Mamíferos

Os mamíferos, pertencentes à Subclasse Mammalia, são uma categoria de animais vertebrados dentro do domínio Eukaryota, do reino Animalia e filo Chordata. Dividem-se em dois grupos distintos: aquáticos, que incluem cetáceos, sirênios e pinípedes, e terrestres, compreendendo quadrúpedes e bípedes. Uma de suas características distintivas é a presença de glândulas mamárias, responsáveis pela produção de leite para a alimentação dos filhotes, além da presença de pelos ou cabelos, exceção feita aos golfinhos e algumas baleias, que apresentam pelos apenas na fase embrionária. Esses animais são endotérmicos, ou seja, mantêm uma temperatura corporal constante, sendo denominados "animais de sangue quente". A regulação térmica é facilitada pela pele, composta por duas camadas principais (epiderme e derme), que abrigam glândulas sebáceas e sudoríparas, auxiliando no controle da temperatura. O cérebro desempenha um papel crucial na regulação da temperatura corporal e do sistema circulatório, incluindo o coração, que possui quatro câmaras. A diversidade dos mamíferos é notável, compreendendo 5.416 espécies (incluindo os seres humanos), distribuídas em cerca de 1.200 gêneros, 152 famílias e 46 ordens, conforme o compêndio de Wilson e Reeder (2005). No entanto, novas espécies são identificadas anualmente, elevando esse número. Até o final de 2007, havia registro de 5.558 espécies de mamíferos. Acredita-se que os primeiros mamíferos tenham surgido no período Jurássico, entre 176 milhões e 161 milhões de anos atrás, durante a era dos dinossauros. Evidências científicas recentes, porém, sugerem que os antecessores dos mamíferos podem ter aparecido há pelo menos 208 milhões de anos, durante o período Triássico Superior.

Morfologia e Fisiologia

Uma das características exclusivas dos mamíferos é o corpo coberto (total ou parcialmente) de pelos formados de queratina. A superfície do corpo também apresenta glândulas mamárias (daí o nome do grupo, que significa “portador de mamas”), além de glândulas sudoríferas (ou sudoríparas) e sebáceas. Os mamíferos machos também apresentam glândulas mamárias, mas elas são atrofiadas, ou seja, não se desenvolvem nem produzem leite.

Mesmo que um animal não apresente todas as características típicas de mamíferos na fase adulta, normalmente podemos observar essas características na fase embrionária. Outra característica é a presença de um diafragma, um músculo que divide a cavidade torácica da abdominal e cuja contração/relaxamento bombeia o ar para dentro e para forados pulmões. Os mamíferos apresentam ainda uma dentição diferenciada em dentes incisivos, caninos, pré-molares e molares. Finalmente, sob a pele os mamíferos apresentam um tecido rico em células adiposas (adipócitos), o panículo adiposo, que atua como isolante térmico, diminuindo a perda de calor pelo corpo, e como reserva de alimento.

Revestimento

A pele, com epiderme queratinizada e derme, apresenta pelos. Sob a derme, a gordura concentra-se no tecido adiposo, que é mais espesso nos animais de clima frio e nos mamíferos aquáticos sem pelos, como a baleia e o golfinho. Os pelos e a gordura funcionam como isolante térmico e contribuem para a manutenção de uma temperatura constante.

Em alguns mamíferos, as glândulas sudoríferas ajudam a baixar a temperatura do corpo: ao evaporar, a água do suor retira calor da pele e do sangue abaixo dela, esfriando o corpo. O fato de a água ter um calor de vaporização alto, fenômeno estudado em Física, explica por que a transpiração ajuda a baixar a temperatura do corpo – e também explica por que sentimos frio quando saímos molhados do banho. 

Alguns animais, como os cães, possuem poucas glândulas sudoríferas, e a temperatura do corpo diminui quando eles respiram rápida e superficialmente (ficam ofegantes), o que aumenta a evaporação do vapor de água pelo sistema respiratório.

As glândulas sebáceas produzem gordura que lubrifica os pelos e a pele, contribuindo para sua impermeabilização. As glândulas mamárias produzem o leite que alimenta os filhotes.

Nutrição

Nos mamíferos em geral há vários tipos de dentes: os incisivos são especializados em cortar; os caninos têm um formato apropriado para furar e rasgar; os pré-molares e molares, para triturar. Os animais carnívoros, como a onça, possuem caninos bem desenvolvidos que furam e rasgam a carne das presas. Nos animais herbívoros, como bois, girafas e camelos, predominam os molares, usados para triturar folhas. Já o castor, que corta com os dentes ramos de árvores para construir barragens, tem incisivos bem desenvolvidos. Há ainda animais onívoros, que comem alimentos vegetais e animais. O urso-pardo e o ser humano, por exemplo, podem comer frutas, peixes, ovos, etc. 

Estão presentes fígado, pâncreas e glândulas salivares (menos nos mamíferos aquáticos). Como nos osteíctes, o tubo digestório comunica-se com o exterior pelo ânus , exceto no ornitorrinco e na equidna, que possuem cloaca (câmara comum que recebe os resíduos dos sistemas digestório, excretor e reprodutor). O estômago de mamíferos ruminantes (boi,carneiro, cabra, antílope, girafa, veado, camelo, etc.) é muito desenvolvido e divide-se em: pança ou rúmen (rumen = pança, papo); barrete ou retículo; folhoso ou omaso (omasum = tripa de boi); coagulador ou abomaso (ab = afastado). Veja a figura 19.5. Essa divisão em compartimentos permite um melhor aproveitamento da celulose presente nos vegetais ingeridos, que constitui um nutriente importante na dieta desses animais.

O alimento é engolido e amassado na pança, onde a celulose é digerida por bactérias. A fermentação da glicose produz ácidos orgânicos – que são absorvidos pela parede do rúmen e utilizados como fonte de energia –, além de vitaminas, metano e gás carbônico. A seguir, o alimento vai para o barrete, no qual há glândulas salivares semelhantes às da boca e com mais bactérias, que continuam a digestão da celulose. 

Então, o alimento mistura-se à saliva e é regurgitado em pequenas porções, que serão mastigadas na boca vagarosamente. Depois é deglutido outra vez, indo para o folhoso, que ajuda a triturá-lo, além de absorver água. O alimento segue, então, para o coagulador, que produz ácido clorídrico e pepsina, digerindo proteínas e bactérias que chegam a ele. Os microrganismos que vivem no estômago dos ruminantes constituem fonte de aminoácidos e vitaminas para esses animais, sendo digeridos no coagulador. A digestão é finalizada no intestino, e os nutrientes são absorvidos.

O intestino dos animais herbívoros é muito maior que o do ser humano e o de animais carnívoros, e pode ter até 40 m de comprimento. Isso se deve à maior dificuldade da digestão do vegetal em comparação à da carne (por causa da parede de celulose das células vegetais). Nos herbívoros não ruminantes, a digestão da celulose ocorre pela ação de bactérias do ceco e do apêndice, que são mais desenvolvidos nesses animais que nos carnívoros.

Respiração, circulação, excreção e coordenação

As diversas funções vitais dos mamíferos serão vistas em mais detalhes na unidade V (Anatomia e Fisiologia humanas). Aqui vamos apresentar apenas um pequeno resumo dessas funções. 

Assim como as aves e os répteis, os mamíferos respiram apenas por meio dos pulmões. A pele dos mamíferos, diferentemente da pele dos anfíbios, não tem função respiratória e, por ser impermeável, protege esses animais contra a desidratação. Mesmo os mamíferos aquáticos respiram por meio de pulmões, já que são animais que se originaram de animais terrestres e, posteriormente, voltaram para o ambiente aquático. O pulmão é dividido em pequenos sacos (alvéolos pulmonares) que aumentam bastante a superfície relativa de absorção do oxigênio. A ventilação do ar é realizada com o auxílio dos músculos que ficam entre as costelas (músculos intercostais) e do diafragma. Esses músculos contraem e relaxam alternadamente, aumentando e diminuindo o volume do tórax, fazendo o ar entrar e sair dos pulmões.

O coração dos mamíferos, da mesma forma que o das aves, possui quatro cavidades: dois átrios e dois ventrículos. Não há comunicação entre o lado esquerdo e o lado direito do coração e, assim como ocorre com as aves, o sangue rico em oxigênio está completamente separado do rico em gás carbônico. A circulação é, portanto, dupla e completa. Isso garante fornecimento suficiente de oxigênio para uma boa produção de energia, o que possibilita que os mamíferos sejam bem ativos em qualquer temperatura.

O sistema urinário é formado por dois rins, dois ureteres (canais condutores), uma bexiga urinária e uma uretra (canal de saída), que se abre do lado externo do corpo. Os rins retiram do sangue certas substâncias tóxicas produzidas pela atividade celular, como a ureia, além da água e dos sais minerais em excesso. Essas substâncias, eliminadas e dissolvidas na água, constituem a urina. A urina passa pelos ureteres e se acumula na bexiga urinária até sair do corpo pela uretra. 

Assim como outros vertebrados, os mamíferos possuem um sistema nervoso formado pelo encéfalo (cérebro, cerebelo, bulbo e ponte), pela medula espinal e pelos nervos. Há doze pares de nervos cranianos. Os mamíferos possuem o maior cérebro entre os vertebrados. Uma camada superficial bem desenvolvida chamada córtex confere a esses animais grande capacidade de inteligência, memória e aprendizagem. A audição – com orelhas interna, média e externa, e com um pavilhão auricular que facilita a percepção dos sons –, a visão e os epitélios gustatórios e olfatórios são bem desenvolvidos, havendo ainda receptores sensoriais espalhados pela pele.

Controle da temperatura

Os mamíferos são endotérmicos. Quando o ambiente esfria, controlam a temperatura do corpo à custa do calor liberado pela oxidação de alimento. Quando o ambiente esquenta, refrigeram o corpo por meio da evaporação da água eliminada pelas glândulas sudoríferas ou da evaporação de água pela expiração.

Essa regulação da temperatura traz alguns problemas. Se o ambiente é frio, os mamíferos dependem de maior quantidade de alimento e de oxigênio; se é quente, correm o risco de perder muita água pela evaporação. Isso é diminuído pela presença dos pelos e da camada de gordura sob a pele, os quais isolam termicamente o corpo. 

Outra adaptação dos organismos endotérmicos é sua capacidade de controlar a quantidade de sangue que irriga a pele por meio da contração ou do relaxamento dos músculos lisos (involuntários) das arteríolas da pele. Quando os músculos relaxam, as arteríolas dilatam-se e mais sangue circula pela pele, fazendo com que o corpo perca calor. Quando eles se contraem, o volume de sangue diminui, reduzindo a perda de calor.

A velocidade das reações químicas, isto é, a taxa metabólica, varia em função da temperatura do ambiente. Ela pode ser medida pelo consumo de oxigênio por unidade de massa do ser vivo. 

Em geral, quando a temperatura ambiental está entre 27 ºC e 35 ºC, o metabolismo em repouso de um animal endotérmico permanece constante. Nesse intervalo, o animal quase não gasta energia para manter sua temperatura estabilizada. Abaixo dos 27 ºC, à medida que a temperatura ambiente diminui, o animal precisa gastar cada vez mais energia para produzir calor e manter a temperatura do corpo constante; com isso, o metabolismo aumenta. Acima de 35 ºC, o metabolismo também aumenta, pois o animal precisa gastar energia para eliminar calor, produzindo suor ou ofegando, por exemplo.

Se essa avaliação fosse feita com um animal ectotérmico (por exemplo, um lagarto em repouso no laboratório), o resultado seria diferente. Quando a temperatura ambiente aumenta, a temperatura corporal também se eleva, o que faz a taxa metabólica aumentar até certo ponto.

Alguns mamíferos, como ratos silvestres, hamsters e marmotas, diminuem suas atividades durante o inverno, caindo em uma espécie de sono profundo. A respiração e o batimento cardíaco diminuem muito, e a temperatura do corpo cai bastante (pode chegar a 2 ºC). Esse processo, chamado hibernação, possibilita a sobrevivência em uma estação em que há muito pouco alimento. Em vez de procurar comida, eles alimentam-se das reservas de gordura que acumularam no corpo. Outros mamíferos, como o urso, também passam o inverno dormindo, mas acordam de vez em quando; sua temperatura cai apenas alguns graus.

Reprodução e desenvolvimento

Os mamíferos apresentam fecundação interna. Os machos possuem pênis, e os testículos alojam-se em uma bolsa escrotal – em algumas espécies, permanentemente; em outras, apenas na época da reprodução. O desenvolvimento é direto.

Quase todos os mamíferos são vivíparos (exceto o ornitorrinco e a equidna, que são ovíparos): o filhote desenvolve-se no útero à custa de alimento e oxigênio retirado diretamente do sangue da mãe pela placenta; por esta também elimina as excretas e o gás carbônico. Além da placenta, estão presentes o âmnio, o córion, a alantoide e o saco vitelínico. A placenta comunica-se com o embrião pelo cordão umbilical. Mesmo após o nascimento, o filhote continua a receber, por algum tempo, alimento diretamente da mãe (leite), produzido pelas glândulas mamárias. Os cuidados com a prole são mais intensos e persistem, em geral, por mais tempo nos mamíferos que nos outros vertebrados.

Classificação

Os mamíferos podem ser divididos em três grupos: Monotremata ,Marsupialia e Eutheria. 

Os prototérios são o ornitorrinco e a equidna. Esses mamíferos apresentam algumas características dos répteis, como a postura de ovos com casca e gema e a presença da cloaca. Vem daí o termo monotremados , que se refere à abertura única dos sistemas digestório, urinário e genital. Possuem pelos e glândulas mamárias, mas não há mamilos, e o leite é lambido dos poros da pele.

O ornitorrinco, encontrado na Austrália e na Tasmânia, tem um bico córneo semelhante ao de um pato (na realidade é um focinho), usado para escavar o fundo dos rios em busca de pequenos invertebrados dos quais se alimenta. Os filhotes nutrem-se de leite, que escorre entre os pelos da barriga da mãe (as glândulas mamárias não possuem tetas). A equidna, encontrada na Austrália e na Nova Guiné, possui espinhos nas costas, patas com garras e um bico usado para escavar o solo em busca de insetos.

Entre os metatérios estão os cangurus e coalas, encontrados nas ilhas da Oceania (Austrália, Nova Zelândia, etc.), e os gambás e catitas, encontrados na América do Sul. São vivíparos, mas de placenta rudimentar (constituída apenas pela união do saco vitelínico com a parede do útero) e transitória (dura apenas poucos dias antes de o filhote nascer; a gestação é curta, estendendo-se de 13 a 35 dias). Ao nascer, o filhote arrasta-se até o marsúpio (bolsa de pele situada no ventre da mãe que contém glândulas mamárias), onde completa seu desenvolvimento (em alguns gambás não há marsúpio e os filhotes se agarram em dobras da pele).

No grupo dos eutérios está a maioria dos mamíferos. A placenta é desenvolvida e duradoura. Dentre as ordens desse grupo, destacam-se:

Evolução

Os antepassados dos atuais mamíferos surgiram antes das aves, no período Triássico, há cerca de 220 milhões de anos. Evoluíram de um grupo de répteis atualmente extintos, os terapsidas, conhecidos também como répteis mamaliformes, que viveram entre 280 e 190 milhões de anos atrás. Possuíam já uma dentição especializada (eram heterodontes). As patas mantinham o tronco suspenso do solo, possibilitando que se deslocassem sem rastejar.

Os primeiros mamíferos eram pequenas criaturas peludas, do tamanho dos insetívoros atuais. Nos fósseis desses animais, o tamanho da órbita (o espaço onde está o globo ocular) indica que seus olhos eram grandes: deviam estar adaptados a pouca quantidade de luz. Seriam, nesse caso, animais de hábitos noturnos. Provavelmente, à noite, quando a temperatura caía e muitos répteis diminuíam suas atividades, eles saíam para caçar insetos e outros invertebrados, uma vez que eram endotérmicos.

Foi somente a partir da extinção dos dinossauros, há 65 milhões de anos, que os mamíferos puderam se espalhar pelos mais variados ambientes. No entanto, muitos dos primitivos mamíferos se extinguiram. Por exemplo, o mamute se extinguiu há cerca de 12 mil anos.

Há cerca de 60 milhões de anos os mamíferos já tinham se diversificado. Os primeiros antropoides, grupo dos primatas que inclui o gorila, o chimpanzé, o orangotango e o ser humano, devem ter surgido há cerca de 50 milhões de anos.