OBJETIVO A gestação nos mamíferos domésticos é um processo fisiológico que implica mudanças físicas, metabólicas e hormonais na fêmea, que culminam com o nascimento de um novo indivíduo. Desta forma, a compreensão de tais mudanças e como estas favorecem um ambiente ideal de desenvolvimento embrionário inicial, até a placentação e a fisiologia envolvidas durante esses processos é fundamental na tomada de decisões quanto à saúde reprodutiva da fêmea, na seleção de futuras matrizes e até mesmo para a saúde fetal e (...) sanidade do novo animal. Neste capítulo, o estudante compreenderá de forma clara, concisa, didática e objetiva, as adaptações maternas e fetais para o estabelecimento da gestação após a fecundação, o desenvolvimento desta e também identificará as diferenças existentes entre as espécies de interesse zootécnico. INTRODUÇÃO O estabelecimento da gestação nos mamíferos domésticos inclui três etapas fundamentais: o reconhecimento materno da gestação ou prenhez (RMP), a implantação e a placentação. Dentro da fisiologia da reprodução nos mamíferos, a implantação e a placenta- ção constituem processos essenciais na nutrição do embrião e do feto e, portanto, para seu desenvolvimento; devido a isso, são etapas críticas para a produção animal já que possuem um efeito direto sobre a eficiência reprodutiva. Nos bovinos leiteiros, por exemplo, estima-se uma taxa de fertilização perto de 95%, embora apenas 55% desses zigotos se desenvolvam e cheguem ao parto, o qual representa uma perda de gestações perto de 35%. Entre 70% e 80% das mortes embrionárias ocorrem durante as três semanas seguintes à ovulação, o que coincide com o período no qual se estabelecem os processos de implantação e placentação supracitados. O desenvolvimento embrionário precoce depende da sincronia de eventos entre o oviduto-útero e o embrião. Foi determinado que a presença do embrião pode modificar as secreções ovidutais e uterinas durante as fases iniciais de desenvolvimento. O ambiente endócrino materno (predominância de progesterona) também modula as características das secreções ovidutais e uterinas para assegurar a sobrevivência embrionária no caso da fertilização ter sido bem sucedida. Se este último ocorrer, então o embrião deverá indicar à mãe a sua existência para que sejam mantidas as condições adequadas ao seu desenvolvimento. Como supracitado, o embrião em seu curso pelo oviduto requer certas secreções para sobreviver e desenvolver-se, no entanto, graças à fertilização in vitro, têm-se dispensado a importância das secreções ovidutais, já que se observou que um embrião é capaz de se desenvolver em condições laboratoriais fora do aparelho reprodutor materno durante as suas fases iniciais, e consegue estabelecer uma gestação normal que chega a termo após a sua reintrodução no útero. Em estágios mais tardios de desenvolvimento o embrião necessita necessariamente do meio uterino para sobreviver e continuar o seu crescimento. No bovino, por exemplo, o embrião só é capaz de alongar-se estando dentro do útero, indicando a presença de fatores específicos necessários para que o embrião se desenvolva de maneira normal. Um meio endócrino no qual predomina a progesterona materna durante a gestação induz a secreção do histiotrofo (ou leite uterino) que permite a nutrição e a sobrevivência do embrião antes da implantação e da formação da placenta, através do qual obterá a maioria do fornecimento e intercâmbio necessários para continuar o seu desenvolvimento intra-uterino. SEGMENTAÇÃO E DESENVOLVIMENTO EMBRIONÁRIO PRECOCE O desenvolvimento embrionário precoce, conhecido como período de pré- -implantação, é essencial; inclui processos de divisão e diferenciação celular que são realizadas no início com uma elevada sincronização para garantir o desenvolvimento correto do indivíduo dentro do útero. Esta fase envolve a passagem do zigoto (unicelular), a embrião (multicelular) e, por fim, em concepto (quando se distingue o embrião com suas membranas extraembrionárias). O desenvolvimento precoce é o estágio mais dinâmico e vulnerável na formação de um indivíduo. Investigações recentes demonstraram que alterações nesta etapa podem modificar características produtivas ou reprodutivas durante a vida adulta. É por isso que é necessário conhecer as etapas fisiologicamente normais envolvidas neste processo (figura 1). Em fases mais tardias de desenvolvimento, o embrião se converterá em um feto com todos os sistemas e tecidos diferenciados observados num animal adulto. Após a fertilização, o zigoto resultante é capaz de dar origem a um novo organismo completo, de modo que se considera como uma célula totipotencial. O desenvolvimento embrionário começa e se consegue graças a uma série de divisões mitóticas conhecidas como segmentação ou clivagem (cleavage, em inglês). A primeira divisão mitótica dá origem a duas células filhas idênticas (figura 1), e ocorre por volta das 20 às 30 horas depois da fertilização, com divisões subsequentes a cada 12 a 24 h, dependendo da espécie. As células resultantes destas divisões são conhecidas como blastômeros. A orientação da divisão inicial que dá origem aos dois primeiros blastô- meros, parece ser guiada pela posição dos corpos polares. As divisões iniciais das células embrionárias são sincrônicas, no entanto, conforme o desenvolvimento se torna assincrônicas. Assim, a divisão mitótica inicial dá origem a um embrião de duas células (dois blastômeros), a segunda a um embrião de quatro células, a terceira a um de oito células e a quarta a um com 16 células, onde passa a ser chamado de mórula. Estas divisões são realizadas sem o aumento do volume do citoplasma, para que seja restabelecida uma proporção celular mais adequada à das células somáticas, já que o ovócito é a célula mais grande do organismo (um ovócito mede entre 100 e 150 μm do ovócito, enquanto uma célula somática mede de 10 a 20 μm); e porque o embrião ainda está contido dentro da zona pelúcida (figura 1). Um dos pontos críticos durante o desenvolvimento embrionário precoce é a ativação do genoma embrionário. Durante as etapas iniciais após a fertilização, as proteínas e RNAs “herdados” do ovócito são responsáveis pelo metabolismo e desenvolvimento inicial do embrião. É apenas até o estágio de quatro (ratos) ou oito blastômeros (espécies domésticas e humanas) em que o embrião começa a sintetizar o seu próprio RNAm (mensageiro) e as proteínas específicas necessárias para controlar o seu crescimento e metabolismo. A qualidade do ovócito que é fertilizado, consequente- mente, tem um grande impacto sobre a sobrevivência inicial do embrião. Quando o embrião atinge uma média de 16 a 32 células é conhecido como mórula (tabela 1) (do latim morus: mora), e nesta fase o embrião começa a compactar-se, o que ocorre porque começam a estabelecer-se diferentes uniões celulares, de acordo com a relação espacial entre os blastômeros. As células centrais desenvolvem-se incluindo entre elas junções comunicantes, conhecidas também como junções GAP, enquanto as que se encontram na periferia estabelecem uniões estreitas, dando origem a duas subpopulações distintas de blastômeros: periféricos e centrais. Cabe mencionar que os blastômeros que compõem a mórula ainda são células capazes de dar origem a um novo indivíduo completo, ou seja, são totipotenciais. À medida que a mórula continua a dividir-se e a crescer, as células localizadas na periferia começam a liberar sódio para os espaços intercelulares, criando uma diferença na pressão osmótica seguida pela entrada de água ao embrião. O líquido se acumula e provoca a separação das células, distinguindo ainda mais as duas subpopulações de células mencionadas (periféricas e centrais) e forma-se uma cavidade cheia de líquido. Esta cavidade é conhecida como blastocele; com a sua formação o embrião entra em fase de blastocisto (figura 1, tabela 1). Da subpopulação celular da periferia se origina do trofoblasto (trofoectoderma) que formará a maioria das membranas extraembrionárias (placenta), e da subpopulação central é estabelecida a massa celular interna ou embrioblasto, que dará origem ao embrião propriamente dito, ou seja, ao feto. Ao continuar a multiplicação e crescimento do trofoblasto à medida que o blastocisto se desenvolve, as células da massa interna se diferenciam novamente em dois segmentos distintos: a endoderme primitiva ou hipoblasto e o epiblasto (figura 1), em que todos os tecidos do organismo (saco vitelino) são originados e as células germinativas primordiais. Uma vez formado, o epiblasto continua a dividir-se e a diferenciar-se para dar origem às três placas ou camadas germinativas conhecidas como endoderme, mesoderme e ectoderme. Este processo é conhecido como gastrulação, e durante este diferem-se no embrião as porções craniais, caudais, dorsais e ventrais, processo conhecido como polaridade do embrião, que orienta o desenvolvimento dos diversos tecidos e órgãos do indivíduo. À medida que o blastocisto continua crescendo e diferenciando-se, vai-se acumulando mais líquido no blastocele, com o que a pressão interna aumenta e a zona pelúcida começa a ficar mais fina. Este fato, juntamente com a ação de proteases produzidas pelo embrião, leva à ruptura da zona pelúcida e à saída do blastocisto (eclosão), pelo que, uma vez liberado, o embrião é conhecido como blastocisto eclodido. O trofoblasto embrionário entra, então, em contato direto com o endométrio, o que é considerado como o início da implantação. IMPLANTAÇÃO O trofoblasto embrionário, também conhecido como trofoectoderma, dá origem à maioria das membranas fetais ou placenta fetal. O processo no qual o trofoblasto se une ao endométrio materno é conhecido como implantação; para isso ocorre uma série de processos altamente sincronizados envolvendo secreções embrionárias e maternas, e interações físicas, durante um período limitado conhecido como janela de receptividade. A implantação é considerada um processo gradual que genericamente se divide em cinco fases, algumas das quais podem sobrepor-se parcialmente e diferir segundo a espécie: 1. Eclosão do blastocisto da zona pelúcida (figura 2); -/- 2. Pré-contato e orientação do blastocisto. É o contato inicial entre as células do trofoblasto e do epitélio endometrial, bem como a orientação da massa celular interna e do trofoectoderma, que assume especial importância em espécies cuja implantação é invasiva, como em roedores e primatas; 3. Aposição - refere-se ao posicionamento do blastocisto numa determinada área e de uma forma específica no útero. Começa a interdigitação das vilosidades coriônicas com o epitélio luminal do endométrio. 4. Adesão - requer sistemas de sinalização que envolvem glicoproteínas de adesão, como integrinas, selectinas e galectinas, com os seus ligantes, tanto no epitélio luminal como no epitélio trofoectoderma. 5. Invasão endometrial - este termo se relaciona ao tipo de placentação e é pertinente sobretudo para aquelas espécies onde existe uma fusão entre células do trofoblasto e do epitélio do endométrio durante a formação da placenta, ou que as células trofoblásticas penetrem as camadas endometriais e até modifiquem as células do endométrio que as rodeiam. Existem três tipos de implantação ou nidação. Na nidação central ou não invasiva, a vesícula embrionária ocupa uma posição central na luz do útero e, na sua relação com a mucosa uterina, unicamente através das vilosidades coriônicas (projeções das células trofoblásticas dentro das quais crescem capilares do feto), há adesão mas não invasão da mucosa. Este tipo ocorre nos ungulados domésticos, mas não em carnívoros. Na nidação excêntrica a vesícula embrionária está inserida num canal profundo da mucosa, parcialmente isolada da luz principal, e se apresenta na rata, cadela e gata. A nidação intersticial é própria dos primatas, rato e cobaia, e nesta produz-se a destruição do epitélio e do tecido conjuntivo do útero, de modo que a vesícula embrionária se afunda na própria lâmina mucosa e se desenvolve em um espaço intersticial. Até o momento da implantação, a nutrição do embrião é histotrófica, sendo as substâncias necessárias absorvidas através do trofoblasto, como foi mencionado anteriormente. A partir deste momento, o trofoblasto começa o desenvolvimento de uma série de membranas extraembrionárias que permitirão finalmente a troca de nutrientes e metabólitos entre o sangue materno e o do embrião, constituindo a placenta. Um fato necessário na implantação é a perda de receptores para progesterona no epitélio luminal do endométrio, e pré-sensibilização do mesmo pelos estrógenos. Apesar de parecer um efeito contraditório, este requisito permite o desaparecimento de uma camada de mucina e outros compostos proteicos, que revestem o endométrio e que atuam como uma película antiaderente que inicialmente não permite a aposição e adesão do embrião. O desaparecimento desta camada ocorre durante a janela de receptividade, seja em toda a superfície do endométrio (ruminantes, suínos e roedores) ou nas zonas específicas onde o blastocisto será implantado (humano e coelho). Por esta razão, a interação física entre o embrião e o endométrio desempenha um papel importante na implantação. Uma vez que a camada de glicoproteínas desaparecer, é possível a aposição do trofoectoderma embrionário e das células epiteliais do endométrio, iniciando assim a implantação propriamente dita através da intercomunicação entre os dois tecidos. A implantação pode ser considerada como a fixação do embrião ao útero a partir do ponto de vista físico e funcional. No entanto, como se trata de um processo progressivo e gradual, em que algumas das suas fases podem ser parcialmente sobrepostas, não existe consenso sobre o período em que se inicia e termina. Na borrega, por exemplo, estima-se que ocorra entre o dia 10 e o dia 22, enquanto na vaca entre os dias 11 e 40 pós-ovulação. Nas espécies polítocas, isto é, fêmeas que parem várias crias como as porcas, os blastocistos se distribuem ao longo dos cornos uterinos como resultado de movimentos musculares da parede uterina, aparentemente regulados por prostaglandinas e outros fatores secretados pelo útero. Por exemplo, nas porcas, os blastocistos se movem livremente entre os cornos, e a distribuição dos embriões ao implantar-se é mais uniforme do que poderia ser esperado se ocorresse meramente ao acaso. Tem observado que a deficiência na produção de ácido lisofosfatídico 3 (LPA3) e/ou seu receptor, ocasiona uma falha na distribuição dos embriões no útero. Por outro lado, não há evidência de que um blastocisto implantado exerça alguma influência inibitória sobre a implantação de outro blastocisto próximo a ele. Como supracitado, o processo de implantação inclui uma complexa interação entre o embrião e o útero, e cada um deles provê de estímulos essenciais para favorecer a progressão do outro, apresentando-se diferenças em tempos e particularidades dentro das diferentes espécies. -/- Porca O período de adesão situa-se entre os dias 12 e 24 após a fertilização. Ao redor do dia sete, o blastocisto é eclodido, porque o trofoblasto está em contato direto com o epitélio uterino e começa a proliferar com rapidez. O endoderme se forma e o blastocisto muda de uma pequena vesícula esférica para um tubo muito alongado que chega a medir cerca de um metro em poucos dias, ele que lhe proporciona uma superfície muito ampla para a absorção de nutrientes. Cadela Os embriões migram entre os dois cornos uterinos do dia 12 ao 17 após a fertilização, distribuindo-se de maneira uniforme. Estes embriões aderem ao endométrio entre os dias 16 e 18, e alcançam sua implantação final entre o dia 17 e 20 da gestação. Cabe ressaltar que nos caninos o período de pré-implantação é o mais longo das espécies domésticas, o que ocorre porque a cadela ovula ovócitos imaturos (ovócitos primários) que precisam amadurecer por dois a três dias, para formar ovócitos secundários, antes que a fertilização seja possível. Por isso, o zigoto canino chega à junção útero-tubárica entre o sétimo e o décimo dia após o pico pré-ovulatório de LH (a ovulação ocorre, em média, dois dias após o pico de LH), entrando no útero em estágio de mórula ou blastocisto em torno dos dias 10 a 12 depois do referido pico. Ovelha O desenvolvimento precoce do blastocisto é muito semelhante ao da porca. Observa-se certo grau de adesão desde o dia 10 da gestação, mas o alongamento do embrião é menos extenso do que em suínos e tem início entre o dia 11 e 12. Para a terceira semana o embrião ovino chega a medir até 30 cm de comprimento. O processo de implantação é concluído aproximadamente entre a quarta e quinta semana de gestação (figura 3). Vaca O processo de implantação é semelhante ao da borrega, mas tem início mais tarde. A zona pelúcida se perde por volta do dia 9 a 10 (blastocisto eclodido) e o embrião começa a alongar-se ao redor do dia 12 a 14, atingindo um comprimento de cerca de 60 mm para o dia 16, embora possa haver uma grande variação individual. A partir do dia 33, o córion é formado e existe uma adesão inicial que inclui dois ou quatro cotilédones, que se interdigitam rapidamente com o tecido materno de modo que o embrião começa a nutrir-se através deles. Égua O blastocisto atinge um diâmetro de cinco centímetros aos dois meses e pratica- mente não se alonga. Entre os dias seis e sete após a ovulação, o embrião começa a revestir-se de uma camada glicoproteica que se forma entre o trofoectoderma e a zona pelúcida e que contém e mantém o embrião esférico depois de ter eclodido. Esta cápsula é uma estrutura única nos equinos (cápsula embrionária), afina-se no dia 18 e se perde entre os dias 21 e 23 de gestação. Na décima semana as microvilosidades do córion se interdigitam com a mucosa da parede uterina e na semana 14 é completada a implantação. Espécies não domésticas Em algumas espécies como os marsupiais, os ursos, focas, doninhas e alguns tipos de cervídeos, pode interromper-se temporariamente o desenvolvimento do embrião in utero e adiar a sua implantação, como estratégia evolutiva para favorecer o nascimento das crias em condições ambientais favoráveis para a sua sobrevivência. Esta estratégia é conhecida como diapausa e pode ser uma condição obrigatória ou facultativa para cada gestação, dependendo da espécie. Os mecanismos que a desencadeiam e a concluem não estão totalmente explicados e são espécie-específica. RECONHECIMENTO MATERNO DA GESTAÇÃO (RMG/RMP) O estabelecimento da gestação em mamíferos domésticos requer a presença de um corpo lúteo CL funcional que produz progesterona em quantidades adequadas para manter o desenvolvimento embrionário inicial e permitir mudanças necessárias durante o período de peri-implantação. Para que o corpo lúteo seja mantido e a fêmea seja impedida de reiniciar um novo ciclo estral, o embrião deve sinalizar sua presença para a mãe. O sinal para o reconhecimento materno da gestação (RMG) provém então do embrião e podem ser de dois tipos: luteotrópico ou anti-luteolítico. No primeiro, a(s) substância(s) produzida(s) pelo embrião que atua(am) sobre o corpo lúteo para manter sua funcionalidade, por exemplo a gonadotrofina coriônica humana (hCG) e a prolactina em roedores. O segundo tipo de sinal previne ativamente a luteólise, e é o mecanismo presente nas espécies domésticas em que o embrião produz substâncias como o interferon-τ (IFN-τ) em ruminantes ou os estrógenos em suínos. Ruminantes Como supracitado, o IFN-τ é responsável pela sinalização para o reconhecimen- to materno da gestação neste grupo que engloba cabras, ovelhas e vacas (figura 4). É um fator produzido pelas células do trofoblasto do embrião, e pode ser detectado a partir dos dias 11 a 12 em ovinos e de 14 a 15 em bovinos. Uma vez secretado, o IFN-τ impede a lise do corpo lúteo (efeito anti-luteolítico) por meio do bloqueio indireto da síntese de prostaglandina F2 alfa (PGF2α). No trabalho acerca do ciclo estral foi explicado que a luteólise requer a presença de receptores de ocitocina (OTR) no endométrio, que ao unir-se ao seu ligante, a ocitocina (proveniente inicialmente do hipotálamo e posteriormente de origem lútea), estimulam a produção de PGF2α e estabelecem um feedback positivo, que culminará na destruição do CL. Para que os OTRs sejam sintetizados, é necessária uma estimulação prévia do endométrio com estradiol, que ocorre através da ligação com seus receptores (ER-1). O mecanismo pelo qual o IFN-τ impede a lise do corpo lúteo é bloqueando, direta ou indiretamente, a síntese de OTR e, consequentemente, a produção pulsátil de PGF2α. Suínos No caso dos suínos, considera-se que o sinal embrionário para o reconhecimento materno da gestação são os estrógenos, produzidos pelos embriões em torno do dia 11 a 12 pós-ovulação. O endométrio suíno produz PGF2α que, quando não há gestação, é secretado na circulação uterina (secreção endócrina), de onde é transportada em direção ao CL para causar luteólise. Se há embriões no útero produzindo suficiente quantidades de estradiol, isso redireciona a secreção de PGF2α para o lúmen uterino (secreção exócrina), evitando que seja liberado para a circulação e, portanto, é sequestrado impedindo que chegue ao corpo lúteo (figura 5). É importante enfatizar que a produção de PGF2α não é inibida, mas sua secreção é redirecionada. Este mecanismo é conhecido como teoria endócrino-exócrina. Vale ressaltar que para o sinal de reconhecimento materno da gestação na porca ser eficiente, é necessário a presença de pelo menos quatro embriões, dois em cada corno, uma vez que se não houver dois embriões, um em cada corno, ocorre luteólise e reinicia a atividade cíclica. Embora os estrógenos sejam identificados como o sinal de reconhecimento materno nesta espécie, o embrião suíno também produz outros fatores, como a PGE2 e o ácido lisofosfatídico, considerado necessário para o estabelecimento adequado da gestação. A PGE2 ocasiona uma redução na produção de PGF2α em favor da PGE2 no endométrio e favorece a contração do miométrio para permitir a migração de embriões. O ácido lisofosfatídico, juntamente com seu receptor, é um fator crítico que favorece a migração intra-uterina, e permite uma distribuição adequada dos embriões ao longo dos cornos. Outras substâncias produzidas pelo embrião suíno são o IFN-delta (IFN-δ) e IFN-gama (IFN-γ), que não possuem ação anti-luteolítica, mas poderiam intervir no processo de implantação. Equinos Na égua é essencial que o embrião, ainda rodeado pela sua cápsula embrionária, migre de 12 a 14 vezes por dia através do útero, entre os dias 12 e 14 após ovulação, a fim de distribuir o fator de reconhecimento materno (figura 6). Embora seja sabido que existe, este último ainda não foi identificado, mas foi estabelecido que é da natureza proteica e seu principal efeito é a inibição da produção endometrial de PGF₂α, mediante a redução na formação do receptores de ocitocina; desta forma, evita-se o início do sinal luteolítico. É interessante notar que nesta espécie a ocitocina não é de origem lútea e sim endometrial. Primatas Ao contrário das espécies domésticas mencionadas, o mecanismo de ação do sinal de reconhecimento materno em primatas é luteotrópico. No humano, o embrião produz gonadotrofina coriônica humana (hCG) após o início da implantação (dias 6 a 8). A hCG estende a vida funcional do CL por meio de sua ligação a receptores lúteos para LH, estimulando assim a liberação de progesterona. Este efeito permite a “sobrevivência” do CL pelo menos até o momento em que a produção de progesterona é transferida para a placenta para levar a gestação a termo. Carnívoros Na cadela não é necessário o reconhecimento da gestação, já que normalmente o corpo lúteo tem uma vida média maior que a duração da gestação. Como na égua, a migração dos embriões através do útero antes da implantação pode favorecer o reconhecimento materno. Adicionalmente, tem sido descrito que durante o período antes da implantação (< 10 dias depois da ovulação), há um aumento na expressão de genes relacionados com a imunomodulação local (IFN-γ, IL-4 e CD8+), que não estão presentes em cadelas durante o diestro. A produção de IFN-γ por parte do embrião canino, como em outras espécies, pode estar envolvida na implantação ou o reconheci- mento da gestação, mas até o momento não foi demonstrado de forma inequívoca. Na gata doméstica, o fator que favorece o reconhecimento materno da gestação ainda não foi descrito. Temos que lembrar que seja qual for o mecanismo envolvido, a produção do sinal embrionário de reconhecimento materno da gestação é importante, já que a contínua presença de progesterona na circulação materna, faz possível que ocorra o desenvolvimento precoce do embrião e eventualmente a implantação, com a formação do órgão temporal mais importante para o desenvolvimento fetal: a placenta. Resumindo, o sinal enviado pelo embrião deve ser dado antes do útero começar a secretar PGF2a, hormônio que causa a destruição do corpo lúteo produtor da progesterona necessária para a gestação. O embrião deve secretar algumas substâncias (denominadas EPF: Early Pregnant Factors/fatores de gestação precoce) que capte o endométrio materno e sirva para evitar a ação luteolítica da PGF2a. Na porca, em vez de ser evitada a secreção de PGF2a, o referido hormônio é “sequestrado na luz do útero” e, desta forma, passa a secretar-se em forma exócrina, sem ter efeito sobre o corpo lúteo. No bovino, o reconhecimento materno da gestação é o processo fisiológico no qual o embrião, por meio de sinais moleculares como a secreção de interferon-τ (IFN-τ), anuncia sua presença no trato reprodutivo materno a fim de evitar que seja desencadeado o mecanismo luteolítico exercido pela PGF2a sobre o corpo lúteo. PLACENTAÇÃO Nos mamíferos domésticos, o processo de implantação é gradual e prolongado, e ocorre paralelamente a processos como a gastrulação e a formação de membranas extra- embrionárias: saco vitelino, âmnio, alantóides e córion. A formação das membranas extraembrionárias nos mamíferos eutérios, ou seja, aqueles que formam uma placenta completa, é um processo indispensável que permite ao embrião aderir-se ou implantar-se ao endométrio materno. As quatro membranas extraembrionárias mencionadas são formadas a partir do trofoblasto, mesoderme e endoderme embrionários. O saco vitelino fornece nutrientes no desenvolvimento inicial do embrião e se converte em vestigial quando a gestação progride; tem origem no endoderma primitivo, estrutura que junta com o trofoblasto e o mesoderma, formam o córion e âmnions. O âmnion contém o líquido amniótico que está em contato direto com o embrião e é a membrana mais interna; ademais, protege o feto, proporciona lubrificação para o parto e serve como um depósito para urina e resíduos fetais. O córion, por outro lado, é a membrana mais externa do embrião e, portanto, é a que entra em contato direto com o endométrio uterino materno; se fixa ao útero, absorve nutrientes do útero, permite a troca gasosa materno/fetal e produz hormônios. O alantóide se origina de uma evaginação do intestino primitivo e é de onde surge o sistema vascular da placenta fetal; a fusão com o córion (placenta cotiledonária), carrega os vasos sanguíneos do cordão umbilical, que liga o feto com o alantóide e é um reservatório de nutrientes e resíduos. Conforme o embrião se desenvolve, o saco vitelino regride e o alantóide se enche de líquido, pelo que este último se funde com o córion para formar o corioalantóides, que se torna a membrana mais externa e, portanto, a porção fetal do placenta. A placenta é um órgão temporário que representa uma interface através da qual realiza a troca bidirecional de nutrientes, gases, hormônios e outras substâncias entre a mãe e o feto. A unidade funcional da placenta são as vilosidades corioalantóicas, as quais são projeções pequenas dos corioalantóides que se interdigitam com o endométrio uterino, cuja superfície de absorção permite essa troca. A placenta é um órgão endócrino capaz de produzir uma gama de hormônios que ajudam a controlar o ambiente uterino, favorecendo o desenvolvimento do feto, além disso possui um papel importante no momento do parto. Nas diferentes espécies a placenta tem características particulares, pelo qual existem várias classificações, de acordo com a sua posição uterina, a distribuição das vilosidades corioalantóicas e a sua histologia. Posição uterina Refere-se à posição do concepto em relação ao lúmen uterino (figura 7). Central: O concepto ao ser implantado permanece em contato com o lúmen do útero. A maioria das espécies domésticas de importância veterinária estão dentro desta classificação. Excêntrica: O concepto penetra parcialmente o endométrio materno, mas mantém um certo contato com o lúmen uterino. Os roedores (ratos e ratos) e a coelha possuem este tipo de placentação. Intersticial: O embrião invade o endométrio, perde contato com o lúmen uterino, e ao crescer o lúmen uterino se oblitera. Os humanos e a maioria dos primatas mostram este tipo de placenta. Distribuição das vilosidades As vilosidades que formam a interface materno-fetal podem estar distribuídas de maneira diferente ao longo da superfície dos corioalantóides, pelo qual a placenta pode ser classificada como (figura 8): Difusa: Neste tipo de placenta as vilosidades estão distribuídas ao comprimento de toda a superfície do córion (corioalantóides) de maneira uniforme. As placentas de suínos e equinos se enquadram nesta classificação, embora, nesta última espécie, as vilosidades formem estruturas mais ramificadas, que são chamadas microcotilédones (figura 10). Zonal: Esta placenta se apresenta nos carnívoros domésticos, tanto caninos como felinos. As vilosidades que determinam a zona de troca de nutrientes e resíduos, e de ligação com o endométrio são delimitadas de forma a formar uma cintura central em torno do feto (figura 9). Distingue-se também uma segunda região chamada paraplacenta, que se localiza em ambos lados deste “cinto”, e do qual a função não é inteiramente conhecida, embora sabe-se que desempenha um papel importante na troca de ferro da mãe para o feto. As extremidades laterais dos corioalantóides nestas placentas não possuem vilosidades por isso não se ligam ao endométrio. Uma terceira região é a zona transparente nas extremidades distais do córion que tem pouca vascularização. Esta zona pode estar envolvida na absorção de materiais diretamente do lúmen uterino (figura 11). Cotiledonária: É o tipo de placentação que se encontra presente nos ruminantes (ovinos, caprinos e bovinos). As vilosidades coriônicas nestas espécies são agrupadas em pequenas áreas do córion chamadas cotilédones, que se interdigitam e fundem-se parcialmente com locais delimitados no endométrio chamados carúnculas, formando, em conjunto, estruturas conhecidas como placentomas. Cabe destacar que as carúnculas carecem de glândulas endometriais, que só estão presentes nas porções inter-carun- culares do endométrio. Os placentomas, por sua vez, são altamente vascularizados e são remodelados com o progresso da gestação, ramificando-se para aumentar a superfície de troca e o fluxo sanguíneo para aumentar os requisitos do feto em crescimento. Nas zonas inter-carunculares, a placenta é ligada ao endométrio por meio de sistemas de adesão superficial que envolvem glicoproteínas. Acredita-se que a adesão do concepto com o endométrio (carúnculas) é estabelecida em torno de 30 dias em ovinos e 40 dias em bovinos. (figuras 13 a 17). Discoidal: Nestas placentas, as vilosidades agrupam-se numa área circular ou oval, formando uma estrutura discoidal. Este tipo de placenta é encontrada principal- mente em coelhas, roedores e primatas, incluindo os humanos. Histologicamente Esta classificação considera o número de camadas de tecido que compõem a placenta e que separam a circulação materna da circulação fetal (tabela 3). O número máximo é de seis camadas, três do lado fetal (córion, tecido intersticial e endotélio do vaso sanguíneo) e três do lado materno (epitélio endometrial, tecido intersticial e endotélio vascular) (figura 19 e tabela 3). O modo de distinguir e nomear os diferentes tipos de placenta nesta classificação é usando como prefixo a camada materna que está em contato com o córion fetal. As diferentes placentas baseados em sua histologia são as seguintes (figura 19): Epiteliocorial: É o menos íntimo entre os tipos de placentas (figura 20). Estas placentas conservam intactas as seis camadas de tecido, portanto que mantêm as circulações materna e fetal mais separadas, e consideradas como as mais impermeáveis. Este tipo de placenta está presente na porca e égua. Lembre-se de que as placentas da porca e da égua são diferentes e as vilosidades ocupam uma grande proporção da área de superfície do córion (figura 19 A). Também apresenta-se nos ruminantes, no entanto, as placentas dos ruminantes apresentam algumas características particulares que as colocam como um subgrupo e se chamam sinepiteliocorial ou sindesmocorial (figura 19 B). Na vaca, este tipo apresenta-se nos primeiros 2-3 meses de gestação. Além da característica de erosão parcial do epitélio endometrial, um tipo de célula único é encontrado na placenta de ruminantes. Essas células são chamadas células gigantes binucleadas. Como o nome indica, elas são caracterizadas como bastante grandes e com dois núcleos. Na placenta dos ruminantes, algumas células do epitélio coriônico conhecidas como células binucleadas, se fundem com algumas células do epitélio endometrial, criando inicialmente células gigantes trinucleadas e mais tarde placas ou sincícios multinucleados. Estes sincícios têm em consequência uma origem tanto fetal como materna, que criam lugares delimitados nos quais em vez de existir intacta uma camada de epitélio coriônico e outra de epitélio endometrial, encontra-se uma só camada que combina as duas origens. As células gigantes binucleadas migram e mudam seu número ao longo da gestação em forma dinâmica. Este tipo celular é importante porque secretam uma variedade de hormônios. Células gigantes binucleadas aparecem por volta do dia 14 na ovelha e entre os dias 18 e 20 na vaca. Endoteliocorial: 5 camadas. Neste tipo de placentação o córion fetal está em contato direto com o endotélio vascular do endométrio graças à erosão do epitélio e do tecido conectivo endometrial (tecido intersticial) durante a implantação (figura 19 C). De modo que o intercâmbio de substâncias e resíduos só requer atravessar quatro camadas de tecidos. Este tipo de placenta é presente principalmente em cães e felinos. Nota-se nas figuras 19 C e 21 que este tipo de placenta é mais íntimo do que a placenta epiteliocorial porque o epitélio endometrial não existe mais. Hemocorial: 3 camadas (figura 22). Aqui o epitélio coriônico está intacto e entra em contato direto com o sangue materno em regiões onde formam reservatórios de sangue semelhantes a poços (figura 19 D). O intercâmbio de substâncias e resíduos entre a mãe e o feto é mais direto uma vez que é necessário atravessar apenas três camadas para chegar até à circulação fetal. Algumas espécies de primatas, incluindo o ser humano e os roedores possuem este tipo de placentação. MEMBRANAS EXTRAEMBRIONÁRIAS EM AVES Ao mesmo tempo que se estabelece o corpo embrionário e os esboços de cada um dos órgãos começam a gerar-se, torna-se imperioso garantir a sobrevivência do embrião. Tenha-se em conta que nas aves todo o necessário para o desenvolvimento é encontrado no ovo pelo que deve-se reforçar a eficácia das estruturas criadas para garantir o objetivo a que se destina. O exterior é fornecido apenas com o O2; emite CO2 e vapor de água no exterior (perda de 15% da água durante a incubação inicial). Além disso, o neonato não é imaturo, como nos anfíbios, mas está em um estádio maduro juvenil. Como indicado, são quatro as problemáticas a que deve fazer frente o embrião: prover-se de um meio que garanta o desenvolvimento volumétrico, amortecendo os movimentos físicos excessivos que possam traumatizá-lo e evitar a dessecação; assegurar que os nutrientes (vitelo e albúmen) sejam incorporados de forma correta no interior do embrião; assegurar o intercâmbio de gases; e eliminar substâncias tóxicas derivadas do metabolismo proteico. Para atender estas necessidades são desenvolvidas uma série de membranas extrambrionárias que se vão expandindo progressivamente pelo interior do ovo. A dureza da casca e sua relativa impermeabilidade protege-o igualmente da intempérie terrestre. -/- Figura 23: Evolução das membranas extraembrionárias de galinha (3 e 10 dias de incubação). -/- Saco vitelino: o saco vitelino é a primeira membrana extraembrionária em formação. Aparece como consequência direta da gastrulação: as camadas germinativas que se formam ao nível do disco embrionário expandem-se progressivamente contornando o vitelo. Assim, as células provenientes da área opaca (equivalente ao trofoblasto dos mamíferos) migram sobre o vitelo, terminando quase por cobrir, o mesmo ocorre com o endoderma mais internamente, formando-se assim um saco bilaminar. Posteriormente, o mesoderma se interpõe entre ambos, progredindo igualmente no sentido distal, rodeando o endoderma e aderindo-se ao mesmo e ao equivalente de trofoblasto. Ao estabelecer-se o celoma, o saco é constituído pelo endoderma e folha esplâncnica do mesoderma lateral. Este mesoderma vai progredindo no sentido distal e se vasculariza profunda- mente; os vasos distais se anastomosam formando um anel vascular denominado seio terminal, que marca o limite do mesoderma em expansão. Assim, sobre o vitelo é distinguível um área distal não vascularizada (área vitelina) e uma área proximal vascularizada (área vasculosa) que vai ficando progressivamente maior. Ao sexto dia de incubação mais da metade da superfície do vitelo foi envolvido pelo mesoderma. Os nutrientes do vitelo são absorvidos e desdobrados a componentes mais simples por enzimas produzidas pelo endoderma, sendo incorporados aos vasos vitelinos que os veicularão até o coração, que os impulsionará a todo o embrião. Durante a fase embrionária (até ao sexto dia de incubação), o oxigênio do exterior chega até a área vasculosa por difusão, incorporando-se daqui ao embrião; além disso, durante a primeira semana, as alterações na composição e volume do vitelo fazem que se disponha flutuando sobre o albúmen, o que faz com que a área vasculosa fique em contato com a casca, favorecendo-se assim a respiração. O intestino primitivo se instaura a partir das porções mais proximais do saco vitelino à vez que o corpo é fechado (2º-3º dia). O saco vitelino vai regredindo à medida que se vão esgotando os nutrientes do vitelo que aloja. Pouco antes do nascimento é incorporado à cavidade corporal como divertículo vitelino que fica unido ao jejuno; o divertículo vitelino persiste até seis dias após o nascimento, constituindo uma fonte adicional de nutrientes. -/- Figura 24: Feto de galinho ao fim, perto de ser eclodido. -/- mnios: no segundo dia (-30 horas) de incubação se formam as dobras amnióticas na somatopleura extraembrionária, perto do disco embrionário. Progridem dorsalmente, terminando por convergir e fundir-se cerca de 72 horas de incubação, coincidindo com o fechamento corporal, assim sendo constituído o âmnios, que terminará perdendo todo o contato com o córion. A cavidade amniótica que limita está cheia de um líquido seroso que garante que o embrião seja desenvolvido em um meio aquoso; este líquido é secretado pelo âmnios, mas também composto por substâncias formadas pelos rins, cavidade oral e aparelho respiratório. Córion: após a formação do celoma e o estabelecimento e fusão das dobras amnióticas, a parte da somatopleura extraembrionária que fica mais periférica constitui o córion (também denominado serosa nas aves); permanece formada pela área opaca expandida e mesoderma somático. Progressivamente vai aderindo-se à membrana testácea interna deslocando o albúmen; sobre o dia 12 termina por cobrir toda a superfície interna da casca. Intervém na troca gasosa com o meio ambiente através dos poros da casca e na captação do cálcio desta. Alantóides: o alantóide inicia a sua formação no dia 3 de incubação. Cresce rapidamente, ocupando o espaço exocelômico, terminando por cobrir o âmnios e saco vitelino. Progressivamente, entre os dias 4 a 10, sua parte mais externa se funde com o córion, formando-se o alantocórion, membrana trilaminar que cobrirá a superfície interna da casca, aderindo-se à membrana testácea interna, cujo mesoderma (esplâncnico) se vasculariza intensamente. A partir do dia 7 substitui completamente a área vasculosa como órgão respiratório, sendo garantido o aumento gradual das necessidades de troca gasosa na fase fetal do desenvolvimento (desde o dia 8), de rápido crescimento. A capacidade de capilarização desta membrana é muito maior do que a do saco vitelino. Na cavidade alantóica acumula-se a urina produzida pelos rins, afastando os produtos tóxicos do embrião; a membrana também age sobre este fluido intervindo na manutenção do equilíbrio hídrico e mineral do embrião. -/- Figura 25: Formação do saco vitelino. Limite entre a área vascular e avascular. Seio terminal. -/- O albúmen perde água rapidamente e torna-se menos volumoso e mais viscoso, terminando por desaparecer progressivamente. A ligação do alantocórion à membrana testácea interna faz com que seja marginalizado para uma posição periférica, no polo agudo do ovo. Aqui, o alantocórion que o rodeia constitui o saco do albúmen. O albúmen é a principal fonte de água e proteínas. A água é incorporada ao vitelo, o que, ao tornar-se mais volumoso, provoca que, entre os dias 3 e 4, se rompa a membrana vitelina; apenas restos mortais devem permanecer entre o saco vitelino e o albúmen. Dentro do saco vitelino, a água se acumula principalmente sob o embrião -fluido subembrionário-; este fluido atinge o seu volume máximo (15 ml) no dia 6. As proteínas serão incorporadas principalmente a partir de no dia 12, seja através do saco vitelino, do saco do albúmen ou por ingestão de líquido amniótico, dada a comunicação seroamniótica que se estabelece. Na galinha, a eclosão ocorre aos 21 dias de incubação. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- Anotações de aulas de Embriologia Básica, Prof. Dr. Edson João da Silva, UFRPE, 2021. BAZER, Fuller W. et al. Novel pathways for implantation and establishment and maintenance of pregnancy in mammals. MHR: Basic science of reproductive medicine, v. 16, n. 3, p. 135-152, 2009. CARTER, Anthony M. Evolution of placental function in mammals: the molecular basis of gas and nutrient transfer, hormone secretion, and immune responses. Physiological Reviews, 2012. CARTER, A. M.; ENDERS, A. C. Placentation in mammals: Definitive placenta, yolk sac, and paraplacenta. Theriogenology, v. 86, n. 1, p. 278-287, 2016. CONSTANTINESCU, G.M.; SCHATTEN, H. Comparative reproductive biology. Carlton: Blackwell Publishing, 2007. 402p. Avicultura: Formação do Ovo. Desenvolvimento Embrionário e Diferenciação Sexual nos Animais Domésticos. Disponível em:. Acesso em: Dezembro de 2021. Diferenciação e Determinação Sexual dos Animais. Fisiologia do Ciclo Estral dos Animais Domésticos. Emanuel Isaque Cordeiro da Silva, 2021. Manejo na Avicultura: Postura, Iluminação e Incubação dos Ovos. Transporte de Gametas, Fertilização e Segmentação. FERRER‐VAQUER, Anna; HADJANTONAKIS, Anna‐Katerina. Birth defects associated with perturbations in preimplantation, gastrulation, and axis extension: from conjoined twinning to caudal dysgenesis. Wiley Interdisciplinary Reviews: Developmental Biology, v. 2, n. 4, p. 427-442, 2013. GALINA, Carlos; VALENCIA, Javier. Reproducción de los animales domésticos. 2006. GEISERT, Rodney D.; SPENCER, Thomas E. Placentation in Mammals. Springer, 2021. GINTHER, O. J. Reproductive Biology of The mare: Basic and Applied Aspects. 2. ed. Cross Plains, Wisconsin: Equiservices, 1992. GUILLOMOT, Michel. Cellular interactions during implantation in domestic ruminants. Journal of Reproduction and Fertility-Supplements only, n. 49, p. 39-52, 1995. KLEIN, C.; TROEDSSON, M. H. T. Maternal recognition of pregnancy in the horse: a mystery still to be solved. Reproduction, Fertility and Development, v. 23, n. 8, p. 952-963, 2011. MIGLINO, Maria Angelica et al. The carnivore pregnancy: the development of the embryo and fetal membranes. Theriogenology, v. 66, n. 6-7, p. 1699-1702, 2006. MOFFETT, Ashley; LOKE, Charlie. Immunology of placentation in eutherian mammals. Nature Reviews Immunology, v. 6, n. 8, p. 584-594, 2006. PRETZER, S. D. Canine embryonic and fetal development: A review. Theriogenology, v. 70, n. 3, p. 300-303, 2008. SENGER, Phillip L. et al. Pathways to pregnancy and parturition. Current Conceptions, Inc., 1615 NE Eastgate Blvd., 2012. SOZEN, Berna; CAN, Alp; DEMIR, Necdet. Cell fate regulation during preimplantation development: a view of adhesion-linked molecular interactions. Developmental biology, v. 395, n. 1, p. 73-83, 2014. SPENCER, Thomas E. et al. Pregnancy recognition and conceptus implantation in domestic ruminants: roles of progesterone, interferons and endogenous retroviruses. Reproduction, fertility and development, v. 19, n. 1, p. 65-78, 2006. VERSTEGEN-ONCLIN, K.; VERSTEGEN, J. Endocrinology of pregnancy in the dog: a review. Theriogenology, v. 70, n. 3, p. 291-299, 2008. WOODING, Peter; BURTON, Graham. Comparative placentation: structures, functions and evolution. Springer Science & Business Media, 2008. FIXAÇÃO DO ASSUNTO -/- 1. Defina e diferencie os processos de desenvolvimento embrionário precoce, alonga- mento e gastrulação. -/- 2. O que é implantação? Caracterize as fases do processo de implantação. -/- 3. Qual a importância do acúmulo de líquido no interior do blastocele? Qual a importân- cia da eclosão do blastocisto? -/- 4. Caracterize os três tipos de implantação e, depois, explique e diferencie os meios de implantação nas fêmeas domésticas. -/- 5. Defina e caracterize os meios de reconhecimento materno da gestação (RMG) nos animais domésticos. -/- 6. O que diferencia o RMG em ruminantes e suínos? -/- 7. Qual o papel do estradiol no RMG em porcas? O que ocorre quando a porca não fica gestante? -/- 8. Explique o RMG em cães e gatos. -/- 9. Defina placentação e sua importância para a reprodução dos animais domésticos. -/- 10. Quais são as classificações da placentação? Classifique a placentação das fêmeas domésticas. -/- 11. Caracterize e diferencie o processo de placentação em fêmeas domésticas. -/- 12. Observe a figura e responda o que se pede:. (shrink)

PRINCÍPIOS DA DIGESTÃO DOS ALIMENTOS NOS BEZERROS -/- -/- E. I. C. da Silva -/- Departamento de Agropecuária – IFPE Campus Belo Jardim -/- Departamento de Zootecnia – UFRPE sede -/- -/- PRINCÍPIOS DA DIGESTÃO DOS ALIMENTOS NOS BEZERROS -/- -/- INTRODUÇÃO -/- Se todos os bezerros pudessem ser criados por suas mães, haveria pouca necessidade de inúmeros livros, artigos e trabalhos, como esse, sobre a criação e o manejo básico desses animais. A maioria das vacas desempenha um ótimo papel (...) na criação dos seus descendentes, desde que sejam tomados os devidos cuidados com relação a alimentação, saúde e a outros aspectos relativos à criação desses neonatos. A essência da pecuária bovina relativa à criação de bezerros é manter esses animais vivos e aptos o suficiente para desempenhar atividades produtivas de grande importância na propriedade. Para tanto, os criadores necessitam entender o desenvolvimento do trato digestivo do bezerro e os conceitos básicos da digestão dos alimentos por ele, e é isso que pretendo aclarar de forma clara e concisa com esse trabalho. -/- -/- 1.1 O TRATO DIGESTIVO DO BEZERRO -/- Um animal adulto necessita de quatro estômagos funcionais para dar-lhe a capacidade de utilizar a ampla gama de alimentos disponíveis. -/- O retículo e o rúmen abrigam milhões de micróbios que fermentam e digerem o material vegetal, em especial às presentes nas forragens. O omaso permite a absorção de água do conteúdo do intestino. O abomaso, ou quarto estômago, é o verdadeiro estômago, comparável ao dos humanos, e permite a digestão ácida dos alimentos. -/- O bezerro muito jovem não desenvolve a capacidade de digerir o pasto, sendo assim o abomaso é o único estômago funcional ao nascer. Tanto os animais recém-nascidos como os adultos têm um intestino delgado funcional que permite a digestão alcalina dos alimentos. -/- A figura 1 ilustra a anatomia dos estômagos e intestino delgado de um bezerro recém-nascido. Esse diagrama esquemático mostra as dimensões relativas dos quatro estômagos, o sulco esofágico, que vai do esôfago até o abomaso, e o esfíncter pilórico ou válvula no fundo do abomaso, que controla a velocidade de movimento do conteúdo do intestino no duodeno. -/- O omaso e o abomaso representam cerca de 70% da capacidade total do estômago no bezerro recém-nascido. Por outro lado, nas vacas adultas, eles compõem apenas 30% da capacidade total do estômago (figura 2). -/- A digestão dos alimentos é auxiliada pela secreção de certos produtos químicos denominados enzimas, que estão presentes nas várias partes do intestino. Por exemplo, os bezerros produzem a enzima renina na parede do abomasal para auxiliar na digestão das proteínas do leite, enquanto a lactase é produzida na parede do duodeno para a digestão do açúcar do leite (lactose). Estas enzimas operam mais eficazmente em diferentes níveis de acidez no conteúdo do intestino, ácido no abomaso e alcalino no duodeno. Para conseguir isso, o bezerro segrega eletrólitos, ou sais minerais, com as enzimas, para mudar o conteúdo do intestino de um tipo para outro. -/- Os produtos finais da digestão dos diferentes componentes dos alimentos são absorvidos através da parede do intestino, mediante as vilosidades intestinais, para a corrente sanguínea, onde são levados para as diferentes partes do corpo para o crescimento e desenvolvimento do animal. -/- -/- 1.2 O BEZERRO ALIMENTADO COM LEITE -/- O Leite ou substituto do leite, quer seja apreendido através de uma teta ou bebido de um balde, é canalizado do esôfago através do sulco esofágico para o abomaso. Este sulco é um pequeno canal na parede do rúmen que é controlado por músculos que permitem que os líquidos sejam diretamente enviados para o abomaso e que não entrem no rúmen. O sulco é ativado em resposta a diferentes estímulos. Funciona bem quando os bezerros amamentam-se através das tetas das mães, mas às vezes não funciona quando bebem de um balde. Essa parece ser uma condição psicológica em resposta aos bezerros separados de suas mães. A maioria dos bezerros podem ser treinados pelo tratador para beber o leite do balde rapidamente e bem, a metodologia empregada é a da persuasão do animal, ao qual o mesmo possa responder positivamente à nova rotina diária e à mãe substituta na forma do criador do bezerro. Quando o leite ou o substituto do leite entra no abomaso, forma um coágulo firme dentro de alguns minutos sob a influência das enzimas renina e pepsina. Este é o mesmo processo envolvido na fabricação de queijo ou junket, usando renina para coagular a proteína do leite. A coagulação do leite retarda a taxa em que flui para fora do abomaso, permitindo assim uma liberação constante de nutrientes alimentares em todo o intestino e, eventualmente, para a corrente sanguínea. Pode levar de 12 a 18 horas para que a coalhada de leite seja totalmente digerida. -/- As enzimas que atuam nas proteínas do leite requerem um ambiente ácido e esse é fornecido pela secreção do ácido clorídrico no abomaso. No entanto, até que a digestão ácida esteja operando de forma eficiente, e isso pode levar até sete dias, a única forma de proteína que pode ser digerida é a caseína. Não há substituto para a caseína no bezerro muito jovem. Os substitutos do leite que contêm outras formas de proteína não podem ser devidamente digeridos até que os bezerros sejam mais velhos. Logo, é necessário muito cuidado para não fornecer substitutos ou sucedâneos que contenham fontes proteicas que não possam ser digeridas pelo estômago do animal, para que não ocasione complicações gastrintestinais. -/- A digestão do leite pode ser melhorada com a inclusão de coalho, que pode ser obtido a partir de fábricas de queijo ou aditivos comerciais de leite de bezerro para a primeira semana ou mais. Esses produtos comerciais podem fornecer ácidos adicionais para reduzir o pH abomasal e incrementar a quantidade de enzimas e bactérias específicas para aumentar a taxa de degradação da coalhada de leite. Tais aditivos são chamados probióticos, na medida em que ajudam nos processos digestivos normais. A pesquisa nem sempre os encontrou para melhorar o desempenho e a saúde dos bezerros, e eles são mais propensos a ser benéficos quando os bezerros estão sofrendo de problemas de saúde. Além disso, a sua eficácia, em termos de custo-benefício é, por vezes, questionada. -/- Qualquer leite de uma alimentação anterior está envolvido neste coágulo recém-formado. As proteínas líquidas de soro de leite e a lactose são rapidamente separadas da coalhada de leite e passam para o abomaso. A gordura do leite contida na coalhada de leite é decomposta por outra enzima, a lipase. Esta é secretado na boca pela saliva e incorporada quando o leite é engolido. A alimentação pelas tetas em vez da alimentação através do balde parece produzir mais saliva e, portanto, mais lipase. A digestão adicional da proteína do leite e da gordura ocorre no duodeno com a ajuda das enzimas produzidas no pâncreas. -/- A lactose, que é rapidamente liberada da coalhada de leite no abomaso, é dividida em glicose e galactose e estas são absorvidas na corrente sanguínea para formar a principal fonte de energia para os bezerros jovens. -/- As gorduras são divididas em ácidos graxos e glicerol para absorção e uso como energia, enquanto as proteínas são divididas em aminoácidos e peptídeos para absorção e uso como fontes de proteína corporal. -/- O amido de cereais, por exemplo, é uma importante fonte de energia em bezerros mais velhos, mas esses animais, nas suas primeiras semanas de vida, não conseguem digerir o amido. -/- O abomaso não é ácido até que o bezerro tenha 1-2 dias de idade e isso apresenta vantagens e desvantagens. A principal vantagem é que as proteínas imunes no colostro não podem ser digeridas nesse compartimento estomacal, por isso são absorvidas na corrente sanguínea na mesma forma quando produzidas pela vaca. Isso garante o seu papel como anticorpos para proteger contra as doenças e infecções. A baixa acidez do conteúdo abomasal no bezerro recém-nascido constitui um risco potencial das bactérias (e provavelmente vírus) tomadas através da boca. Estes não serão mortos pela digestão ácida, sendo assim podem passar para os intestinos, onde podem fazer mal ao bezerro recém-nascido. -/- Todos os bezerros pegam bactérias nos primeiros dias de vida e isso é essencial para o desenvolvimento normal do rúmen (flora microbiana). No entanto, a primeira bactéria a colonizar o intestino também pode causar danos. Desde que o bezerro tenha bebido colostro, os anticorpos maternos podem controlar a propagação dessas bactérias mais nocivas. -/- O bezerro alimentado com leite deve, então, produzir uma digestão ácida no abomaso e uma digestão alcalina no duodeno. Isto é conseguido pela produção de eletrólitos na parede do intestino. -/- Bezerros que sofrem de escoriações devido a distúrbios nutricionais ou infecções bacterianas podem perder grandes quantidades de água e eletrólitos em suas fezes. Estes devem ser reabastecidos como parte do tratamento para as escoriações. -/- O colostro é o primeiro leite produzido por vacas recém-paridas. Além de fornecer nutrientes essenciais para a alimentação animal, fornece anticorpos maternos que permitem a transferência passiva de imunidade contra doenças. As recomendações para a alimentação com colostro serão abordadas brevemente em outro trabalho. -/- -/- 1.3 DESENVOLVIMENTO DO RÚMEN E O PROCESSO DE DESMAME -/- Quando os bezerros são desmamados, o custo da criação diminui acentuadamente. Os custos de alimentação são mais baixos, os insumos de trabalho são reduzidos e a incidência de problemas de saúde é menor. No sentido econômico, faz sentido desmamar os bezerros assim que for razoável. No entanto, o bezerro é forçado a sofrer várias mudanças dramáticas, a saber: -/-  A fonte primária de nutrientes muda de líquido para sólido. -/-  A quantidade de matéria seca que o bezerro recebe é reduzida. -/-  O bezerro deve adaptar-se de um tipo monogástrico a um ruminante de digestão, que inclui a fermentação de alimentos. -/-  Mudanças na habitação e no manejo muitas vezes ocorrem em torno do desmame, o que pode aumentar o estresse. -/- Ao nascer, o rúmen é uma parte pequena e estéril do intestino que, ao desmame deve se tornar o compartimento mais importante dos quatro estômagos. Deve aumentar em tamanho, atividade metabólica interna e fluxo sanguíneo externo. Os cinco requisitos para o desenvolvimento ruminal são: -/-  Estabelecimento de bactérias. -/-  Líquido. -/-  Saída de material (ação muscular). -/-  Capacidade absortiva do tecido. -/-  Substrato para permitir o crescimento bacteriano, tais como minerais reciclados, bem como nutrientes para alimentação. -/- Antes do consumo de alimentos sólidos, as bactérias existentes fermentam o cabelo ingerido, o estrato e o leite que flui do abomaso para o rúmen. A maior parte da água que entra no rúmen provém da água livre (água real não contida no leite ou na solução substituta do leite). O leite contornará o rúmen através do sulco esofágico, enquanto a água livre não. -/- O rúmen se desenvolve a partir de um órgão muito pequeno em bezerros recém-nascidos (1-2 L) para a parte mais importante do intestino (25-30 L) por 3 meses de idade. Ele pode aumentar muito rapidamente durante as primeiras semanas de vida, dado o manejo da alimentação direita. -/- O crescimento do rúmen ocorre apenas sob a influência dos produtos finais da digestão no mesmo, que resultam da fermentação de alimentos sólidos pelos micróbios presentes nesse compartimento. O desenvolvimento ocorre em grande parte através do crescimento das papilas ruminais (figura 5 e 6) na parede ruminal (estruturas semelhantes a folhas na superfície interna), que aumentam a área superficial do rúmen e, portanto, a sua capacidade de absorver estes produtos finais de digestão. Portanto, os concentrados favorecem melhor o desenvolvimento dessas papilas ruminais. Para tanto, é necessário, com um tempo, ir incrementando a dieta sólida gradativamente para que esses animais deixem de consumir o leite das vacas produtoras e possam alimentar-se de ração e pastagens, que é a finalidade da criação de bovinos, ou seja, criar animais com menor custo possível e engordá-los através de ração, mas principalmente de pastagens. -/- A capacidade do rúmen e a ingestão de alimentos sólidos estão intimamente relacionadas. O desenvolvimento do rúmen é muito lento em bezerros alimentados com grandes quantidades de leite. O leite satisfaz seus apetites para que eles não tenham fome suficiente para comer qualquer alimento sólido. Logo, é necessário diminuir paulatinamente o fornecedor do leite para esses animais, favorecendo a ingestão de alimentos sólidos e desenvolvendo o rúmen, estômago que digere as fibras das forragens e que os tona animais peculiares. -/- A ruminação pode ocorrer com cerca de 2 semanas de idade e é uma boa indicação de que o rúmen está se desenvolvendo. Alimentos sólidos, bem como a ruminação, estimulam a produção de saliva e isso fornece nutrientes como ureia e bicarbonato de sódio para produzir os substratos para o crescimento e desenvolvimento da flora bacteriana. -/- No desmame precoce, é importante limitar a quantidade de leite oferecida e a sua disponibilidade durante todo o dia. Também é essencial fornecer alimentos sólidos. Os grosseiros (de baixa ou alta qualidade) devem ser oferecidos em combinação com concentrados de alta qualidade. -/- O criador deve tomar cuidado com o fornecimento de alimentos como a ração farelada, uma vez que essa ração pode entrar pelas vias nasais e ocasionar complicações respiratórias; há alguns relatos de bezerros mortos após a ingestão de ração farelada, na autópsia de um dos casos foi diagnosticada uma morte por esses grãos farelados presentes no pulmão. Portanto, para evitar complicações o ideal é que se forneça uma ração denominada peletizada. -/- Os alimentos grosseiros (volumosos) estimulam o desenvolvimento do rúmen, enquanto os concentrados fornecem nutrientes para a alimentação animal que não são fornecidos pelas quantidades limitadas de leite oferecidas. Sem os concentrados, o crescimento dos bezerros é lento, mas o rúmen ainda se desenvolve, resultando em animais barrigudos. -/- A ureia fornece nitrogênio para os micróbios, enquanto o bicarbonato de sódio atua como um tampão ruminal, ajudando a manter um pH estável no conteúdo do rúmen. Isso é, particularmente, importante quando os bezerros comem grandes quantidades de grãos de cereais na vida adulta, pois os micróbios do rúmen podem produzir muito ácido lático durante a fermentação desse material. -/- Envenenamento por grãos ou acidose ocorre quando os níveis de ácido lático são excessivamente elevados e tornam-se tóxicos para os micróbios do rúmen e, eventualmente, para o animal. Assim como os produtos finais que são absorvidos através da parede do rúmen, a fermentação microbiana produz os gases dióxido de carbono e metano e estes são normalmente exalados. Quando algo impede a fuga destes gases do rúmen, o inchaço pode se manifestar em qualquer fase da vida, diz-se do animal estufado. -/- -/- 1.4 O PAPEL DA FORRAGEM NO PROCESSO DE DESMAME -/- Existem inúmeras controvérsias acerca do papel da forragem no processo de desmame. Pesquisas realizadas na década de 1980 indicaram claramente que a forragem era benéfica, enquanto pesquisas da década de 1990 descobriram que nem sempre era necessário o fornecimento da forragem para que os bezerros fossem desmamados e que não sofresse estresse e nem apresentasse baixa eficiência produtiva e reprodutiva no futuro. Na maioria das pesquisas anteriores, os bezerros eram desmamados com a oferta de concentrados moídos como pellets com ou sem a presença de feno longo ou palha. Porém, a inclusão de forragens na dieta melhorou a ingestão e o desempenho, além de permitir o desmame precoce. -/- Na pesquisa posterior, os bezerros geralmente alimentavam-se de concentrados grosseiramente moídos, além de alguns volumosos, enquanto alguns até incluíam volumosos picados finos na mistura (às vezes chamados de mistura muesli por apresentar o capim e a ração). Nesses estudos, verificou-se que a inclusão de feno ou palha adicional teve pouco efeito no desempenho pré-desmame. -/- Os sistemas de criação de bezerros australianos frequentemente diferem dos demais, especialmente em áreas de parto sazonais. Um número excessivo elevado de bezerros precisam ser criados de uma só vez para lhes fornecer, a todos, currais individuais durante todo o seu período de amamentação. Consequentemente, os bezerros são criados em grupos. Além disso, os ingredientes da maioria dos concentrados para esses animais são finamente moídos. Nessas situações, descobriu-se que a palha limpa é um alimento útil e que deve ser incluso no período pré-desmame. Alguns agricultores preferem feno de boa qualidade, porém estes agricultores geralmente têm bezerros em grupos muito pequenos, muitas vezes um ou dois, por isso possuem maior controle sobre a ingestão de forragem. -/- Figura 7: A alimentação volumosa de bezerros alimentados com leite é uma questão controversa. Imagem cedida pelo IPA -/- É difícil e, portanto, mais caro que os produtores de rações incorporem feno picado nas refeições dos bezerros. Os pellets são muito mais fáceis, pois eles vão fluir para silos. Por fim, os produtores de leite devem incluir o componente volumoso no regime alimentar pré-desmame. A pastagem não é a fonte ideal de forragem volumosa para os bezerros alimentados com leite, uma vez que possui muito pouca fibra e uma baixa densidade de energia alimentar. O seu elevado teor de água limita a sua capacidade de fornecer energia alimentar adequada aos animais em crescimento. Para ingerir a pastagem a capacidade ruminal deveria ser maior, bezerros jovens simplesmente não conseguem comer pasto suficiente, a menos que seja de alta em qualidade. -/- Os bezerros criados com leite e fornecimento gradual de concentrados apresentam uma boa função ruminal às 3 semanas de vida, além de possuírem uma suficiente capacidade ruminal para o desmame entre às 4-6 semanas de idade. No entanto, se a dieta for baseada em leite restrito e pastagem de alta qualidade, a capacidade do rúmen pode não ser suficiente para o desmame até às 8-10 semanas de vida. Mesmo assim, as taxas de crescimento seriam menores em bezerros desmamados com base alimentar somente à pasto, uma vez que a ingestão de energia é insuficiente devido às limitações físicas da capacidade ruminal. -/- Se a qualidade for muito boa e produza apetite, os bezerros preferem volumosos ao invés do concentrado, o que leva a uma ingestão reduzida de nutrientes durante alimentação, tendo como efeito um crescimento mais lento. Quando volumosos e concentrados fornecem apetite no animal, juntamente com o leite limitado, os bezerros podem comer cerca de 10% de palha e 90% de concentrados. Sem o volumoso e a ruminação resultante, o desenvolvimento do rúmen será mais lento devido à falta de saliva e produtos finais da digestão de fibras presentes na parede celular das forragens. -/- -/- REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS -/- -/- BEN ASHER, Aharon. Manual de cría de becerras. Zaragoza: Acribia, 1999. -/- BITTAR, Carla Maris Machado; PORTAL, Rafaela Nunes Sanchez; PEREIRA, Anna Carolina Fett da Cunha. Criação de bezerras leiteiras. Piracicaba: EDUSP, 2018. -/- BLUM, J. W. Nutritional physiology of neonatal calves. Journal of animal physiology and animal nutrition, v. 90, n. 1‐2, p. 1-11, 2006. -/- CAMPOS, OF de. Criação de bezerros até a desmama. Coronel Pacheco: EMBRAPA/CNPGL, 1985. -/- COELHO, S. G. Criação de bezerros. II Simpósio Mineiro de Buiatria, Anais., Belo Horizonte, 2005. -/- DAVIS, Carl L. et al. The development, nutrition, and management of the young calf. Iowa State University Press, 1998. -/- DE OLIVEIRA, Juliana Silva; DE MOURA ZANINE, Anderson; SANTOS, Edson Mauro. Fisiologia, manejo e alimentação de bezerros de corte. Arquivos de Ciências Veterinárias e Zoologia da UNIPAR, v. 10, n. 1, 2007. -/- DRACKLEY, James K. Calf nutrition from birth to breeding. Veterinary Clinics of North America: Food Animal Practice, v. 24, n. 1, p. 55-86, 2008. -/- FERREIRA, Lucas Silveira et al. Desempenho animal e desenvolvimento do rúmen de bezerros leiteiros aleitados com leite integral ou sucedâneo. Boletim de Indústria Animal, v. 65, n. 4, p. 337-345, 2008. -/- GUILLOTEAU, P.; ZABIELSKI, R.; BLUM, J. W. Gastrointestinal tract and digestion in the young ruminant: ontogenesis, adaptations, consequences and manipulations. J Physiol Pharmacol, v. 60, n. Suppl 1, p. 37-46, 2009. -/- HUBER, J. T. Development of the digestive and metabolic apparatus of the calf. Journal of Dairy Science, v. 52, n. 8, p. 1303-1315, 1969. -/- LONGENBACH, J. I.; HEINRICHS, Arlyn Judson. A review of the importance and physiological role of curd formation in the abomasum of young calves. Animal feed science and technology, v. 73, n. 1-2, p. 85-97, 1998. -/- LOPES, Marcos Aurélio; VIEIRA, P. de F. Criação de bezerros leiteiros. Jaboticabal: Funep, 1998. -/- LUCCI, Carlos de Sousa. Bovinos leiteiros jovens: nutrição, manejo, doenças. São Paulo: Nobel, 1989. -/- ROY, James Henry Barstow et al. The calf. Boston: Butterworths., 1980. -/- SAVAGE, E. S.; MCCAY, C. M. The nutrition of calves; A review. Journal of Dairy Science, v. 25, n. 7, p. 595-650, 1942. -/- THIVEND, P.; TOULLEC, R.; GUILLOTEAU, P. Digestive adaptation in the preruminant. In: Digestive physiology and metabolism in ruminants. Springer, Dordrecht, 1980. p. 561-585. (shrink)

There is, in some quarters, concern about high–level machine intelligence and superintelligent AI coming up in a few decades, bringing with it significant risks for humanity. In other quarters, these issues are ignored or considered science fiction. We wanted to clarify what the distribution of opinions actually is, what probability the best experts currently assign to high–level machine intelligence coming up within a particular time–frame, which risks they see with that development, and how fast they see these developing. We thus (...) designed a brief questionnaire and distributed it to four groups of experts in 2012/2013. The median estimate of respondents was for a one in two chance that high-level machine intelligence will be developed around 2040-2050, rising to a nine in ten chance by 2075. Experts expect that systems will move on to superintelligence in less than 30 years thereafter. They estimate the chance is about one in three that this development turns out to be ‘bad’ or ‘extremely bad’ for humanity. (shrink)

A discussion of a number of ways that information can be present in a computer program without being explicitly represented.

Some contextually sensitive expressions are such that their context independent conventional meanings need to be in some way supplemented in context for the expressions to secure semantic values in those contexts. As we’ll see, it is not clear that there is a paradigm here, but ‘he’ used demonstratively is a clear example of such an expression. Call expressions of this sort supplementives in order to highlight the fact that their context independent meanings need to be supplemented in context for them (...) to have semantic values relative to the context. Many philosophers and linguists think that there is a lot of contextual sensitivity in natural language that goes well beyond the pure indexicals and supplementives like ‘he’. Constructions/expressions that are good candidates for being contextually sensitive include: quantifiers, gradable adjectives including “predicates of personal taste”, modals, conditionals, possessives and relational expressions taking implicit arguments. It would appear that in none of these cases does the expression/construction in question have a context independent meaning that when placed in context suffices to secure a semantic value for the expression/construction in the context. In each case, some sort of supplementation is required to do this. Hence, all these expressions are supplementives in my sense. For a given supplementive, the question arises as to what the mechanism is for supplementing its conventional meanings in context so as to secure a semantic value for it in context. That is, what form does the supplementation take? The question also arises as to whether different supplementives require different kinds of supplementation. Let us call an account of what, in addition to its conventional meaning, secures a semantic value for a supplementive in context a metasemantics for that supplementive. So we can put our two questions thus: what is the proper metasemantics for a given supplementive; and do all supplementives have the same metasemantics? In the present work, I sketch the metasemantics I formulated for demonstratives in earlier work. Next, I briefly consider a number of other supplementives that I think the metasemantics I propose plausibly applies to and explain why I think that. Finally, I consider the prospects for extending the account to all supplementives. In so doing, I take up arguments due to Michael Glanzberg to the effect that supplementives are governed by two different metasemantics and attempt to respond to them. (shrink)

Will future lethal autonomous weapon systems (LAWS), or ‘killer robots’, be a threat to humanity? The European Parliament has called for a moratorium or ban of LAWS; the ‘Contracting Parties to the Geneva Convention at the United Nations’ are presently discussing such a ban, which is supported by the great majority of writers and campaigners on the issue. However, the main arguments in favour of a ban are unsound. LAWS do not support extrajudicial killings, they do not take responsibility away (...) from humans; in fact they increase the abil-ity to hold humans accountable for war crimes. Using LAWS in war would probably reduce human suffering overall. Finally, the availability of LAWS would probably not increase the probability of war or other lethal conflict—especially as compared to extant remote-controlled weapons. The widespread fear of killer robots is unfounded: They are probably good news. (shrink)

In her 2004 book Carol Gould addresses the fundamental issue of democratizing globalization, that is to say of finding ways to open transnational institutions and communities to democratic participation by those widely affected by their decisions. The book develops a framework for expanding participation in crossborder decisions, arguing for a broader understanding of human rights and introducing a new role for the ideas of care and solidarity at a distance. Reinterpreting the idea of universality to accommodate a multiplicity of cultural (...) perspectives, the author takes up a number of applied issues, including the persistence of racism, cultural rights, women's human rights, the democratic management of firms, the use of the Internet to enhance political participation, and the importance of empathy and genuine democracy in understanding terrorism and responding to it. Accessibly written with a minimum of technical jargon this is a major contribution to political philosophy. (shrink)

In common with traditional forms of epistemic internalism, epistemological disjunctivism attempts to incorporate an awareness condition on justification. Unlike traditional forms of internalism, however, epistemological disjunctivism rejects the so-called New Evil Genius thesis. In so far as epistemological disjunctivism rejects the New Evil Genius thesis, it is revisionary. -/- After explaining what epistemological disjunctivism is, and how it relates to traditional forms of epistemic internalism / externalism, I shall argue that the epistemological disjunctivist’s account of the intuitions underlying the New (...) Evil Genius thought experiment is at best incomplete. As presented, therefore, epistemological disjunctivism is unable to accommodate the core guiding intuitions of epistemic internalism. Given the stated aim of not being revisionary on this score, the view is at a dialectical disadvantage over the traditional forms of epistemic internalism the position is meant to replace. Unfortunately, therefore, at present, the impasse between internalism and externalism remains. (shrink)

This paper investigates the prospects of Rodney Brooks’ proposal for AI without representation. It turns out that the supposedly characteristic features of “new AI” (embodiment, situatedness, absence of reasoning, and absence of representation) are all present in conventional systems: “New AI” is just like old AI. Brooks proposal boils down to the architectural rejection of central control in intelligent agents—Which, however, turns out to be crucial. Some of more recent cognitive science suggests that we might do well to dispose of (...) the image of intelligent agents as central representation processors. If this paradigm shift is achieved, Brooks’ proposal for cognition without representation appears promising for full-blown intelligent agents—Though not for conscious agents. (shrink)

The contribution of the body to cognition and control in natural and artificial agents is increasingly described as “off-loading computation from the brain to the body”, where the body is said to perform “morphological computation”. Our investigation of four characteristic cases of morphological computation in animals and robots shows that the ‘off-loading’ perspective is misleading. Actually, the contribution of body morphology to cognition and control is rarely computational, in any useful sense of the word. We thus distinguish (1) morphology that (...) facilitates control, (2) morphology that facilitates perception and the rare cases of (3) morphological computation proper, such as ‘reservoir computing.’ where the body is actually used for computation. This result contributes to the understanding of the relation between embodiment and computation: The question for robot design and cognitive science is not whether computation is offloaded to the body, but to what extent the body facilitates cognition and control – how it contributes to the overall ‘orchestration’ of intelligent behaviour. (shrink)

Cognitive penetration of perception is the idea that what we see is influenced by such states as beliefs, expectations, and so on. A perceptual belief that results from cognitive penetration may be less justified than a nonpenetrated one. Inferentialism is a kind of internalist view that tries to account for this by claiming that some experiences are epistemically evaluable, on the basis of why the perceiver has that experience, and the familiar canons of good inference provide the appropriate standards by (...) which experiences are evaluated. I examine recent defenses of inferentialism by Susanna Siegel, Peter Markie, and Matthew McGrath and argue that the prospects for inferentialism are dim. (shrink)

I argue that the conjunction of perdurantism (the view that objects are temporally extended) and universalism (the thesis that any old class of things has a mereological fusion) gives rise to undesired complications when combined with certain plausible assumptions concerning the semantics of tensed statements.

The philosophy of AI has seen some changes, in particular: 1) AI moves away from cognitive science, and 2) the long term risks of AI now appear to be a worthy concern. In this context, the classical central concerns – such as the relation of cognition and computation, embodiment, intelligence & rationality, and information – will regain urgency.

The role of evolutionary theory at the origin of life is an extensively debated topic. The origin and early development of life is usually separated into a prebiotic phase and a protocellular phase, ultimately leading to the Last Universal Common Ancestor. Most likely, the Last Universal Common Ancestor was subject to Darwinian evolution, but the question remains to what extent Darwinian evolution applies to the prebiotic and protocellular phases. In this review, we reflect on the current status of evolutionary theory (...) in origins of life research by bringing together philosophy of science, evolutionary biology, and empirical research in the origins field. We explore the various ways in which evolutionary theory has been extended beyond biology; we look at how these extensions apply to the prebiotic development of (proto)metabolism; and we investigate how the terminology from evolutionary theory is currently being employed in state-of-the-art origins of life research. In doing so, we identify some of the current obstacles to an evolutionary account of the origins of life, as well as open up new avenues of research. (shrink)

What should we make of claims by members of other groups to have moralities different from our own? Human Rights in Chinese Thought gives an extended answer to this question in the first study of its kind. It integrates a full account of the development of Chinese rights discourse - reaching back to important, though neglected, origins of that discourse in 17th and 18th century Confucianism - with philosophical consideration of how various communities should respond to contemporary Chinese claims about (...) the uniqueness of their human rights concepts. The book elaborates a plausible kind of moral pluralism and demonstrates that Chinese ideas of human rights do indeed have distinctive characteristics, but it nonetheless argues for the importance and promise of cross-cultural moral engagement. (shrink)

Outside of philosophy, ‘intuition’ means something like ‘knowing without knowing how you know’. Intuition in this broad sense is an important epistemological category. I distinguish intuition from perception and perception from perceptual experience, in order to discuss the distinctive psychological and epistemological status of evaluative property attributions. Although it is doubtful that we perceptually experience many evaluative properties and also somewhat unlikely that we perceive many evaluative properties, it is highly plausible that we intuit many instances of evaluative properties as (...) such. The resulting epistemological status of evaluative property attributions is very much like it would be if we literally perceived such properties. (shrink)

In general, epistemic internalists hold that an individual’s justification for a belief is exhausted by her reflectively accessible reasons for thinking that the contents of her beliefs are true. Applying this to the epistemology of testimony, a hearer’s justification for beliefs acquired through testimony is exhausted by her reflectively accessible reasons to think that the contents of the speaker’s testimony is true. A consequence of internalism is that subjects that are alike with respect to their reflectively accessible reasons are alike (...) with respect to what they have justification to believe. Testimony should be thought no different: hearers that are alike with respect to reflectively accessible reasons to think that a speaker’s testimony is true are alike with respect to their justification for beliefs based upon that testimony. But it has been recently argued that this view faces powerful counterexamples. So the central question is this: assuming that a hearer can acquire justification to believe a proposition through the testimony of a speaker, can epistemic internalism provide the resources to explain how such justification is possible? My aim in this paper is to address these counterexamples, and in so doing, defend epistemic internalist accounts of testimony. (shrink)

We rely on language to know the minds of others, but does language have a role to play in knowing our own minds? To suppose it does is to look for a connection between mastery of a language and the epistemic relation we bear to our inner lives. What could such a connection consist in? To explore this, I shall examine strategies for explaining self-knowledge in terms of the use we make of language to express and report our mental states. (...) Success in these strategies will depend on the view we take of speakers' understanding of the words they use to speak their minds. The key is to avoid circularity in the account of how they know what they mean; for if knowing what one is saying in speaking a language provides a means of knowing one's own mind, it cannot simply be a part of it. I shall look at ways in which we might proceed here, and examine whether the strategy can make room for a genuinely first-person point of view. But first let me try to motivate the problem of self-knowledge. (shrink)

There are two ways of understanding the notion of a contradiction: as a conjunction of a statement and its negation, or as a pair of statements one of which is the negation of the other. Correspondingly, there are two ways of understanding the Law of Non-Contradiction (LNC), i.e., the law that says that no contradictions can be true. In this paper I offer some arguments to the effect that on the first (collective) reading LNC is non-negotiable, but on the second (...) (distributive) reading it is perfectly plausible to suppose that LNC may, in some rather special and perhaps undesirable circumstances, fail to hold. (shrink)

The theory that all processes in the universe are computational is attractive in its promise to provide an understandable theory of everything. I want to suggest here that this pancomputationalism is not sufficiently clear on which problem it is trying to solve, and how. I propose two interpretations of pancomputationalism as a theory: I) the world is a computer and II) the world can be described as a computer. The first implies a thesis of supervenience of the physical over computation (...) and is thus reduced ad absurdum. The second is underdetermined by the world, and thus equally unsuccessful as theory. Finally, I suggest that pancomputationalism as metaphor can be useful. – At the Paderborn workshop in 2008, this paper was presented as a commentary to the relevant paper by Gordana Dodig-Crnkovic " Info-Computationalism and Philosophical Aspects of Research in Information Sciences". (shrink)

Stewart Cohen argues that much contemporary epistemological theorizing is hampered by the fact that ‘epistemic justification’ is a term of art and one that is never given any serious explication in a non-tendentious, theory-neutral way. He suggests that epistemologists are therefore better off theorizing in terms of rationality, rather than in terms of ‘epistemic justification’. Against this, I argue that even if the term ‘epistemic justification’ is not broadly known, the concept it picks out is quite familiar, and partly because (...) it’s a term of art, justification talk is a better vehicle for philosophical theorizing. ‘Rational’ is too unclear for our philosophical purposes, and the fact that ‘epistemic justification’ gets fleshed out by appeal to substantive, controversial theses is no obstacle to its playing the needed role in epistemological theorizing. (shrink)

Mereotopology is today regarded as a major tool for ontological analysis, and for many good reasons. There are, however, a number of open questions that call for an answer. Some are philosophical, others have direct applicative import, but all are crucial for a proper assessment of the strengths and limits of mereotopology. This paper is an attempt to put sum order in this area.

Some environmental ethicists and economists argue that attributing infinite value to the environment is a good way to represent an absolute obligation to protect it. Others argue against modelling the value of the environment in this way: the assignment of infinite value leads to immense technical and philosophical difficulties that undermine the environmentalist project. First, there is a problem of discrimination: saving a large region of habitat is better than saving a small region; yet if both outcomes have infinite value, (...) then decision theory prescribes indifference. Second, there is a problem of swamping probabilities: an act with a small but positive probability of saving an endangered species appears to be on par with an act that has a high probability of achieving this outcome, since both have infinite expected value. Our paper shows that a relative concept of infinite value can be meaningfully defined, and provides a good model for securing the priority of the natural environment while avoiding the failures noted by sceptics about infinite value. Our claim is not that the relative infinity utility model gets every detail correct, but rather that it provides a rigorous philosophical framework for thinking about decisions affecting the environment. (shrink)

This chapter analyzes the concept of an event and of event representation as an umbrella notion. It provides an overview of different ways events have been dealt with in philosophy, linguistics, and cognitive science. This variety of positions has been construed in part as the result of different descriptive and explanatory projects. It is argued that various types of notions — common-sense, theoretically revised, scientific, and internalist psychological — be kept apart.

Cognition is commonly taken to be computational manipulation of representations. These representations are assumed to be digital, but it is not usually specified what that means and what relevance it has for the theory. I propose a specification for being a digital state in a digital system, especially a digital computational system. The specification shows that identification of digital states requires functional directedness, either for someone or for the system of which it is a part. In the case or digital (...) representations, to be a token of a representational type, where the function of the type is to represent. [An earlier version of this paper was discussed in the web-conference "Interdisciplines" https://web.archive.org/web/20100221125700/http://www.interdisciplines.org/adaptation/papers/7 ]. (shrink)

The semantics of our event talk is a complex affair. What is it that we are talking about when we speak of Brutus’s stabbing of Caesar? Exactly where and when did it take place? Was it the same event as the killing of Caesar? Some take questions such as these to be metaphysical questions. I think they are questions of semantics—questions about the way we talk and about what we mean. And I think that this conflict between metaphysic and semantic (...) concerns is indicative of a “deep indeterminacy” (Bennett’s phrase) in our event concept. We do talk about events; but what events a statement is about is not something that can be inferred from the event names we use; it depends heavily (more heavily than with ordinary material objects) on local context and unprincipled intuitions. This paper illustrates this view in connection with two examples: the phenomenon of vagueness and the dispute over identity statements. (shrink)

In previous work, I introduced a complete axiomatization of classical non-tautologies based essentially on Łukasiewicz’s rejection method. The present paper provides a new, Hilbert-type axiomatization (along with related systems to axiomatize classical contradictions, non-contradictions, contingencies and non-contingencies respectively). This new system is mathematically less elegant, but the format of the inferential rules and the structure of the completeness proof possess some intrinsic interest and suggests instructive comparisons with the logic of tautologies.

In two recent papers, Michael Della Rocca accuses Descartes of reasoning circularly in the Fourth Meditation. This alleged new circle is distinct from, and more vicious than, the traditional Cartesian Circle arising in the Third Meditation. We explain Della Rocca’s reasons for this accusation, showing that his argument is invalid.

Religious belief and behavior raises the following two questions: (Q1) Does God, or any other being or state that is integral to various religious traditions, exist? (Q2) Why do humans have religious beliefs and engage in religious behavior? How one answers (Q2) can affect how reasonable individuals can be in accepting a particular answer to (Q1). My aim in this chapter is to carefully distinguish the various ways in which an answer to Q2 might affect the rationality of believing in (...) God. A literature has sprouted around this exact issue, but it has heretofore focused almost exclusively on one way in which a genealogy for p can affect the rationality of believing p – namely, by the genealogy functioning within a debunking argument. However, there are other ways a genealogy can affect the rationality of a belief. I suggest that we should be interested in whether genealogies more broadly cast doubt on religious beliefs. My main goal is: (i) to argue that CSR does not cast doubt on theistic belief in a few of the primary ways that propositions can cast doubt on other propositions, including via a debunking argument; and (ii) to suggest that one plausible way in which CSR might cast doubt on theistic belief is by undermining various traditional theistic reasons, and to illustrate how this might work with one example of a traditional theistic reason – religious experience. (shrink)

It is shown that a complete axiomatization of classical non-tautologies can be obtained by taking F (falsehood) as the sole axiom along with the two inference rules: (i) if A is a substitution instance of B, then A |– B; and (ii) if A is obtained from B by replacement of equivalent sentences, then A |– B (counting as equivalent the pairs {T, ~F}, {F, F&F}, {F, F&T}, {F, T&F}, {T, T&T}). Since the set of tautologies is also specifiable by (...) purely syntactic means, the resulting picture gives an improved syntactic account of classical sentential logic. The picture can then be completed by considering related systems that prove adequate to specify the set of contradictions, the set of non-contradictions, and the set of contingencies respectively. (shrink)

Floridi and Taddeo propose a condition of “zero semantic commitment” for solutions to the grounding problem, and a solution to it. I argue briefly that their condition cannot be fulfilled, not even by their own solution. After a look at Luc Steels' very different competing suggestion, I suggest that we need to re-think what the problem is and what role the ‘goals’ in a system play in formulating the problem. On the basis of a proper understanding of computing, I come (...) to the conclusion that the only sensible ground-ing problem is how we can explain and re-produce the behavioral ability and function of meaning in artificial computational agents. (shrink)

We propose the beginnings of a general theory of environments, of the parts or regions of space in which organisms live and move. We draw on two sources: on the one hand on recent work on the ontology of space; and on the other hand on work by ecological scientists on concepts such as territory, habitat, and niche. An environment is in first approximation a volume of space; it is a specific habitat, location, or site that is suitable or adequate (...) for given purposes (of foraging, resting, hunting, breeding, nesting, grooming) in the life of an organism or group of organisms. This spatial notion of environment can be drawn closer to biological and ecological science by taking account of the pertinent physical attributes realized within given spatial regions. (shrink)

This is the editorial for a special volume of JETAI, featuring papers by Omohundro, Armstrong/Sotala/O’Heigeartaigh, T Goertzel, Brundage, Yampolskiy, B. Goertzel, Potapov/Rodinov, Kornai and Sandberg. - If the general intelligence of artificial systems were to surpass that of humans significantly, this would constitute a significant risk for humanity – so even if we estimate the probability of this event to be fairly low, it is necessary to think about it now. We need to estimate what progress we can expect, what (...) the impact of superintelligent machines might be, how we might design safe and controllable systems, and whether there are directions of research that should best be avoided or strengthened. (shrink)

This paper investigates the view that digital hypercomputing is a good reason for rejection or re-interpretation of the Church-Turing thesis. After suggestion that such re-interpretation is historically problematic and often involves attack on a straw man (the ‘maximality thesis’), it discusses proposals for digital hypercomputing with Zeno-machines , i.e. computing machines that compute an infinite number of computing steps in finite time, thus performing supertasks. It argues that effective computing with Zeno-machines falls into a dilemma: either they are specified such (...) that they do not have output states, or they are specified such that they do have output states, but involve contradiction. Repairs though non-effective methods or special rules for semi-decidable problems are sought, but not found. The paper concludes that hypercomputing supertasks are impossible in the actual world and thus no reason for rejection of the Church-Turing thesis in its traditional interpretation. (shrink)

In this paper I explore a position on which it is possible to eliminate the need for postulating abstract objects through abstraction principles by treating terms for abstracta as ‘incomplete symbols’, using Russell's no-classes theory as a template from which to generalize. I defend views of this stripe against objections, most notably Richard Heck's charge that syntactic forms of nominalism cannot correctly deal with non-first-orderizable quantifcation over apparent abstracta. I further discuss how number theory may be developed in a system (...) treating apparent terms for numbers using these definitions. (shrink)

In ‘Towards a Solution to the Sorites Paradox’, Graham Priest gives us a new account of the sorites based on fuzzy logic. The novelty lies in the suggestion that truth-value assignments should themselves be treated as fuzzy objects, i.e., objects about which we can make fuzzy identity statements. I argue that Priest’s solution does not have the explanatory force that Priest advocates. That is, it does not explain why we find the existence of a cut-off point counter-intuitive. I also argue (...) that this sort of explanation calls for a general theory that goes beyond the special case of linguistic vagueness, for the phenomenon is at bottom not linguistic. (shrink)

This article examines a fundamental question of justice in global health. Is it ethically preferable to provide a larger number of people with cheaper treatments that are less effective (or more toxic), or to restrict treatments to a smaller group to provide a more expensive but more effective or less toxic alternative? We argue that choosing to provide less effective or more toxic interventions to a larger number of people is favored by the principles of utility, equality, and priority for (...) those worst-off. Advocates are mistaken to demand that medical care provided in low-income and middle-income countries should be the same as in high-income countries. (shrink)

I see four symbol grounding problems: 1) How can a purely computational mind acquire meaningful symbols? 2) How can we get a computational robot to show the right linguistic behavior? These two are misleading. I suggest an 'easy' and a 'hard' problem: 3) How can we explain and re-produce the behavioral ability and function of meaning in artificial computational agents?4) How does physics give rise to meaning?

Engineers fine-tune the design of robot bodies for control purposes, however, a methodology or set of tools is largely absent, and optimization of morphology (shape, material properties of robot bodies, etc.) is lagging behind the development of controllers. This has become even more prominent with the advent of compliant, deformable or ”soft” bodies. These carry substantial potential regarding their exploitation for control—sometimes referred to as ”morphological computation”. In this article, we briefly review different notions of computation by physical systems and (...) propose the dynamical systems framework as the most useful in the context of describing and eventually designing the interactions of controllers and bodies. Then, we look at the pros and cons of simple vs. complex bodies, critically reviewing the attractive notion of ”soft” bodies automatically taking over control tasks. We address another key dimension of the design space—whether model-based control should be used and to what extent it is feasible to develop faithful models for different morphologies. (shrink)

The way we farm, the kinds of backyards and landscapes we favor, and the way we control patterns of development are creating an invisible crisis through their affects upon soil ecology. The invisibility of soil ecosystems, the seemingly alien properties of the organisms that inhabit them, and the specialized knowledge required to understand them create obstacles to moral concern for these fountains of life. Our treatment of soils has reached the point of crisis. Obstacles to moral thinking about soils might (...) be overcome by supplying the moral imagination with a deeper understanding of our own biological identity as ecosystems analogous in organization and functions to soil ecosystems. Not only have microbes created the conditions necessary for human life, but they have shaped our evolutionary history and helped constitute the human genome. Our biological identity encompasses communities of microbes, such that humans (and all organisms) are most properly understood as ecosystems. For this reason, moral concern for humans implies moral concern for ecosystems. (shrink)

If the intelligence of artificial systems were to surpass that of humans significantly, this would constitute a significant risk for humanity. Time has come to consider these issues, and this consideration must include progress in AI as much as insights from the theory of AI. The papers in this volume try to make cautious headway in setting the problem, evaluating predictions on the future of AI, proposing ways to ensure that AI systems will be beneficial to humans – and critically (...) evaluating such proposals. (shrink)

The paper discusses the extended mind thesis with a view to the notions of “agent” and of “mind”, while helping to clarify the relation between “embodiment” and the “extended mind”. I will suggest that the extended mind thesis constitutes a reductio ad absurdum of the notion of ‘mind’; the consequence of the extended mind debate should be to drop the notion of the mind altogether – rather than entering the discussion how extended it is.

The declared goal of this paper is to fill this gap: “... cognitive systems research needs questions or challenges that define progress. The challenges are not (yet more) predictions of the future, but a guideline to what are the aims and what would constitute progress.” – the quotation being from the project description of EUCogII, the project for the European Network for Cognitive Systems within which this formulation of the ‘challenges’ was originally developed (http://www.eucognition.org). So, we stick out our neck (...) and formulate the challenges for artificial cognitive systems. These challenges are articulated in terms of a definition of what a cognitive system is: a system that learns from experience and uses its acquired knowledge (both declarative and practical) in a flexible manner to achieve its own goals. (shrink)

This research explores the crucial role of leadership transitions in educational institutions, particularly at Immaculate Conception College of Balayan, Inc. (ICCBI). Recognizing the profound impact of leadership practices on organizational effectiveness, this study addresses nuanced aspects of employee engagement during transitions. Using a qualitative case study design involving face-to-face interviews, common themes emerge regarding the transition of leadership, such as inclusive decision-making, resistance to new policies, unclear communication, continuity in vision, mission, and commitment, and transparency. The findings underscore the substantial (...) influence of leadership transitions on the institution's dynamics, shaping its mission, vision, and commitment to both students and employees. Proactively addressing challenges is emphasized as crucial for maintaining a positive work environment and enhancing organizational effectiveness. The study further recommends a strategic focus on transforming challenges into -/- opportunities, prioritizing employee engagement, and implementing the outlined strategies to foster a healthy work- life relationship within Immaculate Conception College of Balayan, Inc. (shrink)

This study examines the correlation between job descriptions and salaries at Immaculate Conception College of Balayan Inc. (ICCBI), a private Catholic institution devoted to faith-based education. Using qualitative research, a single-case study was conducted with ten (10) participants selected through purposive sampling based on specific criteria. Through face-to-face interviews, data was collected and analyzed using a narrative approach. Thus, it was found out that job descriptions at ICCBI are established through methods like job analysis, role and responsibility approaches, qualifications, and (...) the school manual-based method. Salary determination involves factors such as tenure, educational attainment, performance, teaching loads, experience, and collegial care. Key factors influencing job descriptions include salary differentiation, aligned job descriptions, career development opportunities, and increased duties and responsibilities. Variations in the salary structure are affected by teaching loads, department designations, and educational qualifications. The findings indicate that job descriptions impact employee salaries at the institution, and future research is encouraged to explore identified factors for insights into developing more efficient roles and contributing to organizational effectiveness. With this, the study proposed a strategic plan for future use and implementation. (shrink)