Aves

Objetivos

1) Compreender as relações evolutivas entre dinossauros e aves;
2) Analisar as características gerais das aves;
3) Estudar as adaptações das aves relacionadas à alimentação e aos seus hábitos de vida;
4) Estudar os tipos de pena, suas funções e os tipos de voo das aves;
5) Investigar a diversidade de espécies das aves;
6) Compreender a importância ecológica das aves.

Comentários

É fácil reconhecer uma ave moderna: ela certamente irá apresentar características visíveis como penas e bico. Mas essas estruturas não são sinônimos de aves: há milhões de anos existiram dinossauros emplumados e, quanto ao bico, animais como tartarugas também o possuem - embora seja um tipo diferente. Quanto ao voo, outros grupos de animais apresentam essa capacidade: o morcego, os insetos, e alguns répteis planadores. Esse fenômeno é denominado convergência adaptativa.
Por isso, professor, é importante estudar as características exclusivas das aves, ou seja, estruturas morfológicas, anatômicas e arranjos fisiológicos que apenas esses animais possuem. Para compreendê-las é necessário auxiliar os alunos a investigar a evolução das aves, pois as aves atuais passaram por milhões de anos de mutações adaptativas e de seleção natural.
Por exemplo, os ossos pneumáticos (ossos ocos) das aves apareceram pela primeira vez nos arcossauros. Isso confere às aves um esqueleto leve, que possibilita o voo. Juntamente com os sacos aéreos e o pulmão parabronquial, as aves desenvolveram um sistema de respiração unidirecional, no qual há um maior aproveitamento de oxigênio e, também possibilita uma endotermia mais eficaz que a dos mamíferos.
Nesta aula, os alunos irão descobrir essas e mais algumas características interessantes das aves, bem como irão estudar sua importância ecológica e diversidade de espécies. Certamente, os detalhes são muitos, apesar das explicações serem generalizadas, e pode ser preciso dividir esse tema em duas ou três partes.

Procedimentos

1) Antes de iniciar a aula, peça aos alunos a leitura do texto Dinossauros e aves. Em seguida, apresente o tema da aula e peça de maneira aleatória, para cada aluno ler um parágrafo - essa didática promove a atenção dos alunos focada na leitura.
2) Em seguida, discuta o texto com os alunos por alguns minutos e, depois, levante a seguinte questão: "Quem nasceu primeiro, o ovo ou a galinha?";. Lembre-se de que antes das aves aparecerem, os répteis conquistaram o ambiente terrestre e, que isso só foi possível graças a uma estrutura que propiciasse um meio líquido num ambiente seco: a solução foi o ovo com casca! Assim, podemos dizer que o ovo nasceu antes da galinha.
3) Professor, assim que achar conveniente, explique aos alunos que apesar de existirem várias espécies de aves, todas elas compartilham determinadas características, tais como:
a) Respiração pulmonar (pulmão parabronquial *)
b) Sistema digestório completo;
c) Circulação fechada, dupla e completa;
d) Coração com 4 cavidades;
e) Cloaca;
f) Glândula uropigiana *;
g) Fecundação interna e desenvolvimento direto;
h) Endotermia;
i) Ossos pneumáticos *;
j) Penas *;
l) Oviparidade;
m) sacos aéreos *;
n) cuidado parental.
* As estruturas marcadas com asterisco são exclusivas das aves modernas.
4) Agora, comente com seus alunos sobre a diversidade de bicos que as várias espécies de aves apresentam. Esclareça que essa grande variedade de morfologias de bico se deve aos diferentes hábitos alimentares das aves. É interessante, nesse ponto da aula, apresentar aos alunos, imagens de diferentes espécies de aves, onde se evidenciem seus bicos. Compare, por exemplo, a foto de um psitacídeo (papagaio, arara, cacatua) com a de um gavião.
5) Explique a relação das formas dos bicos dessas aves com seu respectivo hábito alimentar.
6) Em seguida, realize o mesmo procedimento utilizado acima, para explicar a variedade de formas nas patas das aves. Se desejar, utilize a imagem abaixo:

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7) Professor, faça com que os alunos observem que, do lado direito, temos aves aquáticas e, do esquerdo, aves carnívoras. Mesmo assim, esses animais diferem em relação aos seus bicos e patas. Explique à classe que essas distinções se devem ao tipo de alimentação: o gavião (falconiforme) é um predador e, por isso, suas patas são "desenhadas" para agarrar e perfurar a presa; seu bico é adaptado para arrancar pequenos pedaços de carne; os olhos do gavião são grandes e sua visão é bem desenvolvida, para poder enxergar, de longe, sua caça. Já o urubu é uma ave que se alimenta de carniça - por isso, suas patas não têm a força das do falconiforme, nem tampouco o poder de perfuração; seus olhos são menores, e seu bico tem a morfologia perfeita para rasgar a carne de animais já mortos há algum tempo. O pato e a gaivota têm patas adaptadas ao ambiente aquático, embora o primeiro animal seja típico de água doce e o segundo de águas marinhas. A maior diferença entre essas duas aves está no bico: a gaivota é uma predadora de peixes marinhos, o que requer maior agressividade e capacidade de perfuração.
8) Em relação às penas das aves, é importante que os alunos identifiquem suas principais estruturas:

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9) Lembre aos alunos que as aves apresentam diferentes tipos de penas e cada um deles possui uma função diferente. Então, mostre à classe uma imagem que ilustre os tipos de pena, como a sugestão abaixo:

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1. Rêmiges primárias;
2. Coberteiras primárias maiores;
3. Aula;
4. Rêmiges secundárias;
5. Coberteiras secundárias maiores;
6. Coberteiras secundárias médias;
7. Coberteiras secundárias menores;
8. Rêmiges terciárias;
9. Escapulares.
10) Professor, explique aos alunos a relação entre a capacidade de voo de algumas aves e os músculos supracoracóideo e o grande peitoral. Esclareça que aves com grande capacidade voadora apresentam esses músculos muito desenvolvidos.
11) Encerre a aula com a seguinte curiosidade: o falcão peregrino é capaz de ultrapassar a velocidade de 200 Km/h em uma perseguição. Essa ave é o vertebrado terrestre mais rápido que existe!

Dinossauros e aves

Evolução fez répteis adquirirem penas

Fóssil de enantiornithes, do período Cretáceo

A relação de parentesco da classe Aves com a Reptilia (répteis) cria polêmica na comunidade científica desde os anos 1860. O biólogo inglês Thomas Henry Huxley foi um defensor ferrenho das teorias evolucionistas de Darwin - tanto que ficou conhecido como "o Buldogue de Darwin". Foi Huxley o primeiro a afirmar que as aves nada mais são do que "répteis glorificados".

O pesquisador ficou tão impressionado com a quantidade de semelhanças entre aves e répteis, que chegou a criar uma classificação única para esses animais: o grupo dos Sauropsida. Mas, nessa hora, ele errou a mão: e essa confusão atrapalhou a forma como foram vistas as relações evolutivas durante quase todo o século 20.

Huxley não tinha como saber, mas o fóssil que tomou como base, o Archaeopterix (lê-se arqueoptérix), não era uma ave primitiva e sim um réptil que tinha penas. Isso mesmo: dinossauro com penas!

Outro problema nessa discussão sempre foi a falta de fósseis de transição. Não se encontrou ainda um fóssil de animal meio ave meio réptil. Entretanto, a natureza forneceu muitas evidências que mostram a relação de parentesco entre essas classes tão distintas.

Répteis com penas

Alguns dinossauros buscaram adaptações evolutivas a fim de armazenar calor. Uma delas foi desenvolver penas em seus corpos. Mas essa adaptação só é possível para animais que têm metabolismo alto, isto é, cujo organismo produz e gasta bastante energia para funcionar.

Assim, as penas apareceram em dinossauros carnívoros e cursores, isto é, terrestres que andavam e corriam muito. Ao longo dos milhões de anos de evolução, o metabolismo desses dinossauros trouxe duas adaptações evolutivas importantes e que estão presentes na classe das aves: penas e a capacidade de manter o calor do corpo - a endotermia.

A estrutura das penas das aves modernas é relativamente simples. São formadas por uma proteína chamada queratina-beta - a mesma que forma as escamas do lepidossauro. Uma alta taxa metabólica é inútil a não ser que o animal possua algum isolante térmico para reter no organismo o calor produzido. Sem esse isolamento, o calor é rapidamente perdido para o ambiente.

Características comuns entre aves e dinossauros

Hoje em dia as aves são consideradas pelos cientistas como dinossauros terópodes derivados - uma ramificação muito especializada desses dinossauros. Isso porque ambos os grupos possuem características em comum:

• Pescoço alongado e móvel em forma de "S".
• Pé com três dedos - e apenas dois deles se apóiam no chão para andar.
• Ossos ocos: fundamentais para voar, pois tornam o esqueleto mais leve. Atualmente, apenas as aves possuem essa característica.

Dados atuais mostram que o dromeossauro, incluindo Velociraptor, tornado famoso pelo filme "Parque dos Dinossauros", enquanto evoluía estava adquirindo características semelhantes às das aves. A estrutura óssea do pulso permitia a esses animais girarem as mãos ao capturar suas presas - essa habilidade é usada pelas aves modernas quando realizam o vôo batido (vôo batendo as asas).

Outro dromeossauro, o Unenlagia, possuía uma articulação no ombro que lhe permitia mover os braços para cima e para baixo - outro componente fundamental para o vôo potente. O Unenlagia foi um predador terrestre de dois metros de comprimento e seu fóssil foi descoberto na Patagônia.

Confirmando Huxley

Mas o século 20 não terminaria sem confirmar a tese de Huxley. Em 1998, paleontólogos que trabalhavam na Província de Liaoning, no Nordeste da China, fizeram duas descobertas incríveis - e derrubaram por terra as dúvidas sobre o parentesco entre as aves e os dinossauros.

As evidências vieram de dois fósseis extraordinariamente bem preservados: o do Caudipterix e o do Protoarchaeopterix. Ambos possuíam penas, mas não eram capazes de voar - lembre-se que aves como o avestruz também não voam. Esses fósseis possuíam dois tipos de penas: plúmulas e penas com vexilos, que são as penas de contorno.

Os ornitólogos (estudiosos de aves) distinguem cinco tipos de penas: de contorno (que recobrem o corpo e também são penas de vôo), semiplumas, plúmulas de vários tipos (relacionadas ao isolamento térmico), cerdas e filoplumas(com função sensorial).

Aves e dinossauros em uma só linhagem

A comparação entre os fósseis de Liaoning e as aves modernas revela que os dromeossauros possuíam algum controle sobre o calor do corpo e que estavam desenvolvendo penas para o vôo. Os dromeossauros e as aves modernas são muito semelhantes em vários aspectos anatômicos, razão pela qual a maior parte dos estudiosos no assunto concorda que as aves evoluíram de dinossauros terópodos.

Não há mais dúvidas: a classe Aves é uma linhagem especializada dos dromeossauros, os quais eram predadores bípedes e cursores. Então, evolutivamente, as aves se desenvolveram a partir de predadores terrestres - os dromeossauros -, passaram para dinossauros basicamente terrestres de vôo batido (o Caudipterix), e chegaram ao Archaeopterix.

Esse, por sua vez sofreu mutações que originaram o Iberomesornis, o dinossauro arborícola. Da mesma maneira, o Ibero originou o Enantiornithes, já uma ave, mas com baixa capacidade de vôo. A "passagem" evolutiva seguinte foi o Ichthyornithiformes, capaz de realizar vôo pleno. Finalmente, chegou-se às aves modernas, os Neornithes. Todas essas passagens evolutivas de um animal para outro, ocorrem através de mutações genéticas.

Entre os animais vertebrados, a classe das aves é a mais numerosa, depois dos peixes. Existem aves em todos os ambientes do planeta. Assim, pode-se dizer que os dinossauros ainda dominam a Terra!