Os animais surgiram pela primeira vez no registro fóssil no final do período Criogeniano e se diversificaram no período Ediacarano subsequente, no que é conhecido como a explosão de Avalon. Quase todos os filos animais modernos apareceram pela primeira vez no registro fóssil como espécies marinhas durante a explosão Cambriana, que começou por volta de 539 milhões de anos atrás, e a maioria das classes durante a radiação Ordoviciana há 485,4 milhões de anos. 6.331 grupos de genes, comuns a todos os animais vivos, foram identificados e podem ter surgido de um único ancestral comum que viveu há aproximadamente 650 milhões de anos durante o período Criogeniano.
Historicamente, Aristóteles dividiu os animais em aqueles com sangue e aqueles sem sangue. Carl Linnaeus criou a primeira classificação biológica hierárquica para animais em 1758 com seu Systema Naturae, que Jean-Baptiste Lamarck expandiu para 14 filos em 1809. Em 1874, Ernst Haeckel dividiu o reino animal em Metazoa (agora sinônimo de Animalia), organismos multicelulares, e Protozoa, organismos unicelulares que deixaram de ser considerados animais. Nos tempos modernos, a classificação biológica dos animais se baseia em técnicas avançadas, como a filogenética molecular, que são eficazes para demonstrar as relações evolutivas entre os táxons.
A palavra animal vem do substantivo latino homônimo de mesmo significado, que por sua vez deriva do latim animalis, ou 'que tem fôlego ou alma'. A definição biológica inclui todos os membros do reino Animalia. No uso coloquial, o termo animal é frequentemente usado para se referir apenas a animais não humanos. O termo metazoa deriva do grego antigo μεταmeta 'depois' (em biologia, o prefixo meta- significa 'mais tarde') e ζῷᾰzōia 'animais', plural de ζῷονzōion 'animal'. Um metazoário é qualquer membro do grupo Metazoa.
Características
Os animais são únicos por terem a bola de células do embrião inicial (1) se desenvolvendo em uma bola oca ou blástula (2).
Os animais possuem diversas características que compartilham com outros seres vivos. Os animais são eucarióticos, multicelulares e aeróbicos, assim como as plantas e os fungos. Ao contrário das plantas e das algas, que produzem seu próprio alimento, os animais não podem produzir seu próprio alimento, uma característica que compartilham com os fungos. Os animais ingerem matéria orgânica e a digerem internamente.
Características estruturais
Os animais possuem características estruturais que os diferenciam de todos os outros seres vivos:
Normalmente, existe uma câmara digestiva interna com uma abertura (em Ctenophora, Cnidaria e platelmintos) ou duas aberturas (na maioria dos bilaterais).
Desenvolvimento
O desenvolvimento animal é controlado pelos genes Hox, que sinalizam os momentos e locais para desenvolver estruturas como segmentos corporais e membros.
Durante o desenvolvimento, a matriz extracelular animal forma uma estrutura relativamente flexível sobre a qual as células podem se mover e se reorganizar em tecidos e órgãos especializados, possibilitando a formação de estruturas complexas e permitindo a diferenciação celular. A matriz extracelular pode ser calcificada, formando estruturas como conchas, ossos e espículas. Em contraste, as células de outros organismos multicelulares (principalmente algas, plantas e fungos) são mantidas no lugar por paredes celulares e, portanto, se desenvolvem por crescimento progressivo.
Quase todos os animais utilizam alguma forma de reprodução sexuada. Eles produzem gametashaploides por meiose; os gametas menores e móveis são os espermatozoides e os gametas maiores e imóveis são os óvulos. Estes se fundem para formar zigotos, que se desenvolvem por mitose em uma esfera oca, chamada blástula. Em esponjas, as larvas da blástula nadam para um novo local, fixam-se ao fundo do mar e se desenvolvem em uma nova esponja. Na maioria dos outros grupos, a blástula passa por um rearranjo mais complexo. Ela primeiro invagina para formar uma gástrula com uma câmara digestiva e duas camadas germinativas separadas, uma ectoderme externa e uma endoderme interna. Na maioria dos casos, uma terceira camada germinativa, a mesoderme, também se desenvolve entre elas. Essas camadas germinativas então se diferenciam para formar tecidos e órgãos.
A ocorrência repetida de acasalamento com um parente próximo durante a reprodução sexual geralmente leva à depressão por endogamia em uma população devido ao aumento da prevalência de características recessivas prejudiciais. Os animais desenvolveram inúmeros mecanismos para evitar a endogamia próxima.
Os animais se originaram no oceano; todos os filos animais existentes, com exceção de Micrognathozoa e Onychophora, apresentam pelo menos algumas espécies marinhas. No entanto, várias linhagens de artrópodes começaram a colonizar a terra quase ao mesmo tempo que as plantas terrestres, provavelmente entre 510 e 471 milhões de anos atrás, durante o final do Cambriano ou início do Ordoviciano. Vertebrados como o peixe de nadadeiras lobadasTiktaalik começaram a se deslocar para a terra no final do Devoniano, há cerca de 375 milhões de anos.
Os animais ocupam praticamente todos os habitats e microhabitats da Terra, com faunas adaptadas à água salgada, fontes hidrotermais, água doce, fontes termais, pântanos, florestas, pastagens, desertos, ar e ao interior de outros organismos. Os animais, no entanto, não são particularmente tolerantes ao calor; muito poucos deles conseguem sobreviver a temperaturas constantes acima de 50°C (122°F) ou nos desertos frios mais extremos da Antártica continental.
A influência geomórfica global coletiva dos animais nos processos que moldam a superfície da Terra permanece em grande parte pouco estudada, com a maioria das pesquisas limitadas a espécies individuais e exemplares bem conhecidos.
Diversidade
Tamanho
A baleia-azul (Balaenoptera musculus) é o maior animal que já existiu, pesando até 190 toneladas e medindo até 33,6 metros de comprimento. O maior animal terrestre existente é o elefante-da-savana (Loxodonta africana), pesando até 12,25 toneladas e medindo até 10,67 metros de comprimento. Os maiores animais terrestres que já existiram foram dinossauros saurópodestitanossauros, como o Argentinossauro, que pode ter pesado até 73 toneladas, e o Supersauro, que pode ter atingido 39 metros. Vários animais são microscópicos; alguns Mixozoários (parasitas obrigatórios dentro dos Cnidários) nunca crescem mais do que 20 μm e uma das menores espécies (Myxobolus shekel) não tem mais do que 8,5 μm quando totalmente crescido.
A baleia azul é o maior animal que já existiu; pode atingir até 33,6 metros (110ft) de comprimento.
A tabela a seguir lista os números estimados de espécies existentes descritas para os principais filos animais, juntamente com seus principais habitats (terrestre, água doce, e marinho), e modos de vida livres ou parasitários. As estimativas de espécies mostradas aqui são baseadas em números descritos cientificamente; estimativas muito maiores foram calculadas com base em vários meios de previsão, e estas podem variar muito. Por exemplo, cerca de 25 mil a 27 mil espécies de nematóides foram descritas, enquanto as estimativas publicadas do número total de espécies de nematóides incluem 10 mil a 20 mil; 500 mil; 10 milhões; e 100 milhões. Usando padrões dentro da hierarquia taxonômica, o número total de espécies animais — incluindo aquelas ainda não descritas — foi calculado em cerca de 7,77 milhões em 2011.
Evidências da presença de animais são encontradas desde o período Criogeniano. O 24-isopropilcolestano (24-ipc) foi encontrado em rochas de aproximadamente 650 milhões de anos atrás; ele é produzido apenas por esponjas e algas pelagófitas. Sua provável origem é em esponjas, com base em estimativas de relógio molecular para a origem da produção de 24-ipc em ambos os grupos. Análises de algas pelagófitas consistentemente indicam uma origem fanerozoica, enquanto análises de esponjas indicam uma origem neoproterozoica, consistente com o aparecimento do 24-ipc no registro fóssil.
Os primeiros fósseis corporais de animais aparecem no Ediacarano, representados por formas como Charnia e Spriggina. Durante muito tempo, duvidou-se se esses fósseis realmente representavam animais, mas a descoberta do colesterol, um lipídio animal, em fósseis de Dickinsonia estabelece sua natureza. Acredita-se que os animais tenham se originado em condições de baixo oxigênio, sugerindo que eram capazes de viver inteiramente por respiração anaeróbica, mas à medida que se especializaram no metabolismo aeróbico, tornaram-se totalmente dependentes do oxigênio em seus ambientes.
Muitos filos animais surgem pela primeira vez no registro fóssil durante a explosão cambriana, que começou há cerca de 539 milhões de anos, em camadas como o Folhelho Burgess. Os filos existentes nessas rochas incluem moluscos, braquiópodes, onicóforos, tardígrados, artrópodes, equinodermos e hemicordados, juntamente com numerosas formas agora extintas, como o predadorAnomalocaris. A aparente súbita ocorrência do evento pode, no entanto, ser um artefato do registro fóssil, em vez de mostrar que todos esses animais surgiram simultaneamente. Essa visão é apoiada pela descoberta de Auroralumina attenboroughii, o cnidário do grupo coroa ediacarano mais antigo conhecido (557–562 milhões de anos atrás, cerca de 20 milhões de anos antes da explosão cambriana) da Floresta de Charnwood, Inglaterra. Acredita-se que seja um dos primeiros predadores, capturando pequenas presas com seus nematocistos, como fazem os cnidários modernos.
Alguns paleontólogos sugeriram que os animais surgiram muito antes da explosão cambriana, possivelmente há 1 bilhão de anos. Fósseis primitivos que podem representar animais aparecem, por exemplo, nas rochas de 665 milhões de anos da Formação Trezona, no sul da Austrália. Esses fósseis são interpretados como sendo, muito provavelmente, esponjas primitivas. Icnofósseis, como pegadas e tocas, encontrados no período Toniano (a partir de 1 bilhão de anos atrás) podem indicar a presença de animais vermiformes triploblásticos, aproximadamente do mesmo tamanho (cerca de 5mm de largura) e complexas como minhocas. No entanto, rastros semelhantes são produzidos pelo protista unicelular gigante Gromia sphaerica, portanto, os icnofósseis do Toniano podem não indicar uma evolução animal precoce. Por volta da mesma época, as camadas de microorganismos chamadas estromatólitos diminuíram em diversidade, talvez devido ao pastoreio por animais recém-evoluídos. Objetos como tubos preenchidos com sedimentos que se assemelham a icnofósseis de tocas de animais vermiformes foram encontrados em rochas de 1,2 bilhões de anos atrás na América do Norte, em rochas de 1,5 bilhão de anos atrás na Austrália e na América do Norte e em rochas de 1,7 bilhão de anos atrás na Austrália. Sua interpretação como tendo uma origem animal é contestada, pois podem ser estruturas de escape de água ou outras estruturas.
Os animais são monofiléticos, o que significa que derivam de um ancestral comum. Os animais são o grupo irmão dos coanoflagelados, com os quais formam os Choanozoa. Ros-Rocher e colegas (2021) traçam as origens dos animais a ancestrais unicelulares, fornecendo a filogenia externa mostrada no cladograma. A incerteza das relações é indicada com linhas tracejadas. O clado animal certamente se originou há 650 milhões de anos, e pode ter surgido há cerca de 800 milhões de anos, com base em evidências de relógio molecular para diferentes filos.
As relações na base da árvore animal têm sido debatidas. Além dos Ctenóforos, os Bilateria e os Cnidários são os únicos grupos com simetria, e outras evidências mostram que eles são intimamente relacionados. Além das esponjas, os Placozoários não possuem simetria e eram frequentemente considerados um "elo perdido" entre os protistas e os animais multicelulares. A presença de genes hox nos Placozoários mostra que eles já foram mais complexos.
Os poríferos (esponjas) são considerados há muito tempo como grupo irmão do restante dos animais, mas há evidências de que os ctenóforos podem estar nessa posição. A filogenética molecular tem apoiado ambas as hipóteses, a de que as esponjas são grupo irmão e a de que os ctenóforos são grupo irmão. Em 2017, Roberto Feuda e colegas, usando diferenças de aminoácidos, apresentaram ambas as hipóteses, com o seguinte cladograma para a visão de que as esponjas são grupo irmão, que eles apoiaram (sua árvore de que os ctenóforos são grupo irmão simplesmente troca os lugares dos ctenóforos e das esponjas):
Os não-bilaterais incluem esponjas (ao centro) e corais (ao fundo).
As esponjas são fisicamente muito distintas de outros animais e, durante muito tempo, acreditou-se que tivessem divergido primeiro, representando o filo animal mais antigo e formando um clado irmão de todos os outros animais. Apesar de sua dissimilaridade morfológica com todos os outros animais, evidências genéticas sugerem que as esponjas podem ser mais intimamente relacionadas a outros animais do que as ctenóforas. As esponjas não possuem a organização complexa encontrada na maioria dos outros filos animais; suas células são diferenciadas, mas na maioria dos casos não organizadas em tecidos distintos, ao contrário de todos os outros animais. Elas tipicamente se alimentam absorvendo água através de poros, filtrando pequenas partículas de alimento.
Os ctenóforos e cnidários são radialmente simétricos e possuem câmaras digestivas com uma única abertura, que serve tanto como boca quanto como ânus. Os animais em ambos os filos possuem tecidos distintos, mas estes não estão organizados em órgãos discretos. Eles são diploblásticos, possuindo apenas duas camadas germinativas principais, ectoderme e endoderme.
Os minúsculos placozoários não possuem câmara digestiva permanente nem simetria; eles se assemelham superficialmente às amebas. Sua filogenia é pouco definida e está sob pesquisa ativa.
Os animais restantes, a grande maioria — compreendendo cerca de 29 filos e mais de um milhão de espécies — formam o cladoBilateria, que possui um plano corporal bilateralmente simétrico. Os Bilateria são triploblásticos, com três folhetos germinativos bem desenvolvidos e seus tecidos formam órgãos distintos. A câmara digestiva possui duas aberturas, uma boca e um ânus, e nos Nephrozoa há uma cavidade corporal interna, um celoma ou pseudoceloma. Esses animais possuem uma extremidade cefálica (anterior) e uma extremidade caudal (posterior), uma superfície dorsal (dorsal) e uma superfície ventral (abdominal) e um lado esquerdo e um lado direito. Uma árvore filogenética consensual moderna para os Bilateria é mostrada abaixo.
Plano corporal idealizado de um nefrozoário. Com um corpo alongado e uma direção de movimento, o animal possui extremidades cefálica e caudal. Órgãos sensoriais e boca formam a base da cabeça . Músculos circulares e longitudinais opostos permitem o movimento peristáltico .
Ter uma extremidade anterior significa que esta parte do corpo encontra estímulos, como alimento, favorecendo a cefalização, o desenvolvimento de uma cabeça com órgãos sensoriais e uma boca. Muitos bilaterais possuem uma combinação de músculos circulares que contraem o corpo, alongando-o, e um conjunto oposto de músculos longitudinais, que encurtam o corpo; estes permitem que animais de corpo mole com esqueleto hidrostático se movam por peristaltismo. Eles também possuem um intestino que se estende através do corpo basicamente cilíndrico, da boca ao ânus. Muitos filos de bilaterais possuem larvas primárias que nadam com cílios e possuem um órgão apical contendo células sensoriais. No entanto, ao longo do tempo evolutivo, surgiram descendentes que perderam uma ou mais dessas características. Por exemplo, equinodermos adultos são radialmente simétricos (ao contrário de suas larvas), enquanto alguns vermes parasitas possuem estruturas corporais extremamente simplificadas.
Estudos genéticos mudaram consideravelmente a compreensão dos zoólogos sobre as relações dentro dos Bilateria. A maioria parece pertencer a duas linhagens principais, os protostômios e os deuterostômios. Muitas vezes se sugere que os bilaterais mais basais são os Xenacoelomorpha, com todos os outros bilaterais pertencendo ao subclado Nephrozoa. No entanto, essa sugestão tem sido contestada, com outros estudos descobrindo que os xenacoelomorfos são mais intimamente relacionados aos Ambulacraria do que a outros bilaterais.
O intestino dos bilaterais se desenvolve de duas maneiras. Em muitos protostômios, o blastóporo se desenvolve na boca, enquanto nos deuterostômios ele se torna o ânus.
Protostômios e deuterostômios diferem em vários aspectos. No início do desenvolvimento, os embriões deuterostômios sofrem clivagem radial durante a divisão celular, enquanto muitos protostômios (os Spiralia) sofrem clivagem espiral. Animais de ambos os grupos possuem um trato digestivo completo, mas nos protostômios a primeira abertura do intestino embrionário se desenvolve na boca, e o ânus se forma secundariamente. Nos deuterostômios, o ânus se forma primeiro, enquanto a boca se desenvolve secundariamente. A maioria dos protostômios apresenta desenvolvimento esquizocélico, no qual as células simplesmente preenchem o interior da gástrula para formar o mesoderma. Nos deuterostômios, o mesoderma se forma por invaginação enterocélica, através da invaginação do endoderma.
Os protostômios incluem os Ecdysozoa, assim chamados por sua característica comum de ecdise, crescimento por muda, O restante dos protostômios pertence aos Spiralia, assim chamados por seu padrão de desenvolvimento por clivagem espiral no embrião inicial. Os principais filos de Spiralia incluem os anelídeos e os moluscos.
Na era clássica, Aristóteles dividiu os animais, com base em suas próprias observações, em animais com sangue (grosso modo, os vertebrados) e animais sem sangue. Os animais foram então organizados em uma escala que ia do homem (com sangue, duas pernas, alma racional) passando pelos tetrápodes vivíparos (com sangue, quatro pernas, alma sensitiva) e outros grupos, como os crustáceos (sem sangue, muitas pernas, alma sensitiva), até criaturas que se geram espontaneamente, como as esponjas (sem sangue, sem pernas, alma vegetal). Aristóteles não tinha certeza se as esponjas eram animais, que em seu sistema deveriam ter sensações, apetite e locomoção, ou plantas, que não tinham: ele sabia que as esponjas podiam sentir o toque e se contraíam se estivessem prestes a ser arrancadas de suas rochas, mas que eram enraizadas como plantas e nunca se moviam.
Em 1758, Carl Linnaeus criou a primeira classificação hierárquica em seu Systema Naturae. Em seu esquema original, os animais eram divididos em três reinos, nas classes Vermes, Insecta, Pisces, Amphibia, Aves e Mammalia. Desde então, os quatro últimos foram subsumidos em um único filo, o Chordata, enquanto Insecta (que incluía crustáceos e aracnídeos) e Vermes foram renomeados ou divididos. O processo foi iniciado em 1793 por Jean-Baptiste de Lamarck, que chamou Vermes de "une espèce de chaos" ou "uma bagunça caótica" e dividiu o grupo em três novos filos: vermes, equinodermos e pólipos (que continham corais e medusas). Em 1809, em sua Philosophie Zoologique, Lamarck havia criado nove filos além dos vertebrados (onde ele ainda tinha quatro filos: mamíferos, aves, répteis e peixes) e moluscos, a saber, cirrípedes, anelídeos, crustáceos, aracnídeos, insetos, vermes, radiados, pólipos e infusórios.
Em sua obra de 1817, Le Règne Animal, Georges Cuvier utilizou a anatomia comparada para agrupar os animais em quatro embranchements ('ramos' com planos corporais diferentes, correspondendo aproximadamente a filos), a saber, vertebrados, moluscos, animais articulados (artrópodes e anelídeos) e zoófitos (radiata) (equinodermos, cnidários e outras formas). Esta divisão em quatro foi seguida pelo embriologista Karl Ernst von Baer em 1828, pelo zoólogo Louis Agassiz em 1857 e pelo anatomista comparativo Richard Owen em 1860.
Em 1874, Ernst Haeckel dividiu o reino animal em dois sub-reinos: Metazoa (animais multicelulares, com cinco filos: celenterados, equinodermos, articulados, moluscos e vertebrados) e Protozoa (animais unicelulares), incluindo um sexto filo animal, as esponjas. Os protozoários foram posteriormente transferidos para o antigo reino Protista, restando apenas o Metazoa como sinônimo de Animalia.
A população humana explora um grande número de outras espécies animais para alimentação, tanto de espécies de gado domesticado na pecuária quanto, principalmente no mar, pela caça de espécies selvagens. Peixes marinhos de muitas espécies são capturados comercialmente para alimentação. Um número menor de espécies é cultivado comercialmente. Os humanos e seus animais domésticos representam mais de 90% da biomassa de todos os vertebrados terrestres e quase tanto quanto todos os insetos juntos.
Invertebrados, incluindo cefalópodes, crustáceos, insetos — principalmente abelhas e bichos-da-seda — e moluscos bivalves ou gastrópodes, são caçados ou criados para alimentação e obtenção de fibras. Galinhas, gado, ovelhas, porcos e outros animais são criados como gado para consumo de carne em todo o mundo. Fibras animais, como lã e seda, são usadas para fazer tecidos, enquanto tendões animais têm sido usados como amarras e amarrações, e o couro é amplamente utilizado para fazer sapatos e outros itens. Animais têm sido caçados e criados por sua pele para fazer itens como casacos e chapéus. Corantes, incluindo carmim (cochonilha), goma-laca, e quermes têm sido feitos a partir dos corpos de insetos. Animais de trabalho, como gado e cavalos, têm sido usados para trabalho e transporte desde os primeiros dias da agricultura.
Animais como a mosca-da-fruta Drosophila melanogaster desempenham um papel importante na ciência como modelos experimentais. Animais têm sido usados para criar vacinas desde a sua descoberta no século XVIII. Alguns medicamentos, como o trabectedina, um fármaco para o câncer, são baseados em toxinas ou outras moléculas de origem animal.
Um cão de caça recuperando um pato durante uma caçada.
As pessoas têm usado cães de caça para ajudar a perseguir e recuperar animais, e aves de rapina para capturar pássaros e mamíferos, enquanto corvos-marinhos presos por cordas têm sido usados para pescar. Rãs-flecha venenosas têm sido usadas para envenenar as pontas de dardos de zarabatana. Uma grande variedade de animais é mantida como animal de estimação, desde invertebrados como tarântulas, polvos e louva-a-deus, répteis como cobras e camaleões, e aves, incluindo canários, periquitos e papagaios, todos encontrando seu lugar. No entanto, as espécies de animais de estimação mais mantidas são mamíferos, principalmente cães, gatos e coelhos. Existe uma tensão entre o papel dos animais como companheiros dos humanos e sua existência como indivíduos com direitos próprios.
Uma grande variedade de animais terrestres e aquáticos são caçados por esporte.
Os animais têm sido temas da arte desde os tempos mais remotos, tanto históricos, como no Antigo Egito, quanto pré-históricos, como nas pinturas rupestres de Lascaux. Entre as principais pinturas de animais, destacam-se O Rinoceronte, de Albrecht Dürer (1515), e o retrato de cavalo Whistlejacket, de George Stubbs (c.1762). Insetos, pássaros e mamíferos desempenham papéis na literatura e no cinema, como em filmes de insetos gigantes.
↑A aplicação do código de barras de DNA à taxonomia complica ainda mais esta questão; uma análise de código de barras realizada em 2016 estimou um total de quase 100.000 espécies de insetos apenas no Canadá e extrapolou que a fauna global de insetos deve ser superior a 10 milhões de espécies, das quais quase 2 milhões pertencem a uma única família de moscas conhecida como mosquitos-galhadores (Cecidomyiidae).
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