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Morphogenesis and evolution of vertebrate appendicular muscle Haines, L.; Currie, P.D. J. Anat. 199: 205-9 (2001) Diogo B. Provete Fabrício J. Pereira Júlio C. Noronha Renata R. Alves

Evolution of vertebrate appendicular muscle

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Page 1: Evolution of vertebrate appendicular muscle

Morphogenesis and evolution

of vertebrate appendicular

muscle

Haines, L.; Currie, P.D.

J. Anat. 199: 205-9 (2001)

Diogo B. Provete

Fabrício J. Pereira

Júlio C. Noronha

Renata R. Alves

Page 2: Evolution of vertebrate appendicular muscle

Formação do músculo do

membro de tetrápodes• Locomoção: Peixes X Tetrápodes

• Registro Fóssil

• Quimeras de embriões de galinha e de cordona

• Mioblastos > Mesenquimal para epitelial > delaminação

• Aves e mamíferos: processos relacionados > Genes

• Pax3

• Fenótipo mutante SPLOTCH

• Lbx e Mox2

Page 3: Evolution of vertebrate appendicular muscle

Acima: formação do

músc. do membro de

amniotas.

Page 4: Evolution of vertebrate appendicular muscle

Formação do músculo da

nadadeira• Fator de transcrição MyoD (zebrafish) =>

expressão inicia-se no mesênquima da

nadadeira.

• Os mioblastos migram para os brotos dos

membros => expressam os genes Lbx e Mox

(controlam a migração de céls formação e de

músculos dos membros em amniotas).

• Vertebrados basais => extensões epiteliais

• Vertebrados apomórficos => células

mesenquimais.

Page 5: Evolution of vertebrate appendicular muscle

Seqüência de migração

celular, a partir do

esclerótomo, para formação

do dermomiótomo e

mioblastos.

Page 6: Evolution of vertebrate appendicular muscle

Acima: Esquema de

migração celular para a

formação da massa muscular.

Direita: Elétron micrografia

da delaminação de uma

célula.

Page 7: Evolution of vertebrate appendicular muscle

Acima (Fig. C e D): Expressão

dos genes MyoD (C) e Lbx1 (D)

no broto de nadadeira em

zebrafish. Direita: Somitos em

embrião de zebrafish. Direita

em cima: somitos em embrião

de mamífero.

Page 8: Evolution of vertebrate appendicular muscle

Formação do músculo da

nadadeira• Os mesmos mecanismos utilizados para a

formação dos músculos em embriões de

zebrafish são utilizados por amniotas;

• O mecanismo para a geração dos músculos

dos membros é correlacionado com o

mecanismo de geração dos músculos da

nadadeira => geneticamente alterado antes

da irradiação dos Sarcopterygii.

Page 9: Evolution of vertebrate appendicular muscle

Formação do músculo da

nadadeira• Constituição e funcionamento dos músculos

das nadadeiras;

• Maior amplidão de movimento das

nadadeiras.

• Vantagem adaptativa dos apêndices

pareados => ocupação de nichos ecológicos.

• Figura 2C e 2D.

Page 10: Evolution of vertebrate appendicular muscle

Acima: Origem de

diferentes mecanismos de

formação dos músculos

apendiculares.

Page 11: Evolution of vertebrate appendicular muscle

Conclusões• Nos Condrichthyes os músculos das nadadeiras se formam

por extenções do epitélio miotomal que as invadem.

• Os músculos de membros no grupo Tetrapoda e nadadeiras de Teleosteos se formam por migração e diferenciação celular.

• O surgimento do mecanismo de formação muscular encontrado nos tetrapoda e Sarcopterigii surgiu antes da adaptação ao ambiente terestre e da irradiação dos sarcopterigii, está presente em representantes dos Teleosteos.

• A evolução de apendices pares com musculatura complexa permitiu aos teleosteos viverem em um amplo número de nichos ecológicos, e posteriormente a evolução do esqueleto da nadadeira em Sarcopterigii e a formação de membros nos Tetrapoda.

Page 12: Evolution of vertebrate appendicular muscle

Questões Não Respondidas

• São Necessários estudos em diferentes espécies para entender a

evolução da formação de músculos nos apêndices de tetrápoda.

• O preenchimento da nadadeira por músculos não é característica

exclusiva de sarcopterigii e não se sabe como se deu este processo na

formação de membros nos tetrapoda.

• Existem relatos sobre Osteichthyes e Tetrapoda gerando músculos

apendiculares por extenções epiteliais.

• Nos Repteis a formação de músculos apendiculares se dá por extenção

epitelial.

• Devem ser feitos estudos por meio de novas técnicas da biologia

molecular e do desenvolvimento para esclarecer as características de

grupos filogenéticamente importantes.