou se recolhem quando estão com a temperatura mais baixa, os mamíferos podem se manter sempre ativos, independente da hora do dia, e dessa forma melhor explorar os recursos disponíveis do ambiente. Os mamíferos podem se estabelecem em ambientes inóspitos ou muito restritivos para os animais pecilotérmicos (também chamados de ectotérmicos ou animais de sangue frio), evitando tanto a predação quanto a competição com outras classes de animais, tal fato explica a rápida expansão dos mamíferos, que não tiveram muitas dificuldades ao encontrarem ambientes mais disponíveis para a ocupação.