Biologia - Respiração Celular
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SECRETARIA DE EDUCAÇÃO DE MACAÉ
PRÉ-VESTIBULAR
APOSTILA DE BIOLOGIA
[email protected] Professor: Marcus Magarinho
CAPÍTULO I
ORIGEM DA VIDA
Como explicar o aparecimento de animais dentro de
outros animais? Não é tarefa fácil. É preciso conhecer o ciclo
reprodutivo dos vermes, conhecimento do qual, infelizmente, nem
todos têm acesso. Na falta da possibilidade de construir uma
explicação baseada em conhecimentos sobre como vivem e se
reproduzem os vermes, o ser humano - criativo que é - apela para
outras explicações. Assim, os vermes passam a simplesmente
"surgir" dentro de nós e, como esse surgimento tem que ter
alguma razão, o fator estimulador passa a ser o açúcar que está
nos doces (talvez porque as pessoas com verminoses tenham mais
fome e tendam a ingerir mais alimentos, inclusive os doces).
Não vamos nos esquecer dos bichos de goiaba. Você
pode até não saber como eles surgem na fruta, mas a esta altura,
já deve estar pensando que eles não podem aparecer lá
espontaneamente, tem que ter havido algum processo reprodutivo
que explique seu surgimento. Os bichos de goiaba são larvas de
insetos. Fêmeas adultas desses insetos depositam seus ovos nos
frutos e vão embora. Dos ovos saem as larvas. Elas entram no
fruto e se alimentam da própria goiaba até completarem seu
desenvolvimento e poderem sair voando por aí, como seus pais.
Repare que, apesar de aceitarmos facilmente que a
reprodução é o único meio de gerar vida, nos confundimos em
algumas situações e, sem perceber, construímos explicações que
acabam negando esse fato. É bom lembrar que cometemos esses
erros hoje, no século XXI, época em que já são bem conhecidos
os ciclos de vida de inúmeros seres.
Imagine os homens dos séculos passados, que
dispunham de pouquíssimos conhecimentos sobre os seres vivos.
Até o século XIX não eram só as pessoas leigas que achavam que
seres vivos podiam surgir espontaneamente em determinados
lugares. Para os próprios cientistas ainda não estava claro que um
ser vivo só pode se originar de outro ser vivo. Era opinião vigente
na comunidade científica que, em determinadas circunstâncias,
era possível que seres vivos fossem gerados espontaneamente,
sem a necessidade da existência de seres da mesma espécie para
se reproduzirem e gerarem os novos indivíduos.
Até os cientistas chegarem à idéia aceita atualmente
de que, em qualquer situação, seres vivos só se originam de
outros seres vivos, foi muito difícil. Muitas investigações, expe-
rimentações e discussões foram realizadas até ficar provado que
só a vida gera vida.
GERAÇÃO ESPONTÂNEA OU ABIOGÊNESE
A idéia de que os seres vivos poderiam surgir não só a
partir da reprodução, ou seja, da matéria viva, mas também a
partir da matéria bruta (sem vida) é conhecida como geração
espontânea ou abiogênese (a = negação; bio = vida; gênese =
origem). A abiogênese constitui uma maneira de explicar o
surgimento da vida que, embora cientificamente ultrapassada,
ainda está presente no cotidiano das pessoas.
Os defensores dessa hipótese se fundamentavam na
idéia de que haveria um "princípio ativo" ou força vital “em
determinada matéria bruta”. Esse "princípio" ou "força" seria
capaz de fazer com que a matéria bruta se transformasse em
matéria viva: assim, explicava-se a geração espontânea dos seres
vivos. O "princípio ativo" (algo bastante abstrato) estaria
presente, por exemplo, em determinados alimentos ingeridos pelo
homem, o que explicaria o surgimento “dos vermes em seu
sistema digestivo”. Estaria presente também nos restos de
comida jogados no lixo, o que explicaria o aparecimento de larvas
de insetos no lixo. A crença na possibilidade de gerar vida a
partir da matéria, sem vida era tão forte que alguns defensores,
da abiogênese chegavam a apresentar procedimentos para se
conseguir a geração espontânea de seres vivos. Um médico belga,
Von Helmont (1577 -1644) tinha uma receita para obtenção de
ratos:
"Enche-se de trigo e fermento um vaso, que é
fechado com uma camisa suja, de preferência de mulher. Um
fermento vindo da camisa, transformado pelo odor dos grãos,
transforma em ratos o próprio trigo”. (Sonia Lopes. Bio. V.1. Ed.
Saraiva).
BIOGÊNESE
O estabelecimento da hipótese da biogênese levou
séculos e se deve ao trabalho de vários cientistas insatisfeitos
com as explicações sobre a geração espontânea da vida e
dispostos a se oporem a uma idéia aceita pela maioria. Muitos
cientistas realizaram experiências que foram, passo a passo,
minando a certeza depositada na abiogênese.
Francesco Redi realizou a seguinte experiência:
Pedaços de carne crua foram colocados em vários frascos. Alguns
foram deixados abertos e outros foram fechados com gaze. Ele
verificou que a carne atraía moscas, que entravam nos frascos
abertos. Depois de algum tempo ele observou a presença de
larvas nos frascos abertos. Observando as larvas verificou que se
transformavam em moscas.
Redi resolveu, então, estudar os tais "vermes".
Observou que após algum tempo, os animais ficavam imóveis e
recobertos por uma casca. Depois de alguns dias, dessa casca saia
uma mosca.
O experimento elaborado por Redi é simples e é fácil
que você chegue às mesmas conclusões a que ele chegou há mais
de trezentos anos atrás. Pense um pouco, analise você mesmo os
fatos. Redi conseguiu mostrar que a carne em putrefação não era
capaz de originar vida. A vida tinha como fonte outros seres
vivos: as moscas que já existiam. Este estudo promoveu um forte
abalo na hipótese da geração espontânea. Entretanto, a idéia não
foi completamente derrubada.
FIGURA 1 – Experiência de Redi
NEEDHAM X SPALLANZANI
Até por volta do século XVII, não se tinha a menor
idéia da existência de vida microscópica. Tal conhecimento só se
tornou possível à medida que o homem foi capaz de criar um modo
de ver as coisas tão pequenas que seus olhos não são capazes de
enxergar. O homem inventou instrumentos capazes de aumentar
as imagens, os chamados microscópios. Embora os primeiros
microscópios datem do século XVI, eles só foram aperfeiçoados
no século XVIII e utilizados com finalidades de demonstrar
abiogênese dos microrganismos. O cientista inglês John Needham
(1713-1781) realizou vários experimentos nos quais fervia vários
frascos contendo substâncias nutritivas (já se sabia que a
fervura mata os microrganismos). Em seguida, fechava os frascos
com rolhas. Após alguns dias, observou o material ao microscópio:
havia microorganismos nas soluções nutritivas. Esses fatos
levaram Needham a um raciocínio lógico: A fervura matou os
microrganismos presentes nos frascos. A tampa impediu a
entrada de novos microrganismos. Conclusão: os microrganismos
observados ao microscópio eram os resultados do processo de
geração espontânea.
Esse experimento contribuiu bastante para que a
geração, espontânea continuasse sendo uma idéia aceita. Alguns
anos mais tarde, ainda no século XVIII, um pesquisador italiano,
Lazzaro Spallanzani (1729-1799), repetiu a experiência de
Needham, mas fez algumas modificações. Colocou a solução
nutritiva em balões de vidro. Fechou os balões hermeticamente e
os submeteu à fervura por uma hora. Depois de alguns: dias, a
análise do conteúdo dos balões revelou a ausência de
microrganismos. Deixando os frascos abertos, os microrganismos
tornavam a aparecer. Spallanzani concluiu que não havia a geração
espontânea dos microrganismos e que estes só haviam aparecido
nos frascos fechados de Needham porque a fervura não havia
sido feita pelo tempo necessário para matar todos os
microrganismos. Agora parece que a abiogênese está derrubada.
Só parece, houve contra argumentação por parte dos adeptos
dessa idéia. Needham apelou para a questão do "princípio ativo".
Respondeu que a fervura por tempo prolongado em recipientes
fechados tornava o ar desfavorável para o aparecimento da vida,
destruindo o tal "princípio".
Segundo esses cientistas, os microrganismos surgiam
espontaneamente em todos os lugares, independentemente da
presença de outro ser vivo.
Essas controvérsias duraram até meados do século
XIX, quando Pasteur conseguiu comprovar definitivamente que os
microrganismos surgem a partir de outros microrganismos.
EXPERIMENTOS DE PASTEUR
FIGURA 2 - Experimento de Pasteur
A ausência de microrganismos nos frascos do tipo
“pescoço de cisne” mantidos intactos e a presença deles nos
frascos cujo “pescoço” havia sido quebrado mostram que o ar
contém microrganismos e que eles, ao entrarem em contato com o
líquido nutritivo e estéril do balão, desenvolvem-se. No balão
intacto, esses microrganismos não conseguem chegar até o líquido
nutritivo e estéril, pois ficam retidos no “filtro” formado pelas
gotículas de água surgidas no pescoço do balão durante o
resfriamento. Já nos frascos em que o pescoço é quebrado, esse
“filtro” deixa de existir e os micróbios presentes no ar podem
entrar em contato com o liquido nutritivo, onde encontram condi-
ções adequadas para o seu desenvolvimento e proliferarem. A
hipótese da biogênese passou, a partir de então, a ser aceita
universalmente pelos cientistas.
Essa nova teoria gerou novo questionamento: se todos
os seres vivos surgem de outros pré-existentes, como foi que
surgiu o primeiro? Para responder a essa pergunta temos que
retomar a história da evolução de nosso planeta. Nosso planeta
não surgiu apresentando as mesmas condições ambientais que
temos hoje e sim condições muito distintas. Segundo os registros
encontrados nas rochas, foram necessários cerca de 1 bilhão de
anos para que as condições ambientais se tornassem propícias ao
aparecimento da vida.
Como, então, teriam surgido os primeiros seres vivos
nas condições ambientais de nosso planeta há cerca de 3,5 bi-
lhões de anos? Pelo menos três possibilidades têm sido
levantadas para responder a essa pergunta.
HIPÓTESES SOBRE A ORIGEM DA VIDA
Origem extraterrestre
Os seres-vivos não se originaram na Terra, mas em
outros planetas, e foram trazidos para cá por meio de esporos ou
formas de resistência, aderidos a meteoritos que caíram em
nosso planeta e que ainda continuam a cair. Essa hipótese não é
muito esclarecedora. Se a vida não se formou na Terra, mas em
outro planeta, como foi que surgiu a vida nesse outro planeta?
Continuamos sem resposta. Nos meteoritos que caem atualmente
na superfície terrestre têm sido encontradas algumas moléculas
orgânicas, indicando que a formação dessas moléculas no Universo
é mais comum do que se imaginava. Isso pode nos dar um indício
de que há vida em outros planetas.
Origem por criação divina
Essa é a mais antiga de todas as idéias sobre a origem
da vida e tem um forte cunho religioso. Até hoje é aceita por
fiéis de várias religiões. Na década de 1970 floresceu
principalmente nos Estados Unidos da América o chamado
“Criacionismo Científico” com muitos adeptos. Essa corrente afir-
ma que a Terra surgiu há apenas alguns poucos milhares de anos,
que os seres vivos foram criados individualmente por uma
divindade e que desde então possuem a mesma forma com que
foram criados. Eles não mudam ao longo do tempo: é o que se
chama de imutabilidade das espécies. Os cientistas apontam
evidências contra duas das idéias dessa corrente: os dados
disponíveis até hoje sugerem fortemente que a Terra se formou
a muito mais tempo, cerca de 4,5 bilhões de anos atrás; e os
seres vivos mudam ao longo do tempo, ou seja, os seres vivos
evoluem.
Origem por evolução química
A vida deve ter surgido da matéria inanimada, com
associações entre as moléculas, formando substâncias cada vez
mais complexas, que acabaram se organizando de modo que
origina os primeiros seres vivos. Essa hipótese foi inicialmente
levantada na década de 1920 pelos cientistas Oparin e Haldane e
vem sendo apoiada por outros pesquisadores. As condições da
Terra antes do surgimento dos primeiros seres vivos eram muito
diferentes das atuais. As erupções vulcânicas eram muito
abundantes, liberando grande quantidade de gases e de partículas
para a atmosfera. Esses gases e partículas ficaram retidos por
ação da força da gravidade e passaram a compor a atmosfera
primitiva. Embora ainda não exista um consenso, os cientistas
concordam que a atmosfera primitiva era composta
principalmente por metano (CH4), amônia (NH3) hidrogênio (H2) e
vapor d’água. Não havia o gás oxigênio (O2)nem ozônio (O3).
Nessa época, a Terra estava passando por um processo de
resfriamento, que permitiu o acúmulo de água nas depressões da
sua crosta, formando os mares primitivos. As descargas elétricas
e as radiações eram intensas e teriam fornecido energia para que
algumas moléculas presentes na atmosfera se unissem, dando
origem a moléculas maiores e mais complexas: as primeiras
moléculas orgânicas. O acumulo dessas moléculas orgânicas nos
mares primitivos formaram o que denominamos de “sopa
orgânica”. Essas moléculas orgânicas se agregaram, formando os
COACERVADOS, que ainda não eram seres vivos. Posteriormente
com o surgimento de um ácido nucléico esses aglomerados de
moléculas orgânicas ganhariam a capacidade de se reproduzirem,
tendo então, surgido o primeiro ser vivo semelhante a uma
bactéria atual.
A possibilidade de ter ocorrido evolução gradual foi
testada pela primeira vez pelo químico americano Stanley L.
Miller, em 1953. Ele construiu um aparelho que simulava as
condições da Terra primitiva e utilizando os componentes que
provavelmente constituíram a atmosfera naquela época. Miller
conseguiu comprovar que é possível, em laboratório, obter
moléculas orgânicas a partir das inorgânicas.
FIGURA 3 – Hipótese da evolução gradual dos sistemas químicos
EXERCÍCIOS
1. (UFRPE) Atmosfera primitiva -> chuvas e descargas elétricas ->
formação do primeiro aminoácido -> proteinóides -> coacervados -
> primeiro ser vivo. Esta teoria foi proposta por:
a) Linnaeus.
b) Aristóteles.
c) Lamarck.
d) Helmont.
e) Oparin.
2. (UFRJ) Uma criança argumenta com você que um automóvel é
um ser vivo, pois "bebe" água, usa combustível para suas
atividades, movimenta-se e mesmo "responde" a certos tipos de
estímulos: acelera quando pisamos no acelerador, freia quando
pisamos no breque, pára de funcionar quando algum mecanismo
interno apresenta problemas. Como você poderia explicar que o
carro é um ser inanimado e não um se vivo?
3. (PUC-MG) De acordo com a teoria da origem da vida, elaborada
por Oparin, são condições essenciais para que a vida tenha
surgido na Terra, EXCETO:
a) Radiações ultravioletas em abundância.
b) Existência de grande quantidade de descargas elétricas.
c) Atmosfera com constituição química bem diferente da atual.
d) Espessa camada de ozônio.
e) Temperatura elevada.
4. (PUC-RJ) Em evolução existe uma teoria, hoje considerada
ultrapassada, que afirma a possibilidade do surgimento de
espécies a partir de matéria não-viva, como os girinos que se
originariam da lama ou as larvas que se originariam de carne em
decomposição. Esta teoria é denominada de:
a) Criação especial.
b) Seleção natural.
c) Transmutação das espécies.
d) Geração espontânea.
e) Refúgio ecológico.
5. (UFMT) Sobre a origem dos seres vivos, duas teorias
sustentaram uma polêmica nos meios científicos, até fins do
século passado: a teoria da geração espontânea (abiogênese) e a
teoria da biogênese. Faça um comentário sucinto sobre tais
teorias, explicando como foi solucionada a polemica.
6. (UFPI) "Todo ser vivo se origina por reprodução de outro ser
vivo da mesma espécie". O texto anterior está de acordo com a:
a) Teoria da geração espontânea.
b) Teoria da biogênese
c) Hipótese heterotrófica da origem da vida.
d) Hipótese autotrófica da origem da vida.
e) Hipótese do criacionismo.
7. (UFPA - mod.) Em 1953, Miller submeteu à ação de descargas
elétricas de alta voltagem uma mistura de vapor de água, amônia
(NH3), metano (CH4) e hidrogênio. Obteve como resultado, entre
outros compostos, os aminoácidos: glicina, alanina, ácido aspártico
e ácido aminobutírico. Com base nesse experimento, pode-se
afirmar que:
a) Ficou demonstrada a hipótese da geração espontânea.
b) Não se podem produzir proteínas artificialmente; elas
provêm necessariamente dos seres vivos.
c) Formam-se moléculas orgânicas complexas em condições
semelhantes às da atmosfera primitiva.
d) A vida tem origem sobrenatural, que não pode ser descrita
em termos físicos nem químicos.
8. (UNB-DF) Num balão de vidro com gargalo recurvado e
aberto, Pasteur ferveu um caldo nutritivo, deixando esfriar
lentamente. O caldo permaneceu inalterado por muitos dias. A
seguir o gargalo foi removido e, 48 horas depois, era evidente a
presença de bactérias e fungos no caldo. Assinale a alternativa
correta, referente ao experimento descrito.
a) As bactérias e fungos do ar foram capazes de passar ao longo
do gargalo e atingir o caldo nutritivo após seu resfriamento.
b) O aquecimento não matou as bactérias e fungos primitiva-
mente existentes no caldo.
c) As bactérias e fungos que apareceram no caldo eram de
espécies diferentes daqueles que ocorrem no ar.
d) O aquecimento inativou, temporariamente, as substâncias do
caldo capazes de originar bactérias e fungos.
e) Todo ser vivo precede outro ser vivo.
f) Bactérias e fungos são autótrofos.
9. (PUC-MG) O bioquímico russo Oparin, em seu livro A origem da
vida, admitiu que a vida sobre a Terra surgiu a mais ou menos 3,5
bilhões de anos. Segundo Oparin, responda os itens abaixo:
a) Cite dois gases presentes na atmosfera primitiva.
b) A que condições estavam submetidos os gases da atmosfera
primitiva?
c) Que compostos químicos se originaram a partir dos gases
iniciais?
d) Atualmente sabemos que seres autótrofos constituem fonte
básica de alimento. No entanto, admite-se que os primeiros
organismos devam ter sidos heterótrofos. A partir de onde os
heterótrofos conseguiam seu alimento na Terra primitiva?
e) Qual o processo químico (metabolismo) utilizado pelos
primeiros organismos para obtenção de energia?
10. (FUVEST-SP) A hipótese mais aceita para explicar a origem
da vida sobre a Terra propõe que os primeiros seres vivos eram
heterótrofos.
a) Que condição teria permitido que um heterótrofo sobrevivesse
na Terra primitiva?
b) Que condição ambiental teria favorecido o aparecimento
posterior dos autótrofos?
c) Além das condições ambientais, qual o outro argumento para
não se aceitar que o primeiro ser vivo tenha sido autótrofo?
CAPÍTULO II
SERES VIVOS – CLASSIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS, VÍRUS E REINO MONERA
CLASSIFICAÇÃO DOS SERES VIVOS
Há milhares de anos, os cientistas decidiram que era
necessário classificar os seres vivos. Quer dizer, organizar os
seres vivos em grupos para facilitar seu estudo. Porém, naquele
tempo, os cientistas não tinham aparelhos como o microscópio;
que permitem estudar com detalhes como os seres vivos fun-
cionam por dentro. Assim, no começo da Biologia, os seres vivos
eram classificados apenas pela aparência e pelo seu modo de vida.
Por exemplo, as baleias e golfinhos eram classificados como
peixes, pois parecem peixes (pelo menos por fora) e vivem na
água como os peixes. Hoje, porém, já sabemos que, por dentro, as
baleias e golfinhos não funcionam como os peixes, e sim como os
mamíferos (como o homem, cachorro, boi, etc.) Antigamente
também se pensava que os seres vivos ou eram plantas ou eram
animais. Com o uso do microscópio foram descobertos os seres
unicelulares (formados por apenas uma célula) como as bactérias
e os protozoários, que não se comportam exatamente nem como
plantas nem como animais. Com essas e outras descobertas, as
formas de classificar os seres vivos também foram mudando. Até
que, finalmente, chegamos ao modelo atual de classificação. Hoje,
para classificar qualquer ser vivo, é importante:
Sua morfologia (aparência ou forma externa);
Sua forma de vida;
Sua anatomia (forma interna);
Sua fisiologia (funcionamento das suas células
e órgãos);
Sua reprodução (multiplicação);
Sua embriologia (formação de um novo ser
vivo, desde o cruzamento dos pais até o nascimento).
O MODELO ATUAL DE CLASSIFICAÇÃO
As regras que são usadas no modelo atual de
classificação dos seres vivos foram sugeridas há mais ou menos
250 anos por um cientista de nome Lineu, e foram um pouco
modificadas por outros cientistas. O atual modelo classificatório
é dividido em sete grupos, chamados: Reino, Filo, Classe, Ordem
Família, Gênero e Espécie. Nesses grupos, os seres vivos são
classificados de acordo com as semelhanças que discutimos no
final da introdução acima. Do Reino até a Espécie, a semelhança
entre os seres vivos será cada vez maior.
ESPÉCIE
A espécie é o grupo básico a classificação. Dentro de
uma espécie teremos o maior grau de semelhança entre os seres
vivos. Para ser de uma mesma espécie, dois seres vivos devem
poder se cruzar e gerar descendentes (filhos) totalmente
normais e férteis, ou seja, descendentes que quando ficarem
adultos também poderão cruzar com outros da mesma espécie e
também terão descendentes. Se cruzarmos dois seres que não
são da mesma espécie, eles não terão descendentes, ou seus
descendentes serão estéreis (inférteis).
Veja um exemplo: O cão pastor-alemão e o cão
dobermann são diferentes na aparência externa, porém, se eles
cruzarem, terão filhotes totalmente normais e férteis. Por isso, o
pastor-alemão e o dobermann são considerados da mesma
espécie. Por outro lado, o cavalo e a égua são muito parecidos
(por fora) com o jumento e a jumenta. Mas, se cruzarmos a égua
com o jumento, ou o cavalo com a jumenta, nascera o burro (se
for macho), ou a mula (se for fêmea). Tanto o burro como a mula
são estéreis, ou seja, nunca conseguem ter filhotes. Por isso, o
cavalo e a égua não podem ser considerados da mesma espécie
que o jumento é a jumenta. Já o burro e a mula serão de uma
terceira espécie, diferente das duas anteriores. Em alguns casos,
dois seres vivos podem ser da mesma espécie, mas serem
diferentes na cor, no tamanho, etc., ou viverem em locais
diferentes, Se as diferenças forem apenas essas, usam-se os
termos subespécie ou raça. É o caso, por exemplo, de uma ave
chamada ema (parente do avestruz). Existe apenas uma espécie
de em a, mas essa espécie se divide em três subespécies (a ema
branca, a ema cinza e a ema grande). Os cachorros também são
todos da mesma espécie, porém, são de raças diferentes.
FIGURA 1 – Classificações dos seres em grupos
Resumindo: um Reino é um grupo de Filos; um Filo é um
grupo de Classes; uma Classe é um grupo de Ordens; uma Ordem
é um grupo de Famílias; uma Família é um grupo de Gêneros; um
Gênero é um grupo de espécies e, por fim, uma espécie é um
grupo de seres vivos tão semelhantes que podem cruzar entre si
e ter filhotes totalmente normais e férteis.
Portanto, há três pontos sobre este modelo de
classificação que você deve entender e guardar:
1 - À medida que caminhamos de um Reino até uma
espécie, a semelhança entre os indivíduos de cada
grupo é cada vez maior.
2 - À medida que caminhamos de um Reino até uma
espécie, o numero de seres vivos em cada grupo é
cada vez menor. Isso ocorre justamente por que o
nível de semelhança exigido é cada vez menor
3 - Se dois seres vivos estão em um mesmo grupo,
eles podem não ser parecidos o suficiente para estar
no mesmo grupo anterior, onde o nível de semelhança
exigido é menor. Por exemplo: dois seres vivos que são
parecidos o suficiente para estar no mesmo filo,
podem ou não, ser parecidos o suficiente para estar
na mesma classe, onde o nível de semelhança é maior.
Mas dois seres vivos que forem parecidos o suficiente
para estar no mesmo filo, com certeza estarão
também no mesmo reino, onde o nível se semelhança é
menor.
OS CINCO REINOS ATUAIS
Como dissemos no início, faz vários anos que os
biólogos já sabem que os seres vivos não são apenas plantas ou
animais. Pensando nisso, e usando o modelo de classificação que
acabamos de estudar, um cientista norte-americano chamado R.H.
Whillaker fez, em 1969, uma proposta. Ele propôs que os seres
vivos poderiam ser divididos em cinco diferentes Reinos. Essa
idéia foi aceita e é usada até hoje. Vejam agora quais são esses
cinco Reinos:
REINO MONERA
Nesse Reino encontramos os seres vivos classificados
como bactérias e algas azuis. São todos unicelulares (formados
por uma só célula) e procariontes (não possuem membrana
nuclear). Algumas são autótrofas e outras heterótrofas.
REINO PROTOCTISTA
Nesse Reino encontramos os seres vivos classificados
como protozoários que são eucarióticos (possuem membrana
nuclear), unicelulares e heterotróficos e algas que são
unicelulares ou pluricelulares (formados por várias células),
eucariontes e autotróficos fotossintetizantes.
REINO FUNGI
Nesse Reino encontramos os seres vivos classificados
como fungos, cogumelos, bolores ou mofos e fermentos. Podem
ser unicelulares ou pluricelulares e eucariontes.
REINO PLANTAE OU METAPHITA
Também chamado de Reino Vegetal. Aqui encontramos
todos os seres vivos que são classificados como vegetais ou
plantas. São pluricelulares, autotróficos fotossintetizantes e
eucariontes.
REINO ANIMALIA OU METAZOA
Também chamado de Reino Animal. Aqui encontramos
todos os seres vivos classificados como animais. São todos
pluricelulares, heterotróficos e eucariontes.
FIGURA 2 – Filogenia das espécies
NOME CIENTÍFICO (CLASSIFICAÇÃO BINOMIAL)
Como se dá o nome da espécie de qualquer ser vivo? O
nome da espécie de qualquer ser vivo é binomial, ou seja, formado
por dois termos ou epítetos (palavras). O primeiro termo indica o
gênero e o segundo indica a espécie.
Estes nomes sempre são escritos em latim e apenas a
primeira palavra (gênero) começa com letra maiúscula. O nome
também deve ser destacado. Este destaque costuma ser feito
passando-se um traço em baixo das palavras que formam o nome,
ou então escrevendo estas palavras com uma letra diferente
(geralmente usa-se o itálico, fazendo as letras ficar um pouco
inclinadas). Como já vimos no exemplo à cima. O nome da espécie
do cão doméstico é escrito Canis familiaris ou Canis familiaris.
O nome das espécies também é conhecido como nome
científico. Isso por que esse nome sempre é usado nos trabalhos
escritos por cientistas.
Em alguns casos o nome científico é formado por três
termos. O terceiro termo geralmente indicará a subespécie ou
raça. Por exemplo, Rhea americana alba (ema americana branca).
Os nomes científicos serão sempre iguais em qualquer parte do
mundo Isto é importante para facilitar a troca de idéias entre os
cientistas e estudantes. Por exemplo, em inglês, o nome popular
do cão é dog, em francês é chien e em espanhol é perro. Mas, nos
Estados Unidos, na França ou na Espanha, o nome científico do
cão será sempre Canis familiaris. Assim, um cientista no Brasil
pode ler um trabalho feito em qualquer parte do mundo que ele
saberá de qual ser vivo está se falando. No caso do homem atual,
a espécie (e, portanto, o nome científico) é Homo sapiens sapiens.
VÍRUS
Os vírus não são classificados em nenhum Reino, mas
formam um grupo muito interessante de seres vivos. Os vírus são
os únicos seres acelulares. Ou seja, seu corpo não chega a formar
nem mesmo uma célula. O corpo do vírus é formado por uma capa
de proteína (e algumas vezes gordura). Dentro desta capa
encontra-se um dos dois tipos de ácidos nucléicos (DNA ou RNA,
nunca os dois juntos). Como não possuem estruturas celulares, os
vírus não conseguem produzir energia nem se reproduzir
(multiplicar) sozinhos. Para que possam viver, os vírus têm que
estar obrigatoriamente dentro de alguma célula de outro ser
vivo, ou seja, os vírus são sempre parasitas intracelulares. Assim,
usando as estruturas da célula que foi invadida, os vírus
conseguem fazer copias idênticas deles mesmos. Esse processo
porém, acaba destruindo a célula hospedeira, causando
diferentes doenças.
Quando não estão dentro de alguma célula, os vírus
nem parecem seres vivos. Na verdade, fora das células eles
podem ser muito parecidos com cristais e sais minerais, como o
sal de cozinha, por exemplo. Os vírus são muito estudados porque
causam varias doenças, como: raiva, paralisia-infantil, sarampo,
varíola, rubéola, caxumba, AIDS, gripe e resfriado.
Com o passar do tempo os vírus sofrem mutações. O
fato de eles mudarem muito rapidamente torna mais difícil criar
remédios e vacinas para combater e prevenir as doenças
causadas por eles. Os vírus só são considerados seres vivos por
que têm a capacidade de produzir descendentes com as mesmas
características (hereditariedade) e porque podem evoluir (por
meio das mutações).
Existem basicamente dois tipos de ciclos
reprodutivos: o ciclo lítico e o ciclo lisogênico. Esses dois ciclos
iniciam-se com os vírus aderindo à superfície da célula
hospedeira. A seguir, o material genético do vírus é introduzido
no interior da célula. A partir desse momento, começa a
diferenciação entre o ciclo lítico e o lisogênico. No ciclo
lisogênico o DNA viral incorpora-se ao DNA bacteriano e não
interfere no metabolismo da bactéria, que se reproduz
normalmente, transmitindo o DNA viral aos seus descendentes.
No ciclo lítico o DNA viral passa a comandar o metabolismo
bacteriano e a formar vários DNAs virais e cápsulas protéicas,
que se organizam formando novos vírus. Ocorre a lise da célula,
liberando vários vírus que podem infectar novas bactérias.
TIPOS DE VÍRUS
DNA RNA síntese protéica
RNA RNA síntese protéica
RNA DNA RNA síntese protéica
(retrovírus – ex. HIV. Esses vírus possuem enzimas como a
transcriptase reversa que é capaz de transcrever DNA a partir
do RNA, a integrase responsável pela integração do DNA viral no
cromossomo da célula hospedeira e as proteases que cortam
longas cadeias polipeptídicas, originando as diversas proteínas
presentes no vírus)
FIGURA1 – Vírus
VACINA X SORO
Há vacinas contra vírus, bactérias e outros parasitas.
Elas podem ser fabricadas com partes dos micróbios ou com
micróbios mortos. Podem ser usados também micróbios
atenuados, que não causam a doença, mas estimulam o organismo
a produzir anticorpos. (imunização ativa)
O soro é extraído do sangue do cavalo, que recebeu
previamente o antígeno que ativou a produção de anticorpos.
Sendo assim a pessoa que recebe o soro, na verdade está
recebendo o anticorpo já pronto. (imunização passiva)
RESPOSTA IMUNOLÓGICA
Primária – quando o indivíduo recebe o
antígeno pela primeira vez. (resposta lenta)
Secundária – quando o indivíduo recebe o
mesmo antígeno pela segunda vez (resposta rápida)
PRÍONS
São moléculas de proteínas infectantes resistentes à
inativação, por procedimentos que normalmente degradam
proteínas e ácidos nucléicos. Os príons alteram a forma de outras
proteínas, que passam a se comportar como príons (partículas
protéicas infecciosas). Essas proteínas provocam a morte de
neurônios, que levam a perda de memória recente, orientação
espacial, incontinência urinária, demência e morte. Doenças
causadas por príons são chamadas de encefalites espongiformes
por que o sistema nervoso central adquire um aspecto esponjoso.
No gado essa doença é conhecida como “doença da vaca louca”.
DOENÇAS CAUSADAS POR VÍRUS
Catapora ou varicela Gripe
Modo de transmissão: saliva ou contato com objetos
contaminados pelas lesões
Características da infecção: pequenas e numerosas feridas no
corpo
Medidas profiláticas: vacinação, tratar doentes e evitar
contatos.
Modo de transmissão: gotículas de saliva espalhadas pelo ar de
pessoas contaminadas
Características da infecção: coriza, tosse, fraqueza e dores
musculares.
Medidas profiláticas: vacinação, tratar doentes e evitar
contato direto com eles.
Caxumba Febre amarela
Modo de transmissão: saliva; uso comum de copos, garfo e etc.
Características da infecção: inflamação das glândulas
salivares, testículos, ovários, pâncreas e cérebro.
Medidas profiláticas: vacinação, tratar doentes e evitar
contatos com objetos contaminados com salivas de
doentes.
Modo de transmissão: picada das fêmeas do mosquito Aedes
aegypti
Características da infecção: de aparente até fulminante,
afetando o fígado a pessoa fica com a aparência
amarelada.
Medidas profiláticas: vacinação, erradicação do vetor,
tratamento do doente.
Dengue Varíola
Modo de transmissão: picada das fêmeas do mosquito Aedes
aegypti
Características da infecção: febre alta, dores de cabeça,
dores nas juntas, fraqueza, falta de apetite, manchas
avermelhadas na pele e pequenos sangramentos.
Medidas profiláticas: não deixar caixas- d’água ou
reservatórios sem tampa. Tratar doentes
Modo de transmissão: gotículas de saliva e uso de objetos
contaminados pelo vírus
Características da infecção: feridas grandes e numerosas na
pele, que deixam cicatrizes. Hoje é considerada
erradicada
Medidas profiláticas: vacinação, tratamento do doente.
Poliomielite Resfriado
Modo de transmissão: provavelmente gotículas de saliva de
pessoas contaminadas ou ingestão de água ou alimentos
contaminados pelas fezes de pessoas doentes
Características da infecção: afeta o sistema nervoso e a
musculatura. Pode levar à morte. O caso mais conhecido é
a paralisia infantil.
Medidas profiláticas: vacinação com a Salk e a Sabin.
Modo de transmissão: gotículas de saliva espalhadas pelo ar de
pessoas contaminadas
Características da infecção: o vírus infecta o trato
respiratório, e seus efeitos são menos intensos que o
vírus da gripe
Medidas profiláticas: tratamento do doente e evitar contato
com ele.
MONERA
Este é o Reino onde encontramos os seres vivos
celulares mais simples que existem. Suas principais
características são:
São todos seres unicelulares (formados por apenas
uma célula).
Na maioria são heterótrofos, mas alguns são
autótrofos. Um ser heterótrofo é aquele que não consegue
produzir seu próprio alimento. Já um ser autótrofo produz seu
alimento através de reações químicas como a fotossíntese ou
quimiossíntese, que é uma reação de oxi-redução de compostos
inorgânicos (quimioautótrofa) ou orgânicos (quimioheterótrofa)
para obtenção de energia.
As heterotróficas podem realizar fermentação (que é
anaeróbia) do tipo: Alcoólica que origina gás carbônico e álcool
etílico ou Láctica que origina ácido láctico. Podem realizar
também a respiração celular (sendo aeróbia) onde o aceptor final
é o gás oxigênio e o produto final o gás carbônico e a água Os
moneras são procariontes, ou seja, têm células procarióticas.
Algumas espécies atuam como decompositoras,
degradando organismos mortos e com isso contribuindo para a
reciclagem da matéria orgânica do planeta.
Podem viver livres ou parasitando outros seres vivos.
Podem viver sozinhos ou em colônias (grupos).
Sua reprodução é, na maioria das vezes, assexuada
(sem sexo masculino e feminino). Sua multiplicação ocorre,
normalmente, por cissiparidade ou bipartição (uma célula se
divide em duas). Algumas bactérias apresentam mecanismos que
aumentam a variabilidade genética, como ocorre na conjugação,
onde duas bactérias se unem e estabelecem entre si uma ponte
de transferência. Uma delas chamada de “macho” duplica parte
de seu DNA e doa essa parte para outra bactéria, que é
chamada de “fêmea”. Outras bactérias podem ainda apresentar a
transdução, que é a transferência de genes de uma bactéria para
outra por intermédio de um vírus. Estes quando se formam
dentro de uma bactéria, podem incorporar ao seu próprio DNA
pedaços do DNA bacteriano. Ao infectar outra bactéria
transmitem esses genes. Caso essa bactéria sobreviva à infecção
viral, passará a ter novas características. Além da transdução
existe a transformação, onde a bactéria absorve moléculas de
DNA disponíveis no meio e incorpora-as ao seu DNA.
A maior parte dos procariontes possui parede celular,
cuja composição química é diferente da encontrada nas plantas
(celulose) e nos fungos (quitina) ela é formada principalmente de
peptidoglicano, que são moléculas de açúcares, ligados a
aminoácidos.
Algumas bactérias possuem flagelos relacionados ao
deslocamento.
O citoplasma das células procarióticas não possui
citoesqueleto nem organelas membranosas, mas possuem
ribossomos.
No citoplasma de muitas espécies existem moléculas
menores de DNA circular, chamadas plasmídeos. Estes contêm
genes que, apesar de não serem essenciais à sobrevivência da
bactéria, trazem vantagens. É o caso de genes que comandam a
síntese de proteínas capazes de degradar moléculas de certos
antibióticos, conferindo resistência à bactéria.
FIGURA 2 – Morfologia das bactérias
MORFOLOGIA
COCOS – formato arredondado
BACILOS – formato de bastão
ESPIRILOS – formato de um espiral
VIBRIÕES – formato de vírgula
1. FILO ESQUISÓFITA (BACTÉRIAS)
As bactérias podem ser encontradas no ar, na água,
na terra, nos objetos e dentro e fora do corpo do homem e
outros animais. As bactérias são muito estudadas porque muitas
são parasitas e causam doenças como meningite, pneumonia,
tuberculose, cólera, tétano, sífilis e gonorréia. Mas também há
bactérias úteis, que são usadas na produção de alimentos como o
vinagre e o iogurte. Também existem bactérias que vivem dentro
do nosso intestino, sem causar doenças, e que produzem vitamina
K e vitaminas do complexo B. Porém, as bactérias mais
importantes são as que garantem a reciclagem do nitrogênio,
elemento químico indispensável a todos os seres vivos. As
bactérias são divididas de acordo com sua forma, que podem ser
do tipo: cocos, diplococos, estreptococos, estafilococos, bacilos,
vibriões e espirilos.
Entre as bactérias encontramos um grupo especial.
São conhecidos como riquétsias, micoplasmas ou PPLO. Embora
sejam menores e mais simples que as bactérias, os PPLO são
unicelulares procariontes. Por isso, são classificados no Reino
Monera. Seu estudo é importante, pois, também são causadores
de doenças, como certos tipos de pneumonia, por exemplo.
As bactérias podem ser autotróficas ou
heterotróficas. As heterotróficas podem realizar a fermentação
ou a respiração celular.
2. FILO CIANÓFITA (CIANOFÍCEAS OU ALGAS
AZUIS)
As cianofíceas ou algas azuis são representantes
clorofilados do Reino Monera. Ou seja, possuem clorofila; e com
essa clorofila realizam fotossíntese. Com relação a esses seres
apesar do nome algas azuis é importante desatacar dos pontos:
As cianofíceas são diferentes das algas
verdadeiras.
As cianofíceas não são apenas azuis. Também
podem ser vermelhas, marrons ou pretas. As algas azuis não são
tão estudadas como as bactérias, pois não têm importância
médica ou econômica.
DOENÇAS CAUSADAS POR BACTÉRIAS
Botulismo Cólera
Agente etiológico: Clostridium botulinum
Modo de transmissão: ingestão da toxina liberada pela
bactéria, principalmente em alimentos enlatados e
conservas artesanais.
Características da infecção: a toxina bloqueia a
transferência dos sinais nervosos para os músculos
Medidas profiláticas: cuidados higiênicos ao processar
alimentos; não consumir alimentos em latas
estufadas.
Agente etiológico: Vibrio cholerae
Modo de transmissão: ingestão de água ou alimentos
contaminados pela bactéria.
Características da infecção: diarréia acentuada, vômitos
e cãibras. Podendo levar à morte
Medidas profiláticas: tratamento dos doentes,
saneamento básico, higiene básica, água clorada ou
fervida.
Tétano Tuberculose
Agente etiológico: Clostridium tetani
Modo de transmissão: os esporos desse bacilo são
encontrados principalmente no solo. Podem
penetrar no corpo humano quando ocorre uma lesão
causada por objetos contaminados.
Características da infecção: os bacilos liberam uma
neurotoxina que desencadeia principalmente fortes
contrações musculares; pode ocorrer parada
respiratória e/ou cardíaca.
Medidas profiláticas: vacinação com reforço a cada 10
anos; evitar ferimentos, especialmente com
objetos sujos de terra ou esterco; cuidados no
parto.
Agente etiológico: Mycobacterium tuberculosis
Modo de transmissão: inalação de gotículas espalhadas
pelo ar pela fala, espirro, e tosse de pessoa
contaminada pela doença.
Características da infecção: atinge os pulmões,
provocando infecções, e pode passar para o sangue
e a linfa, atingindo, através deles, outras
estruturas do corpo, como fígado, baço, medula
óssea, rins e sistema nervoso.
Medidas profiláticas: vacinação e tratamento de
doentes.
EUTROFIZAÇÃO
Essa matéria orgânica que se acumula na água é
decomposta, resultando em sais minerais, nutrientes que
aceleram a reprodução de algas e bactérias aeróbias. As algas
tornam a água turva, impedindo que a luz solar penetre. Quando
morrem, são decompostas, aumentando mais ainda o número de
bactérias decompositoras aeróbias. A grande quantidade de
seres consumidores faz com que diminua drasticamente a
quantidade de oxigênio disponível. Isso acarreta a morte dos
peixes e outros seres que vivem ali. E propiciando o
desenvolvimento de bactérias anaeróbias. Esse fenômeno
denominasse eutrofização. Ela pode ser natural ou provocada por
resíduos urbanos, industriais ou agrícolas.
FIGURA 3 - Eutrofização
EXERCÍCIOS
1. (UFPB) Comente a origem e as conseqüências ecológicas do
fenômeno de eutrofização dos rios.
2. (UFRJ) Apesar de esforços de numerosas equipes de
cientistas em todo o mundo, uma vacina contra a gripe, que
imunize todas as pessoas a longo prazo, ainda não foi conseguida.
A explicação para isso é que o vírus da influenza, causador da
gripe, sofre constantes mutações. Por que essas mutações
diminuem a eficácia das vacinas?
3. (UFRPE) Em relação ao vírus é incorreto afirmar:
a) O material genético pode ser DNA ou RNA
b) São agentes causadores de várias doenças em seres humanos
c) Possuem ribossomos e mitocôndrias essenciais
d) Proteínas compõem sua cápsula externa
4. (UFF – RJ) Os linfócitos T estão estreitamente relacionados à
AIDS por quê:
a) Podem ser destruídos pelos vírus, diminuindo, assim a defesa
contra infecções.
b) Seu número aumenta muito, diminuindo a incidência de
infecções secundárias.
c) Não tem afinidade com as moléculas protéicas do envelope do
vírus
d) Combatem eficazmente o vírus
5. (MACK-SP) Todos os indivíduos pertencentes ao reino Monera,
em sua célula, não apresentam:
a) DNA
b) Ribossomo
c) Cloroplasto
d) Membrana plasmática
6. (UFMG) Dona Margarida observou que uma lata de sardinha
estava estufada e resolveu não consumir o seu conteúdo. Assinale
a alternativa que apresenta uma justificativa incorreta para a
atitude de dona Margarida:
a) O alimento pode conter toxinas produzidas por
microorganismos
b) O alimento pode estar em processo de decomposição
c) Os gases responsáveis pelo estufamento da lata são tóxicos
d) Pode ter ocorrido falta de higiene durante o processo de
embalagem.
7. (UF-PA) Quando dois organismos pertencem a uma mesma
classe obrigatoriamente devem pertencer à (ao) mesma (o):
a) Ordem
b) Família
c) Espécie
d) Gênero
e) Filo
8. (UF-BA) O conjunto de indivíduos semelhantes e capazes de se
inter-cruzarem produzindo descendentes férteis, define
biologicamente:
a) Comunidade
b) Família
c) Gênero
d) Espécie
e) Classe
9. (UFMA) As bactérias reproduzem-se basicamente por um
mecanismo assexuado em que uma bactéria dá origem a outras
duas, geneticamente idênticas. Esse tipo de reprodução é
denominado:
a) bipartição
b) conjugação
c) brotamento
d) laceração
10. (Unifesp) A revista Ciência Hoje (nº. 140, 1998) publicou um
artigo relatando que pesquisadores da Fundação Oswaldo Cruz
desenvolveram uma vela preparada com o bagaço da semente de
andiroba, cuja queima é capaz de inibir o apetite da fêmea do
mosquito Aedes aegypti.
a) Cite uma doença transmitida por esse mosquito.
b) Explique, através do mecanismo de contágio, como a vela de
andiroba pode colaborar na diminuição da proliferação dessa
doença.
11. (UFRRJ) “Surto de cólera atinge centenas de pessoas na
cidade paranaense de Paranaguá. Num período de apenas 12 dias,
entre 26 de março e 7 de abril, mais de 290 habitantes da cidade
de Paranaguá, no estado do Paraná, foram parar em hospitais com
forte diarréia e uma perigosa desidratação. A cólera voltou a
atacar – e com força.” (adaptado de: Revista Época, 12 de abril de
99, p. 68)
a) Identifique o reino a que pertence o agente etiológico da
cólera.
b) Cite duas formas de proteção contra essa doença.
12. (UFC-CE) A AIDS tende a se tornar uma doença crônica (e
não fatal) graças ao maior conhecimento científico e à
precocidade no tratamento. Recentemente, um passo importante
foi dado nesse sentido com a utilização de um “coquetel antiaids”,
desenvolvido pela equipe do doutor David Ho, que dirige o centro
Aaron Diamond, de Nova York, onde se pesquisa a doença. O
coquetel é uma combinação de drogas que inibem a ação da
transcriptase reversa e a proteases.
Com base no texto acima, pergunta-se:
a) Que tipo de moléculas são essas, inibidas pelas drogas que
compõem o coquetel?
b) Qual a função desempenhada por cada uma dessas moléculas
(que são inibidas) utilizadas pelo vírus para se multiplicar?
CAPÍTULO III
SERES VIVOS – REINO PROTOCTISTA E FUNGI
PROTOCTISTA
Características gerais:
São eucariontes. Ou seja, suas células são
eucarióticas.
Também são unicelulares ou pluricelulares.
Podem ser heterótrofos ou autótrofos.
Também podem ser de vida livre ou parasitas
causadoras de doenças
Vivem sozinhos ou formando colônias.
E também têm reprodução assexuada,
principalmente por cissiparidade (divisão binária ou bipartição).
Alguns poucos se reproduzem por conjugação (união) de células,
um tipo de reprodução sexuada ou até por formação de gametas.
1. PROTOZOÁRIOS
Os protozoários são os protoctistas mais estudados.
Isso porque, embora alguns sejam de vida livre, muitos são pa-
rasitas. Os protozoários parasitas podem causar doenças como
disenteria, doença de Chagas, úlcera de Bauru e malária.
Costuma-se dividir os protozoários de acordo com sua forma de
locomoção (movimentação) conforme a tabela a seguir:
FILO RHIZOPODA ou SARCODÍNEOS
Locomovem-se por pseudópodos. Os pseudópodos se
formam por esticamento e encolhimento da célula que forma o
corpo do protozoário. EX.: AMEBAS
FILO ZOOMASTIGOPHORA OU
FLAGELADOS
Locomovem-se por flagelos. O flagelo é uma espécie
de cauda. Ex.: Trypanossoma cruzi (Doença de Chagas) e o
Leishmania brasiliensis (leishmaniose).
FILO CILIOPHORA OU CILIADOS
Locomovem-se por cílios. Os cílios cobrem toda a
célula que forma o corpo do protozoário. Ex.: Paramecium
caudatum
FILO APICOMPLEXA OU ESPOROZOÁRIOS
Não tem estruturas de locomoção próprias. Movem-se
levados pelo ar, ou por algum líquido (água, sangue etc.) uma
estrutura chamada de esporos Ex.: Plasmodium (malária) e o
Toxoplasma gondii (toxoplasmose).
FILO ACTINOPODA OU RADIOLÁRIOS OU
HELIOZOÁRIOS
Apresentam pseudópodes filamentosos, os axópodes,
sustentados por um eixo central e que se projetam como raios em
torno das células. Ex.: Actinophys sp
FILO FORAMINIFERA
Reúne protozoários dotados de uma carapaça
externa, constituída de carbonato de cálcio ou quitina, de onde se
projetam finos e delicados pseudópodes, que servem para a
captura de alimentos EX.: Bolivina soluta
FIGURA 1 – Morfologia dos protozoários
2. ALGAS
Nas algas não aparecem raízes, caules, folhas, vasos
condutores, flores, sementes e frutos. O corpo da maioria das
algas é formado apenas por um talo. Às vezes aparecem
estruturas parecidas com raízes (chamadas rizóides), estruturas
parecidas com caules (chamadas caulóides) e estruturas
parecidas com folhas (chamadas filóides) As algas são quase
todas aquáticas, podendo ser encontradas tanto na água doce
quanto na água salgada. Algumas poucas podem viver em pedras,
troncos ou mesmo na terra, em locais úmidos.
Por serem fotossintetizantes, as algas são
importantes na produção de oxigênio para os ecossistemas. Além
disso, constituem a base da alimentação de animais aquáticos e
algumas espécies são também utilizadas na alimentação humana.
Certas espécies de algas produzem grande quantidade
de substâncias utilizadas comercialmente. É o caso dos alginatos,
substâncias viscosas produzidas por certas espécies de algas
pardas, que são usados na fabricação de papel e como
estabilizadores em cremes dentais e sorvetes.
A reprodução das algas pode ser:
Por esporos: que são células de reprodução
assexuadas. Os esporos saem das algas e, encontrando boas
condições, irão formar novas algas;
Por conjugação: união de células sexuadas
(masculinas e femininas);
Por hormogonia: o corpo da alga
simplesmente se parte, e os pedaços formam novas algas.
Por divisão binária: as algas unicelulares
podem se dividir ao meio.
Por alternância de gerações: muitas algas
alternam entra a reprodução sexuada e assexuada. (com
indivíduos haplóides e diplóides) Ex.: Ulva
Outros exemplos são o ágar e a carragenina,
encontrados em certas espécies de algas vermelhas e usados
para finalidades diversas: na indústria farmacêutica, na
fabricação de cosméticos e de gelatinas, no preparo de meios de
cultura para bactérias, e como emulsionante, estabilizante e
espessante em alimentos.
*As algas UNICELULARES são divididas nos
seguintes grupos:
A - Euglenophyta (euglenas)
B - Dinophyta (dinoflagelados)
C - Bacillariophyta (diatomáceas)
Todas as algas têm o pigmento verde clorofila,
responsável pela fotossíntese. Porém, algumas algas têm outros
pigmentos de outras cores.
*As algas PLURICELULARES são divididas em:
A - ALGAS VERDES OU CHLOROPHYTA
Possuem grande quantidade de clorofila, dai sua cor
verde, Podem ser também unicelulares. São também chamadas
clorofíceas. São as algas que existem em maior quantidade no
nosso planeta. Garantem alimento para muitos peixes e outros
animais aquáticos. Mas, a principal característica das algas
verdes é que elas são as que mais contribuem para a renovação do
oxigênio do nosso planeta, por meio da fotossíntese.
B – ALGAS VERMELHAS OU RHODOPHYTA
São algas que, além da clorofila, possuem grande
quantidade do pigmento vermelho chamado ficoeritrina. Daí a sua
cor vermelha. Também são chamadas de rodofíceas. As algas
vermelhas são mais desenvolvidas que as algas verdes, embora
existam em menor quantidade. As indústrias utilizam algas
vermelhas para a fabricação de laxantes (remédios para prisão
de ventre), gelatinas e sorvetes.
C – ALGAS PARDAS OU MARRONS OU
RHODOPHYTA
São algas que, além da clorofila, possuem grande
quantidade do pigmento castanho chamado fucoxantina. Daí sua
cor parda (marrom). Também são chamadas de algas marrons ou
feofíceas. As algas pardas são as algas mais desenvolvidas que
existem, podendo atingir vários metros de tamanho. São muito
usadas na alimentação humana, principalmente em países como
Japão, China e Coréia. Também podem ser usadas como alimento
para o gado e como adubo para outras plantas.
Importante:
Como muitas algas são formadas apenas por um talo,
estas também são conhecidas como talófitas. Por serem as
plantas mais simples que existem, as algas às vezes são chamadas
de vegetais inferiores.
MARÉ VERMELHA
É um fenômeno relacionado principalmente com a
intensa proliferação do dinoflagelado Gonyaulax, que, sob
determinadas condições, forma populações extraordinariamente
grandes. Essas populações dão origem a extensas manchas
avermelhadas na superfície do mar, donde o nome de maré
vermelha. O grande problema está na elevada toxidade da
neurotoxina eliminada pelo protista, que leva à morte de animais
marinhos. Os principais fatores ecológicos relacionados ao
surgimento das marés vermelhas incluem o aumento da
temperatura e da quantidade de nutrientes da água do mar,
redução da salinidade (que ocorre em períodos de muitas chuvas)
e mar calmo.
FIGURA 2 – Maré vermelha
DOENÇAS CAUSADAS POR PROTOZOÁRIOS
Toxoplasmose Doença de Chagas
Agente etiológico: Toxoplasma gondii (esporozoário)
Características: doença geralmente assintomática, mas em alguns
casos pode causar cegueira, é grave em gestante, pois o
parasita pode passar para o feto, afetando seu sistema
nervoso.
Modo de transmissão: ingestão de cistos do parasita presente nas
fezes dos gatos, que são os hospedeiros naturais e ingestão
de carne crua mal cozida contaminada pelo parasita.
Medidas profiláticas: além de medidas de higiene pessoal e evitar
contato com animais contaminados e ingestão de carne bem-
cozida.
Agente etiológico: Trypanosoma cruzi (flagelado)
Características: hipertrofia de órgãos afetados pelo parasita,
principalmente a do coração.
Modo de transmissão: os principais transmissores são insetos da
espécie Triatoma infestans, vulgarmente conhecido como
barbeiro. Ao picar uma pessoa esses insetos defecam, e em
suas fezes estão as formas infectantes do parasita. Ao coçar
o local, a pessoa facilita a penetração do parasita através da
pele.
Medidas profiláticas: Tratar os doentes. Impedir a proliferação do
barbeiro, usar telas em portas e janelas, cuidados nas
transfusões de sangue. Não construir casa de pau-a-pique.
Giardíase Disenteria amebiana (amebíase)
Agente etiológico: Giárdia lamblia (flagelado)
Características: afeta principalmente o intestino delgado,
provocando diarréia e dores abdominais.
Modo de transmissão: ingestão de alimentos ou de água
contaminada por fezes que contenham cistos do parasita
Medidas profiláticas: implementar saneamento básico, alem de
medidas de higiene pessoal. Tratar os doentes.
Agente etiológico: Entamoeba histolytica (amebóide)
Características: diarréias intensas, com muco e sangue.
Modo de transmissão: ingestão de alimentos ou de água
contaminada por fezes que contenham cistos do parasita
Medidas profiláticas: implementar saneamento básico, alem de
medidas de higiene pessoal, como beber água filtrada e/ou
fervida e lavar bem frutas e verduras antes de ingeri-las.
Tratar os doentes.
Malária Úlcera de Bauru ou Leishmaniose de pele
Agente etiológico: Plasmódium vivax (febre terçã) ou Plasmódium
malarie (febre quartã) ou Plasmódium falciparum (irregular)
Características: acessos febris cíclicos e atinge o fígado
Modos de transmissão: mosquito Anopheles, conhecido também
como mosquito-prego, ou transfusões de sangue.
Medidas profiláticas: eliminar insetos, usar inseticida e telas nas
janelas.
Agente etiológico: Leishmania brasiliensis
Características: ulcerações graves na pele
Modos de transmissão: mosquito-palha ou birigui.
Medidas profiláticas: eliminar insetos (vetor) e usar inseticidas e
telas nas janelas.
FUNGI
Neste Reino encontramos os seres vivos conhecidos
como fungos. Esse grupo tem várias características muito
interessantes.
São seres unicelulares (formados por uma célula), mas
também encontramos seres pluricelulares (formados por várias
células), sendo sua célula chamada de hifa e o seu conjunto de
micélio. Os fungos têm características iguais às das plantas como
a falta de movimentação própria. Mas também têm
características iguais às dos animais (como o fato de não terem
clorofila e por isso não conseguirem realizar fotossíntese). Ou
seja, como os animais, todos os fungos são heterótrofos por
absorção, processo conhecido também como saprofagia, onde o
micélio libera enzimas digestivas, que agem extracelularmente,
degradando moléculas orgânicas. (não conseguem produzir seu
próprio alimento). Os fungos também têm características muito
próprias. Tudo isso fez com que os fungos fossem classificados
dentro de um reino só deles. As células dos fungos são sempre
eucarióticas (da mesma forma que acontece também com as
plantas e animais). Durante o processo de reprodução sexuada,
muitas espécies formam hifas especiais que crescem em
agrupamentos compactos chamados de corpo de frutificação dos
quais os cogumelos e o orelhas-de-pau são exemplos.
A reprodução dos fungos é assexuada, e pode ser de
três tipos diferentes:
Por brotamento: Quando seu corpo forma um broto,
que se solta e dá origem a um novo fungo.
Por fragmentação: Quando seu corpo se divide em
vários pedacinhos e cada pedacinho forma um novo
fungo.
Por esporos: É a forma mais comum. São células
especiais que são produzidas pelos fungos e
carregadas pelo vento ou pela água. Se as condições
no local onde os esporas caírem forem boas, então
eles darão origem a novos fungos.
Os ciclos de vida dos fungos são divididos em duas
fases: uma sexuada e outra assexuada. A fase assexuada é
caracterizada pela formação de esporos por mitose, e os esporos
formados são denominados assexuados. A fase sexuada é
caracterizada pela formação de esporos por meiose, e os esporos
formados são denominados sexuados. Estes são sempre imóveis
disseminados pelo vento. Existem varias fungos de interesse para
o homem. Entre os quais podemos citar:
FIGURA 3 – Estrutura dos fungos
Os mofos ou bolores, que aparecem em
lugares úmidos ou em alimentos que estão em decomposição
(apodrecendo);
As leveduras, usadas na produção de bebidas
alcoólicas (vinho e cerveja) e como fermento na produção de pães
e bolos;
Os cogumelos, sendo alguns comestíveis (como
o champignon) e outros venenosos (como o orelha-de-pau);
Há espécies capazes de produzir substâncias
que atuam como antibióticos e que, portanto, combatem
bactérias. Algumas dessas espécies têm sido usadas na produção
comercial de antibióticos, como é o caso do Penicillium notatum
que sintetiza penicilina.
Os fungos causadores de doenças chamadas
micoses (como o sapinho e a frieira, por exemplo).
FIGURA 4- Líquens
LÍQUENS
São associações mutualísticas entre fungos e algas
verdes ou cianobactérias. A alga sendo autótrofa realiza a
fotossíntese e, assim, produz alimento para ela e para o fungo.
Este, que é heterótrofo, oferece proteção à alga, além de reter
sais e umidade, necessários a ambos. Eles podem ser encontrados
em árvores, troncos, pedras ou muros. Eles são muito sensíveis à
poluição ambiental. Assim a presença de liquens sugere baixo
índice de poluição, enquanto seu desaparecimento sugere
agravamento da poluição ambiental.
EXERCÍCIOS
1. (UNESP-SP) Um determinado candidato a prefeito prometeu
que, se fosse eleito, faria uma grande ampliação da rede de
esgotos e do tratamento de água de sua cidade, para erradicar ou
diminuir a doença de Chagas e a malária. Ele realizou a sua
promessa, mas falhou parcialmente no seu intento; entretanto,
conseguiu erradicar a cólera e amebíase. Qual a explicação
biológica para.
a) A falha apontada?
b) O sucesso conseguido?
2. (FUVEST-SP) As leveduras podem viver tanto na presença
quanto na ausência do gás oxigênio.
a) Que processos de obtenção de energia as leveduras realizam
em cada uma dessas situações?
b) Em qual das situações a atividade metabólica das leveduras é
mais alta? Por quê?
3. (UFPE) Organismos aclorofilados, heterótrofos, unicelulares
ou pluricelulares, utilizados em indústrias farmacêuticas, das
bebidas fermentadas e em panificadoras. Esta descrição refere-
se às (aos):
a) Bactérias
b) Fungos
c) Diatomáceas
d) Protozoários
4. (FAAP-SP) É muito comum o paulistano sair aos sábados com a
família ou com os amigos para ir comer pizza e tomar cerveja.
Tanto a pizza quanto a cerveja só são possíveis de serem feitas
graças a um organismo fermentante. Esse organismo é:
a) Vírus
b) Lêvedo
c) Protozoário
d) Bactéria
5. (PUC-RJ) A malária é uma parasitose transmitida pelo mosquito
Anopheles. Ao ser introduzido no organismo humano o parasita é
levado pelo sangue a um local do organismo onde se transforma
em outras estruturas. Esta transformação ocorre no:
a) Esôfago
b) Estômago
c) Intestino
d) Fígado
6. (UFMA) Em protozoários de vida livre, como na Amoeba
proteus, existe o vacúolo contrátil, cuja função é a:
a) eliminação do excesso de água
b) locomoção
c) digestão de micrcrustáceos
d) absorção de água
e) emissão de pseudópodos
7. (Unicamp-SP) Uma certa quantidade de água de lagoa com
amebas foi colocada em frascos numerados de 1 a 5. Foram
adicionadas quantidades crescentes de sais a partir do frasco 1
até o 5. Observando-se, em seguida, as amebas ao microscópio,
constatou-se uma gradual diminuição da velocidade de formação
de vacúolos pulsáteis a partir do frasco 2. No frasco 5 não se
formaram esses vacúlos.
a) O que aconteceria se as amebas do frasco 1 não tivessem a
capacidade de formar vacúolos? Por quê?
b) Por que no frasco 5 não se formaram vacúolos?
8. (Vunesp –SP) fungos e bactérias têm sido considerados, por
muitos, os vilões entre os seres vivos. Sabemos, entretanto, que
ambos apresentam aspectos positivos e desempenham
importantes funções ecológicas.
a) Cite uma forma pela qual, bactérias e fungos podem contribuir
para a reciclagem de nutrientes minerais.
b) Cite um exemplo de conquista científica no combate a
infecções que foi possível a partir da utilização de fungos.
9. (EEM-SP) “Engana-se quem acha que uma salada com cogumelos
é um prato vegetariano. Cientistas descobriram que as
características genéticas dos fungos (categoria à qual pertencem
os cogumelos) estão muito mais próximas às dos animais do que às
dos vegetais. As novidades vêm do 16º Congresso Internacional
de Botânica, em St. Louis (EUA). (Isto É, “Salada sem cogumelo”,
08 de setembro. de 99)
Cite três características dos fungos que os tornam mais próximos
de animais do que de vegetais.
CAPÍTULO IV
SERES VIVOS – REINO VEGETAL
Nem todas as plantas têm todos os órgãos possíveis.
Ou seja, nem todas elas têm raiz, caule, folhas, vasos condutores
de seiva bruta e seiva elaborada, flores, sementes e frutos. O
Reino Vegetal é dividido, justamente, de acordo com os órgãos
que as plantas podem ter. Vejamos, agora, os principais grupos do
Reino Vegetal e exemplos de plantas de cada um desses grupos.
BRIÓFITAS
As briófitas são plantas menos evoluídas que as
outras plantas que veremos a seguir. Nas briófitas não aparecem
raiz, caule, folhas, vasos condutores, flores, sementes e frutos.
Mas em todas elas seu corpo é formado por um talo, dividido em:
rizóides, caulóides e filóides. São sempre plantas de pequeno
tamanho. Secretam em sua epiderme substâncias
impermeabilizantes e protetoras. Nos gametófitos existem poros
e nos esporófitos estômatos que por onde ocorrem as trocas
gasosas com o ar. As briófitas, em sua grande maioria não são
aquáticas, mas ainda dependem totalmente da água,
principalmente para a reprodução Por isso vivem sempre em
lugares úmidos e de sombra.
A reprodução das briófitas ocorre por um sistema
chamado de alternância de gerações. Nesse tipo de reprodução,
uma geração se reproduz por esporas (assexuadamente), a
geração seguinte se reproduz com gametas masculinos e
femininos (sexuadamente), depois vem outra geração com
reprodução assexuada, e assim alternadamente.
Na alternância de gerações, as plantas que se
reproduzem por esporas são chamadas esporófitos. E as plantas
que se reproduzem por gametas são chamadas gametófitos. Nas
briófitas, na fase de gametófito a planta é mais desenvolvida e
dura mais que na fase de esporófito. As briófitas são divididas
em três grupos:
A – MUSGOS
São as briófitas mais conhecidas. Os musgos são
aquelas plantinhas bem verdes que formam um tipo de tapete
aveludado e escorregadio em pedras, nos locais onde há bastante
umidade.
B – HEPÁTICAS
Não são tão conhecidas como os musgos. Receberam o
nome de hepáticas porque têm a forma aproximada de um fígado
(hepato = fígado).
C – ANTÓCEROS
São também pouco conhecidas. Os antóceros são bem
parecidos com as hepáticas, embora não tenham a semelhança
com o formato dos fígados.
FIGURA 1 - Musgo
As briófitas não são muito conhecidas porque além de
serem poucas espécies, não têm importância para a alimentação e
nem para as indústrias. As briófitas às vezes são chamadas de
vegetais intermediários, por serem mais evoluídas que as algas e
menos evoluídas que as plantas superiores.
FIGURA 2 – Ciclo de vida dos musgos
PTERIDÓFITAS
Também chamadas de filicíneas as pteridófitas são
um grupo muito importante dentro do Reino Vegetal. Isso porque
as elas são as primeiras plantas que apresentam raiz, caule e
folhas verdadeiros. E, mais importante ainda, são as primeiras
plantas que apresentam vasos condutores de seiva bruta (água e
sais minerais) chamados de xilema e vasos condutores de seiva
elaborada (solução de açúcar e outros compostos) chamados de
floema. Porém, as pteridófitas ainda não apresentam flores,
sementes nem frutos.
A reprodução delas também ocorre por alternância de
gerações, como nas briófitas. A diferença principal é que nelas,
na fase de esporófito (assexuada), a planta é mais desenvolvida e
dura mais que na fase de gametófito (sexuada).
A samambaia, a avenca, a renda-portuguesa e o xaxim
são os exemplos mais conhecidos de pteridófitas. Todas muito
usadas como plantas de enfeite nas casas.
Nas folhas grandes da samambaia (fase de
esporófito), podemos ver algumas bolinhas, geralmente de cor
marrom. Essas bolinhas são chamadas soros, e dentro delas
existem os esporângios. Quando estão maduros, os esporângios
se abrem, e deles saem os esporos. Os esporos, por sua vez, são
as células de reprodução assexuada que produzirão novas plantas
(gametófitos).
FIGURA 3 – Ciclo de vida das samambatias
GIMNOSPERMAS
As gimnospermas são plantas que, além da raiz, caule,
folhas e vasos condutores, apresentam pela primeira vez duas
estruturas muito importante: a flor e a semente. Porém, as
gimnospermas ainda não são capazes de produzir frutos. As
flores das gimnospermas são feias, sem cor nem perfume e com
aparência de madeira. Também chamadas de estróbilos, as flores
das gimnospermas não protegem as sementes que ficam presas a
elas, ou seja, suas sementes ficam à vista. Daí justamente vem o
nome gimnosperma (gimno == nua, sperma == semente).
Um exemplo bem conhecido de flor de gimnosperma
são as pinhas, dos pinheiros, que usamos como enfeites de Natal.
Um exemplo de semente de gimnosperma são os pinhões, que
comemos nas festas juninas. A reprodução das gimnospermas é
sexuada, e ocorre da seguinte forma:
As gimnospermas podem ter estróbilos
(flores) masculinos e femininos;
Os estróbilos masculinos produzem grãos de
pólen, que são os gametas (células sexuais) masculinos;
Os estróbilos femininos produzem óvulos,
que são os gametas (células sexuais) femininos;
Os grãos de pólen passam através do tubo
polínico fecundam os óvulos, dando origem ao embrião. Este
embrião ficará protegido e alimentado dentro da semente;
Quando as sementes caem ao chão, ocorre o
brotamento (desenvolvimento do embrião) e a formação de uma
nova planta.
As gimnospermas se dividem em dois grupos:
A – CICADÍNEAS
São as gimnospermas mais simples e menos
conhecidas que existem. Seus principais representantes são as
cicas. As cicas são arbustos (árvores bem pequenas).
B – CONÍFERAS
As coníferas são bem mais desenvolvidas e conhecidas
que as cicadíneas. Recebem este nome porque suas flores (pinhas)
têm forma de cone. Dentro do grupo das coníferas encontramos:
Todos os pinheiros: pinheiro comum,
pinheiro de natal, cedro, araucária (pinheiro-do-paraná), cipreste,
etc.;
As sequóias: típicas da América do Norte
são as maiores árvores do mundo e podem viver aproximadamente
3.000 anos
FIGURA 4 – As pinhas são estróbilos (flores) das gimnospermas
As gimnospermas têm enorme importância para o
homem, pois fornecem:
Madeira: para os mais variados fins;
Celulose: para a fabricação de papel;
Substâncias químicas: para a fabricação de
perfumes, desinfetantes e bebidas;
Alimento: na forma dos pinhões.
Atenção: Como você pode ver, os pinhões são
sementes e não frutas. Lembre que os pinhões são produzidos
pelas gimnospermas e as gimnospermas não produzem frutos.
ANGIOSPERMAS
As angiospermas são as plantas mais evoluídas que
existem. Possuem raiz, caule, folhas, vasos condutores, flor e
semente. Porém, o mais importante é que as angiospermas são as
primeiras e únicas plantas que produzem frutos. Os frutos são
reservas de alimentos que se formam nos ovários das flores após
a fecundação.
A reprodução das angiospermas também é sexuada.
As flores produzem grãos de pólen e óvulos. Os grãos de pólen e
os óvulos se unem, dando origem aos embriões, que ficam dentro
das sementes, que por sua vez ficam dentro dos frutos. Os
embriões se desenvolvem e formam as novas plantas. As
angiospermas se dividem em dois grandes grupos: as
monocotiledôneas e dicotiledônea. As plantas desses dois grupos
têm diferenças nos tipos e raízes, folhas e flores. Etc. Porém, a
principal diferença entre elas está nas sementes.
A – MONOCOTILEDÔNEAS
As monocotiledôneas são plantas angiospermas que
têm apenas um cotilédone em cada semente (mono =1). Como
vimos anteriormente, o cotilédone é a estrutura que transfere os
alimentos da semente para o embrião.
B – DICOTILEDÔNEAS
As dicotiledôneas são plantas angiospermas que têm
dois cotilédones em cada semente. Atualmente, as angiospermas
são as plantas Que dominam nosso planeta. Existem mais espécies
de angiospermas do que de todas as outras plantas juntas.
Logicamente, esse sucesso das angiospermas se deve ao fato de
elas serem as plantas mais evoluídas que existem. Principalmente
pela presença de sementes e frutos. Como já vimos, as sementes
e os frutos ajudam essas plantas a se espalharem, pois podem ser
levados para longe pelo vento, pela água ou por animais. Por serem
as plantas que existem em maior quantidade, as angiospermas são
também as plantas mais utilizadas na alimentação do homem e dos
animais que servem de alimento para o homem. As angiospermas
são também as plantas mais usadas no fornecimento de madeiras
e de várias substâncias utilizadas nas indústrias.
MONOCOTILEDÔNEAS DICOTILEDÔNEAS
COTILÉDONE Um cotilédone Dois cotilédones
FOLHAS Nervuras paralelas e folhas invaginantes Nervuras reticuladas e folhas pecioladas
FLORES Compostas de 3 elementos ou múltiplos Compostas de 4 ou 5 elementos ou seus
múltiplos
FRUTOS Frutos com 3 lojas ou múltiplos Frutos com 2 ou 5 lojas ou múltiplos
ESTRUTURA INTERNA DO CAULE Feixes vasculares espalhados pelos caules Feixes vasculares dispostos em torno de um
cilindro central (xilema no centro e floema
em volta)
SISTEMA RADICULAR Fasciculado Pivotante
EXEMPLOS Alho, cebola, abacaxi, bambu, arroz, trigo,
centeio, aveia, cana-de-açúcar, milho,
gengibre, palmeiras, coco-da-baía etc.
Eucalipto, rosa, morango, pêra, maçã, feijão,
ervilha, goiaba, algodão, cacau, mandioca,
tomate, café etc.
OS TECIDOS PRIMÁRIOS DAS PLANTAS
A partir dos meristemas apicais formam-se os meristemas
primários, que são a protoderme, o meristema fundamental e o
procâmbio.
TECIDOS
PRIMÁRIOS
ORIGINA FUNÇÃO
PROTODERME Epiderme Tecido que reveste o corpo da planta, impede a perda excessiva de água e permite trocas de gases
necessários à respiração e a fotossíntese. É geralmente uniestratificada, formada por células
justapostas, achatadas, aclorofiladas e com grande vacúolo. Na superfície externa pode haver
deposição de cutina ou cera, que são substâncias impermeabilizantes. Diferenciam-se na epiderme
estruturas como estômatos (é formado por duas células clorofiladas e uma abertura chamada de
ostíolo que controla a transpiração e trocas gasosas na planta), tricomas (controlam a perda de
água ou secretores de sustâncias oleosas, digestivas ou urticantes) e os pêlos (na epiderme da raiz
responsável pela absorção de água e sais minerais) e acúleos (são estruturas pontiagudas com
função de proteção da planta contra predadores, são freqüentemente confundidos com espinhos,
que são folhas ou ramos modificados. Os “espinhos” das roseiras na realidade são acúleos, que são
facilmente destacáveis, o que não ocorre com os espinhos).
MERISTEMA
FUNDAMENTAL
Parênquimas,
colênquimas e
esclerênquima
Parênquimas (formados por células vivas e classificados como: parênquima clorofilado, aqüífero,
aerífero amilífero), pelo colênquima (é um tecido de sustentação formado por células vivas,
geralmente alongadas e com paredes espessadas, ricas em celulose) e pelo esclerênquima (é um
tecido de sustentação formado por células mortas, com parede celular espessada em função de
depósito da lignina).
PROCÂMBIO Sistema
vascular
primário:
Xilema (lenho) e
floema (líber)
Xilema ou lenho (é um tecido responsável pelo transporte de seiva bruta – água e sais minerais) e o
floema ou líber (condutor de seiva elaborada – substância orgânica derivadas da fotossíntese) no
caule de dicotiledôneas, os feixes vasculares dispõem-se formando um círculo ao redor da medula;
nas monocotiledôneas, esses feixes encontram-se difusamente distribuídos pelo parênquima. Os
feixes vasculares do caule são formados por floema, mais externo, e xilema, mais interno
FRUTOS E PSEUDOFRUTOS
Os frutos são estruturas auxiliares no ciclo reprodutivo das
angiospermas: protegem as sementes e auxiliam em sua
disseminação. Eles correspondem ao ovário amadurecido, o que
geralmente ocorre após a fecundação. Nos casos em que o ovário
origina o fruto sem que tenha ocorrido a fecundação, não há
formação de sementes e o fruto chama-se partenocárpio, caso da
banana e da laranja-da-baía.
Os pseudofrutos são estruturas suculentas que contém reservas
nutritivas, mas que não se desenvolvem a partir do ovário. Podem
ser: simples (provenientes do desenvolvimento do pedúnculo ou do
receptáculo de uma só flor – maçã e caju), compostos
(provenientes do desenvolvimento do receptáculo de uma única
flor, com muitos ovários - morango) e múltiplos (provenientes do
desenvolvimento de ovários de muitas flores de uma inflorescência,
que crescem juntos numa única estrutura – amora, abacaxi e figo)
ABSORÇÃO
A absorção de água e sais minerais do meio ocorre
principalmente na região dos pêlos absorventes da raiz. Existem
duas vias por meio das qual a água e os sais atingem o cilindro
central. As substancias atravessam o citoplasma das células do
córtex da raiz; os sais são transportados por transporte ativo de
uma célula para outra, criando um gradiente de concentração que
resulta no fluxo da água também de célula para célula por
osmose. Além passar por entre as paredes celulares e não
atravessam o citoplasma das células; neste caso, os sais são
transportados por difusão. Ao chegar ao cilindro central, os sais
minerais são transferidos por processo ativo para dentro do
xilema, e a água é transferida por osmose. Forma-se assim a seiva
bruta, que será distribuída pelo xilema das raízes até as folhas.
CONDUÇÃO DA SEIVA BRUTA
O xilema apresenta os elementos de vaso e os traqueídes, células mortas que se dispõem de modo a formar longos e
estreitos canais desde a raiz até as folhas. Sendo estreitos, a água ascende por capilaridade, devido à propriedade de adesão e coesão
que as moléculas de água possuem. A ascensão cessa quando o peso da coluna líquida torna-se maior que a adesão das moléculas de água
à parede do tubo (chega até 1 metro do solo).
A pressão positiva ou impulso da raiz está relacionado com o transporte ativo de sais para o interior do xilema da raiz, o qu e
provoca o aumento da concentração osmótica em relação à solução aquosa do solo. Com isso, há grande entrada de água por osmose no
xilema da raiz, impulsionando a seiva bruta para cima. Quando o solo está muito úmido, pode ainda ocorrer um fenômeno chamado de
gutação que consiste em perda de gotículas de água pelos hidatódios localizados nas pontas das folhas.
A pressão da raiz não explica a condução da seiva bruta até a copa das árvores altas. O que melhor explica essa condução é
a teoria da coesão-tensão, formulado por Dixon, chamada de teoria de Dixon. Segundo ela a perda de água por transpiração nas folhas
atuaria como uma forma de sucção da água. A perda de água por transpiração nas folhas faz com que as suas células fiquem com força
de sucção aumentada. Com isso, tendem a absorver, por osmose, água do xilema onde a concentração é menor.
CONDUÇÃO DA SEIVA ELABORADA
A condução da seiva elaborada é chamada de
translocação. A teoria de fluxo em massa ou pressão ou equilíbrio
osmótico, diz que a seiva elaborada move-se através do floema,
ao longo de um gradiente decrescente de concentração, desde o
local que é produzida até o local em que é consumida. Retirando-
se um anel completo da casca de um tranco (anel de malpighi),
pode-se notar, após algumas semanas, que a casca logo acima do
corte fica com acúmulo de seiva elaborada. As folhas continuam
a receba a seiva bruta, mas as raízes e demais partes abaixo do
corte deixarão de receber a seiva elaborada, que irá morrer.
TRANSPIRAÇÃO
Na folha, a transpiração pode ocorrer através da
cutícula que reveste a epiderme, recebendo o nome de
transpiração cuticular, ou através dos estômatos, sendo
denominada transpiração estomática. A cuticular é pouco intensa
e independe do controle do organismo. Já a estomática é o
principal de perda de água pela planta e depende do controle do
organismo. A abertura e o fechamento dos estômatos são
controlados por diversos fatores, sendo o principal deles a água.
Se as planta estiverem com um suprimento adequado de água, as
células estomáticas permaneceram túrgidas, mantendo o ostíolo
aberto; com o suprimento insuficiente, as células perdem água e
consequentemente o turgor, e fecham o ostíolo.
HORMÔNIOS VEGETAIS
Existem vários tipos de auxinas produzidas pela
própria planta. Elas promovem o crescimento da raiz em
concentrações baixas. Por outro lado grandes concentrações
promovem o crescimento do caule. As auxinas controlam os
tropismos, que são movimentos orientados por um estímulo e que
ocorrem em função do crescimento. São exemplos de estímulos à
luz (fototropismo) e a força da gravidade da Terra
(geotropismo). Controla também a queda das folhas, fenômeno
chamado de abscisão. O etileno é um gás produzido por varias
partes das plantas, e que atua no amadurecimento de frutos.
HORMÔNIO LOCAL DE PRODUÇÃO E EFEITO
GIBERELINAS Produz folhas jovens, sementes imaturas e frutos. Estimulam o alongamento e a
divisão celular. Promovem alongamento caulinar, germinação de sementes, crescimento
de folhas, produção de flores e frutos
CITOCININAS Produzida nas raízes e conduzida para toda a planta. Estimulam à divisão e a
diferenciação celular, a diferenciação e o crescimento de raízes; induzem o
desenvolvimento de gemas laterais e retardam o envelhecimento da planta
ETILENO
Gás produzido em várias partes da planta. Atua na indução do amadurecimento de
frutos e promove a abscisão foliar.
ÁCIDO ABSCÍSICO (ABA) Produzido nas folhas, no caule e no ápice radicular. Inibe o crescimento das plantas,
Induzindo a dormência de gemas e de sementes. Induz o fechamento dos estômatos.
EXERCÍCIOS
1. (USU – RJ) Os primeiros vegetais na escala botânica que
possuem vasos lenhosos (xilema) e liberianos (floema) para a
condução da seiva são as:
a) Pteridófitas
b) Briófitas
c) Feófitas
d) Angiospermas
e) Gimnospermas
2. (Objetivo – SP) Considere os seguintes vegetais:
I – Avenca
II – Bolor
III – Musgo
IV- Samambaia
Pertencem ao grupo das pteridófitas apenas:
a) I e II
b) I e III
c) II e III
d) III e IV
e) I e IV
3. (UM-SP) Para diferenciar gimnosperma de angiosperma, penso
basicamente na:
a) Ausência de frutos nas angiospermas
b) Ausência de sementes nas gimnospermas
c) Ausência de flores nas gimnospermas
d) Presença de frutos nas gimnospermas
e) Ausência de frutos nas gimnospermas
4. (UFSCar-SP) O grande sucesso das gimnospermas e das
angiospermas pode ser atribuído a duas importantes adaptações
ao ambiente terrestre. Responda:
a) Quais são estas duas adaptações?
b) Qual dessas adaptações permitiu a classificação das
fanerógamas em gimnospermas e angiospermas?
5. (UFRJ) As flores que se abrem à noite, como por exemplo, a
dama da noite, em geral exalam um perfume acentuado e não são
muito coloridas. As flores diurnas, por sua vez, geralmente
apresentam cores mais intensas. Relacione essa adaptação ao
processo de reprodução desses vegetais.
6. (UFJF-MG) Em uma excursão realizada por estudantes, foi
feita uma série de observações listadas a seguir. Relacione as
observações com os itens abaixo:
A – Uma certa espécie de planta clorofilada, com poucos
centímetros de altura, vivendo em lugar úmido e sombreado,
apresentando rizóides e desprovida de tecidos condutores
B – Uma enorme árvore apresentando na ponta dos ramos uma
estrutura coniforme com enorme quantidade de grãos-de-pólen.
C – Uma planta rasteira, com flores vistosas, porém pequenas,
apresentando o cálice e carola com três peças. Ovário constituído
por três lóculos unidos.
1- Briófita 2 – Pteridófita
3 – Gimnosperma 4 – Angiosperma
A opção CORRETA é:
a) A-1, B-2, C-3
b) A-2, B-3, C-4
c) A-2, B-4, C-3
d) A-1, B-3, C-4
e) A-I. B-4, C-3
7. (UFPI) Em regiões de clima úmido, como serras, encontramos
muitos vegetais como samambaias e avencas designadas como
pteridófitas. A característica fisiológica que aproxima esse
grupo vegetal das angiospermas é:
a) A presença de raiz
b) O transporte da seiva por vasos condutores
c) O crescimento de frutos
d) A presença de folhas
e) A formação de sementes
8. (UFSC) Sobre flores responda:
a) As flores coloridas das angiospermas são interpretadas como
uma aquisição evolutiva que aumenta a eficiência da reprodução
sexuada. De que modo isso ocorre?
b) Dê que forma isso contribui para a variabilidade das espécies?
9. (Uesb-BA) Um acontecimento importante na evolução das
estruturas associadas à reprodução dos fanerógamos foi o
aparecimento de sementes que:
a) Possibilitam a adaptação geral do grupo a ambientes
aquáticos
b) São estruturas sempre protegidas pelos frutos.
c) Correspondem ao ovário fecundado e desenvolvido
d) Dificultam a dispersão dos vegetais mais evoluídos
e) Contém reserva alimentar para o embrião
10. (Unicamp-SP) A transpiração é importante para o vegetal, por
auxiliar no movimento de ascensão da água através do caule. A
transpiração nas folhas cria uma força de sucção sobre a coluna
de água do xilema. À medida que esta se eleva mais água é
fornecida à planta. Mencione uma maneira pela qual, as plantas
evitam transpiração.
11. (UFPB) Um florista que só dispunha de flores brancas em sua
loja, resolveu tentar colori-las de vermelho. Para isto, em um vaso
com água, dissolveu anilina vermelha e mergulhou, nessa solução, a
haste de um dos ramos de flores brancas. Após duas horas, as
flores ficaram coloridas de vermelho. Como se pode explicar esse
resultado?
12. (UFSE) Hidroponia é a técnica na qual, as plantas são
cultivadas em:
a) Soluções balanceadas de sais minerais, bem arejadas e na
presença de luz.
b) Soluções balanceadas de sais minerais, na ausência de oxigênio
e de luz.
c) Ausência de água, mas de luz.
d) Água destilada bem arejada, mas em presença de luz.
13. (UFJF-MG) Alguns insetos sugadores alimentam-se de seiva
elaborada pelas plantas, introduzindo seu aparelho bucal nas
nervuras das folhas. Para a obtenção dessas substâncias, o tecido
vegetal que deve ser atingido pelo aparelho bucal desses insetos
é o:
a) parênquima
b) colênquima
c) xilema
d) floema
14. (UEL-PR) A banana não tem sementes porque na realidade:
a) É um pseudofruto, ou seja, não é um fruto verdadeiro
b) É um fruto múltiplo, que não foi polinizado
c) É um fruto carnoso, partenocárpico
d) A banana não é um fruto
15. (FUVEST-SP) A remoção de um anel da casca do tronco de
uma árvore provoca um espessamento na região situada logo
acima do anel. A árvore acaba morrendo.
a) O que causa o espessamento? Por quê?
b) Por que a árvore morre?
c) Se o mesmo procedimento for feito num ramo, as folhas ou
frutos desse ramo tenderão a se desenvolver mais do que os de
um ramo normal. Por que isso ocorre?
d) No inverno, em regiões temperadas, a remoção do anel não
causa espessamento nas árvores que perdem as folhas. Por quê?
16. (UNESP) Os moradores de uma cidade sentem-se orgulhosos
pela beleza de suas praças e alamedas. Todos os anos, em
determinado mês, quase todos os ipês da cidade florescem e as
deixam enfeitadas de amarelo e roxo. O florescimento
simultâneo dos ipês é devido ao:
a) Fato de todas as árvores terem sido plantadas na mesma época
b) Fato de todas as árvores terem sido plantadas com a mesma
idade ou grau de desenvolvimento
c) Fato de só nessa época do ano haver agentes polinizadores
específicos
d) Fototropismo
CAPÍTULO V
ANIMAIS INVERTEBRADOS
PORÍFEROS
As esponjas ou poríferos não possuem tecidos bem
definidos nem órgãos estabelecidos. Sua organização é muito
simples. Realizaram digestão intracelular. A respiração e a
excreção ocorrem por difusão direta entre as células e a água
circulante através dos canais do corpo.
A parede do corpo é formada pela epiderme, pelo
mesênquima e pelo revestimento interno de células flageladas
com colarinho transparente, chamadas coanócitos. No
mesênquima, encontram-se os amebócitos. Existem poros
inalantes (óstios), por onde a água entra no corpo do porífero, e
um poro exalante (ósculo), por onde a água sai do porífero. A
cavidade central, forrada de coanócitos, é o átrio ou
espongiocele. No mesênquima, podem ser encontradas as
espículas calcárias ou silicosas, que fazem a sustentação do corpo
do animal. Há, contudo, esponjas sem espículas. Sua reprodução
pode ser do tipo sexuada por meio de fecundação cruzada e
interna ou assexuada por bipartição. Do ovo resulta uma larva,
que é eliminada pelo ósculo, nada e vai fixar-se ás rochas,
originando outra esponja.
FIGURA 1 – Esquema de um porífero
CNIDÁRIOS
Fazem parte desse grupo às anêmonas, corais, água-
vivas e caravelas. Também chamados de celenterados, são mais
evoluídos que as esponjas. Possuem tecidos e alguma evidencia de
órgãos. Embora façam a digestão intracelular, promovem muito
mais intensamente a digestão extracelular. Possuem gônadas,
onde são formados os gametas. Têm um rudimento de sistema
nervoso difuso. Revelam movimentos ativos notáveis graças a
células epitélio-muscular. Podem mostrar-se na forma de pólipos
ou de medusas. O corpo possui duas camadas: a epiderme e a
gastroderme. Entre elas, há uma camada gelatinosa – a mesogléia.
A cavidade central e interior do corpo é a cavidade
gastrovascular. Alguns se reproduzem por metagênese: as
medusas reproduzem-se sexuadamente dando pólipos, e estes se
reproduzem assexuadamente dando novas medusas. Outros
celenterados reproduzem-se apenas sexuadamente. E há,
também, os que se reproduzem assexuadamente por brotamento
ou por fragmentação do corpo. A parede de seu corpo possui
cnidócitos, células especiais para a defesa, que contém
nematocistos (cápsulas com filamento extensíveis inoculador de
toxina).
FIGURA 2 – Ciclo de vida dos cnidários
PLATELMINTOS
Compreendem os vermes achatados
dorsoventralmente e abrangem as planárias, esquistossomos e
solitárias. São mais evoluídos que as esponjas e celenterados
porque são triblásticos, apesar de serem acelomados e revelam
simetria bilateral. Possuem sistema nervoso simples, com gânglios
cerebróides comandando filetes nervosos que correm ao longo
das partes laterais do corpo. Sistema excretor constituído de
células–flama, que eliminam o excesso de água e os catabólitos
para o exterior através do sistema de canais. Sua respiração é
por difusão.
Quanto à reprodução a maioria é hermafrodita,
podendo ou não fazer a autofecundação. Os esquistossomos,
entretanto, são dióicos (têm sexos separados). As solitárias
podem atingir a vários metros de comprimento, possuem ventosas
na cabeça para a fixação. Não há qualquer rudimento de sistema
digestivo. Nutrição por difusão através da superfície corporal.
As tênias podem ser de dois tipos a solium (carne de porco) e a
saginata (carne de vaca). As tênias evoluem até a fase de larva no
hospedeiro intermediário e concluem a evolução do hospedeiro
definitivo. A larva é denominada cisticerco. Quando o homem se
contamina com os ovos e fazem assim o papel de hospedeiro
intermediário evolui uma doença mais agressiva que é a
cisticercose.
A esquistossomose, também conhecida como doença
do caramujo, desenvolve-se até a fase de larva (cercaria) no
caramujo, que penetra na pele humana e vai terminar a sua
evolução nas veias do intestino e do fígado.
FIGURA 3 - Planária
ANELÍDEOS
Possuem o corpo segmentado em anéis e a
segmentação externa corresponde à segmentação interna. Alguns
possuem apêndices locomotores não-articulados chamados
cerdas, que se implantam em nódulos carnosos denominados
parapódes. Há os que não possuem cerdas. E há até os que são
fixos, vivendo no interior de tubos calcários, no fundo do mar.
Respiração cutânea nos de hábitat terrestre; branquial, nos de
hábitat aquático.
Dividem-se em poliquetas (nereide), oligoquetas
(minhoca) e aquetas ou hirudíneos (sanguessuga). Em poliquetas
ocorre reprodução assexuada. Mas a forma mais comum de
reprodução é a sexuada, por meio de cruzamento e fecundação
interna. As minhocas são hermafroditas de fecundação cruzada.
FIGURA 4 – Fecundação cruzada das minhocas
NEMATELMINTOS
Formam a principal classe do filo dos Aschelminthes.
Com corpo cilíndrico, recoberto por uma cutícula resistente, com
sistema bilateral e dotado de pseudoceloma. Numerosas espécies
de vida livre, porém muitas outras, parasitas de animais e plantas.
Não possuem sangue nem sistema circulatório, muito menos
sistema respiratório. A respiração é anaeróbia e todos são
dióicos. São eles: Áscares lombricóide, Ancylostoma duodenale,
Wuchereria bancrofti e Ancylostoma brasiliensis
FIGURA 5 – BICHO GEOGRÁFICO
Ascaris lumbricoides (lombriga) Ancylostoma duodenale
Modo de transmissão: ingestão de alimentos ou água contaminada
por ovos da lombriga.
Medidas profiláticas: saneamento básico, lavar bem os alimentos,
as mãos, e tratamento dos doentes.
Sintomas: cólicas intestinais e náuseas, manchas brancas pelo
corpo, bronquite e pneumonia em decorrência da migração das
larvas pelos brônquios e pulmões.
Modo de transmissão: penetração ativa de larvas do parasita,
presentes no solo, no corpo humano através da pele.
Medidas profiláticas: saneamento básico; evitar contato da pele
com solos contaminados, tratamento de doentes.
Sintomas: anemia, por perda de sangue, ficando a pessoa pálida
(amarela), daí chamada de amarelão. Pode ainda provocar
bronquite, porque o verme percorre o corpo da pessoa atingindo
o pulmão.
Wuchereria bancrofti (filaria) Ancylostoma brasiliensis (bicho-geográfico)
Modo de transmissão: picada de mosquitos do gênero Culex, que
transmitem as larvas desse parasita para o ser humano.
Medidas profiláticas: controle da população do vetor, uso de
repelentes de insetos, uso de telas em janelas e tratamento de
doentes.
Sintomas: inchaço causado pela obstrução dos vasos linfáticos,
que são os responsáveis pela remoção do excesso de líquidos nos
tecidos. Em casos mais graves, causa a elefantíase: grande
aumento principalmente das pernas, do escroto ou das mamas.
Modo de transmissão: penetração ativa de larvas na pele humana.
Medidas profiláticas: evitar contato da pele, com solo ou areia
contaminados. Evitar levar cães e gatos para praias ou tanques
de areia.
Sintomas: forte irritação na pele, com coceira intensa,
especialmente à noite, o que pode causar insônia.
ARTRÓPODES
Possuem membros locomotores articulados em numero
par. Corpo protegido por exoesqueleto rígido de quitina e com
tubo digestivo completo, inclusive com glândulas salivares, fígado
e pâncreas, estes últimos fundidos em um único órgão chamado
de hepatopâncreas. Esse exoesqueleto sofre muda ou ecdise toda
vez que o artrópode precisa crescer. Existe um sistema
respiratório, sendo a maioria com respiração traqueal, embora os
de hábitat aquático tenham respiração branquial. A circulação é
aberta, isto é, o sangue circula primeiramente por vasos e, a
seguir, é projetado para lacunas no meio dos tecidos, de onde
volta depois para os vasos. O sangue tem características mistas
de sangue e linfa, daí preferivelmente ser chamado de hemolinfa.
A excreção se faz por meio dos tubos de Malpighi (na
maioria deles) estruturas mais evoluídas que as nefrídicas de uma
minhoca. Possuem um sistema nervoso ganglionar, ventral, bem
desenvolvido.
Aparecem também, órgãos dos sentidos muito
especializados situados na cabeça (órgãos auditivos, olhos e
antenas) alguns sofrem metamorfose durante o seu
desenvolvimento. Os artrópodes dividem-se em crustáceos,
insetos, aracnídeos, diplópodes e quilópodes.
Crustáceos: quase todos aquáticos (dulcícolas
ou marinhos); número de patas variável; dois pares de antenas;
cefalotórax e abdome; alguns com revestimento calcário.
Divididos em duas subclasses: entomostráceos e malacostráceos
Insetos: hexápodos, ápteros (sem asas como
as formigas, piolho, pulga e traça); dípteros (com um par de asas
como os mosquitos e moscas) e tetrápteros (dois pares de asas);
díceros (cabeça com um par de antenas); com cabeça, tórax e
abdome. Alguns são transmissores de doenças infecto-
contagiosas. Diversas ordens.
Aracnídeos: octópodos; áceros (sem antenas);
com cefalotórax e abdome. Alguns são peçonhentos (aranhas e
escorpiões); outros ectoparasitos de animais e do homem
(carrapatos). Algumas espécies são inofensivas.
Diplópodos: corpo dividido em cabeça e
tronco. Tronco com numerosos anéis, cada um com dois pares de
patas; díceros (cabeça com um par de antenas); Inofensivos (não-
peçonhentos).
Quilópodes: cabeça e tronco. Um par de patas
em cada anel. São díceros (cabeça com um par de antenas);
Peçonhentos
FIGURA 6 – Ecdise da cigarra
MOLLUSCA
O filo compreende animais de corpo mole, portadores,
na maioria das vezes, de uma concha calcária. Muitos são
consumidos na alimentação, alguns produzem pérolas e outros,
ainda, atuam como hospedeiros intermediários de parasitas. Com
exceção das ostras, mexilhões e mariscos, todos possuem uma
espécie de aparelho mastigador chamado rádula. O corpo é
dividido em cabeça, pé e manto (que é o revestimento da massa
visceral, com função de produção da concha).
Os moluscos se dividem em cinco classes:
Anfineuros – marinhos, recobertos por oito
placas transversais. Quítons.
Escafópodos – concha afunilada e recurvada
como um dente. Marinhos. Dentalium
Gastrópodes – divisão do corpo nítida em
cabeça, pé e massa visceral. Pé em forma de palmilha. Massa
visceral coberta pela concha da maioria das espécies. A concha é
produto de secreção do manto. Concha univalva. Alguns são
marinhos, outros são dulcículas e outros, ainda são terrestres.
Vulgarmente: caramujos, caracóis e lesmas.
Pelecípodos – compreendem as ostras,
mariscos e mexilhões. Concha bivalva. Pé em forma de lâmina de
machado. As brânquias filtram partículas alimentares e algas
microscópicas, que conduzem à boca, razão pela qual são
considerados animais filtradores.
Cefalópodes – o corpo possui massa visceral
(num saco pendente da cabeça, como se observa nos polvos),
cabeça e pés em forma de tentáculos. Estes ficam ligados
diretamente à cabeça. Não há concha externa, mas as lulas
possuem uma concha interna calcária. Aliás, elas também possuem
um sifão que lhes permite o deslocamento por jato-propulsão.
FIGURA 7 - Molusco
ECHINODERMATA
Abrange invertebrados estritamente marinhos, com
endoesqueleto calcificado e espinhos que ressaltam na superfície
do corpo, cobertos pela epiderme. Possuem simetria radial na
face adulta e simetria bilateral na fase embrionária. Classificam-
se como os únicos invertebrados deuterostômios (o blastóporo
fica reduzido com a função de ânus). O tubo digestivo é simples.
Nas estrelas e nos ouriços, a boca fica voltada para baixo (face
oral) e o ânus fica voltado para cima (face aboral). Nos ouriços
existem junto à boca um órgão chamado de lanterna-de-
aristóteles, organizado por cinco dentes calcários fortes e
afiados. Já nas estrelas não existe. O principal sistema
desenvolvido pelos equinodemos é o sistema aqüífero ou
ambulacrário. Os equinodermos se dividem em cinco classes:
Crinóides – quase todos fixos às pedras, com
aspecto de flor. Conhecidos como lírios-do-mar. Poucas espécies
nadantes.
Ofiuróides – corpo pequeno em forma de
moeda, com cinco braços muito móveis e finos. Vulgarmente
chamados de serpentes-do-mar.
Asteróides – aqui se enquadram às estrelas-
do-mar. São animais exclusivamente bentônicos (só vivem no
fundo). Número de braços variável de acordo com a espécie.
Holoturóides – corpo cilíndrico com alguns
tentáculos ao redor da boca. Movimentam-se lentamente no
fundo do mar. São também bentônicos, como as estrelas-do-mar.
Seu nome popular; pepinos-do-mar.
FIGURA 8 – Estrutura da estrela-do-mar
EXERCÍCIOS
1. (UFRJ - RJ) Dê uma razão que justifique o grande número de
ovos eliminados por uma tênia em cada anel expelido com as fezes
do doente. Relacione o fato ao ciclo de reprodução da espécie.
2. (UERJ - RJ) Explique o mecanismo e a finalidade da circulação
de água na estrutura do corpo de um porífero.
3. (UFC- CE) O caráter compartilhado que aproxima,
evolutivamente, o filo Echinodermata dos vertebrados o é:
a) A presença de notorcoda na fase embrionária
b) O desenvolvimento de um endoesqueleto
c) O tipo de tubo digestivo
d) O desenvolvimento embrionário
4. (SUAM - RJ) Explique resumidamente o que é e como funciona
o sistema hidrovascular (sistema ambulacral) dos equinodermos.
5. (UFMG - MG) Quais dos organismos abaixo realizam ao mesmo
tempo digestão intracelular e extracelular?
a) Cnidários
b) Protozoários
c) Poríferos
d) Vertebrados
6. (FATEC - SP) A célula típica dos celenterados é o:
a) Cnidócitos
b) Amebócito
c) Coanócito
d) Neurônio
7. (UFPI-PI) Das parasitoses abaixo, qual a causada por
helmintos:
a) Cólera
b) Esquistossomose
c) Amebíase
d) Febre amarela
8. (UNIFICADO - RJ) O combate ao caramujo Biomphalaria
glabrata nas águas de nossos riachos é uma medida profilática
contra a:
a) Doença de chagas
b) Esquistossomose
c) Malária
d) Febre amarela
9. (CESGRANRIO - RJ) Qual dos animais abaixo apresenta tubo
digestivo completo, sistema circulatório lacunoso e é hexápodo?
a) Tênia
b) Planária
c) Gafanhoto
d) Minhoca
10. (UNI-RIO) Dos animais abaixo, os que apresentam
endoesqueleto revestido por epiderme são os:
a) Moluscos
b) Equinodermos
c) Anelídeos
d) Quilópodes
11. (Unicamp-SP) No início do século XX, o Jeca Tatu,
personagem criado por Monteiro Lobato, representava o
brasileiro de zona rural, descalço, mal vestido e infestado por
vermes intestinais. Jeca se mostrava magro. Pálido e preguiçoso,
características estas decorrentes da parasitose. Sobre o
personagem, Monteiro Lobato dizia: “Ele não é assim, ele está
assim”, e ainda, “Examinando-lhe o sangue assombra-lhe a
pobreza em hemoglobina”.
a) Que vermes intestinais eram responsáveis pelo estado de
Jeca?
b) Tendo em vista esta parasitose ainda esta acomete milhões de
brasileiros, o que as pessoas devem fazer para não adquiri-la? Por
quê?
12. (Unicamp-SP) Uma criança, depois de passar férias em uma
fazenda, foi levada a um posto de saúde com quadro sugestivo de
pneumonia. Os resultados dos exames descartaram pneumonia por
vírus ou bactéria. A doença regrediu sem necessidade de
tratamento. Algumas semanas depois, um exame de fezes de
rotina detectou parasitismo por Ascaris lumbricoides e por
Enterobius vermicularis (oxiúros). A mãe foi informada de que
um dos vermes poderia ter causado a pneumonia.
a) Qual poderia ter sido o verme responsável? Justifique.
b) Cite outro verme que pode causar sintomas semelhantes no ser
humano.
13. (PUC - RJ) O que é a muda (ou ecdise) que ocorre nas
artrópodes?
14. (Mackenzie-SP) A elefantíase é uma verminose provocada por
um nematódeo, e seu principal sintoma é o inchaço de pés e
pernas. Esse inchaço é provocado:
a) Pelo acúmulo de vermes nos vasos linfáticos
b) pelo entupimento de vasos sangüíneos, causado pela coagulação
de sangue na tentativa de expulsar os vermes
c) pelo aumento do número de vermes nas células musculares das
regiões infectadas
d) pelo acúmulo de vermes nos capilares sangüíneos, dificultando
o retorno do sangue
CAPÍTULO VI
FILO DOS CORDADOS
No filo dos cordados encontramos os animais
considerados mais evoluídos do nosso planeta. A característica
principal deste filo é a presença da notocorda na fase
embrionária. Na fase embrionária, ou fase de embrião, é a
primeira fase de vida dos animais, dentro ovo ou do corpo da mãe.
A notocorda que aparece somente nos animais do filo dos
cordados é um cordão especial de células que fica no interior do
corpo do embrião e pode se transformar na coluna vertebral,
também chamada de espinha. A coluna, como se sabe, é o eixo do
esqueleto interno destes animais. O Filo dos cordados é dividido
em quatro subfilos; desses grupos merece destaque o subfilo dos
vertebrados.
SUBFILO DOS VERTEBRADOS
Dentro do subfilo dos vertebrados encontramos os
animais nos qual a notocorda se transforma na coluna vertebral
durante o desenvolvimento do embrião. Os animais vertebrados
são, portanto, os possuidores de esqueleto. O subfilo dos
vertebrados é um grupo muito grande, com animais bastante
variados. Neste subfilo encontramos os peixes, os anfíbios, os
répteis, as aves e os mamíferos. Encontramos animais
vertebrados nos mais diferentes ambientes terrestres, de água
salgada e de água doce. Abaixo estão as principais divisões do
subfilo dos vertebrados.
Peixes
(Condrictes)
Peixes
(osteíctes)
Anfíbios
Répteis Aves Mamíferos
Temperatura
do corpo
Ectotérmicos
Pecilotérmicos
Ectotérmicos
Pecilotérmicos
Ectotérmicos
Pecilotérmicos
Ectotérmicos
Pecilotérmicos
Endotérmicos
Homeotérmicos
Endotérmicos
Homeotérmicos
Sustentação
e locomoção
Esqueleto
cartilaginoso Esqueleto ósseo Tetrápodes Tetrápodes
Bípedes, ossos
ocos
(pneumáticos)
Tetrápodes
Tegumento
Escamas
placóides e
glândulas
mucosas
Pele coberta
por escamas e
glândulas
mucosas
Pele úmida com
glândulas
mucosas
Pele seca sem
glândulas. Escamas ou
placas córneas
queratinizadas
Pele seca e
delgada, com
penas
queratinizadas
Pele com pêlos
queratinizados e
glândulas
Nutrição e
digestão
Vários
filamentos de
dentes
substituídos
frequentement
e
e intestino com
cloaca
(reprodução e
excretas), que
se comunica
com o ânus
Dentes que não
são
substituídos e
intestino com
ânus
Boca sem
dentes e cloaca
Dentes substituídos
continuamente nos
crocodilianos,
ausentes nas
tartarugas e na
maioria dos lagartos
e intestino com
cloaca
Ausência de
dentes, tubo
digestivo com
papo, moela e
cloaca
Intestino com
ânus
Circulação
Coração com um
átrio e um
ventrículo
Circulação
simples
Coração com um
átrio e um
ventrículo
Circulação
simples
Coração com
dois átrios e um
ventrículo
Circulação dupla
e incompleta
Coração com dois
átrios e um ventrículo
Circulação dupla e
incompleta (exceto
nos crocodilianos)
Coração com dois
átrios e dois
ventrículos
Circulação dupla e
completa
Coração com
dois átrios e
dois ventrículos
Circulação dupla
e completa
Respiração Brânquias
Brânquias e
bexiga
natatória
Brânquias nas
larvas e
pulmões e
cutânea nos
adultos
Pulmonar Pulmonar e sacos
aéreos Pulmonar
FIGURA 1 - Équidna
FIGURA 2 - Ornitorrinco
FIGURA 3 – Ovo de arraia
FIGURA 4 - Pinguim
Sentidos Linha lateral Linha lateral Visão bem
desenvolvida
Fosseta loreal nas
cobras peçonhentas
Audição acurada
e visão a cores
Todos bem
desenvolvidos
Reprodução
Fecundação
interna. (órgão
sexual
masculino –
clásper)
Ovovivíparos e
ovíparos. (ovos
sem casca)
Desenvolviment
o direto
Fecundação
externa na
maioria
Maioria ovípara.
(ovos sem
casca)
Desenvolviment
o geralmente
direto
Fecundação
externa.
Desenvolviment
o indireto. (ovos
sem casca)
Fecundação interna.
Desenvolvimento
direto.
Ovíparos, (ovos com
caca) vivíparos e
ovovivíparos
Fecundação
interna (a maioria
não possui órgão
copulador. A
cloaca masc.
Libera SPTZ para
a cloaca feminina)
Ovíparos (ovos
com casca)
Desenvolvimento
direto.
Fecundação
interna.
Desenvolvimento
direto.
Vivíparo ou
ovíparo. (ovos
com casca)
Exemplos
Tubarão e raia
Sadinha, baiacu,
lambari.
Sapo, rã,
perereca,
salamandra
Lagartos, jacaré,
tartaruga, lagartixa
Ema, avestruz,
galinha, pombo,
pingüim
Ornitorrinco,
équidna, homem
cão, gato
EXERCÍCIOS
1. (UNESP-SP) Dê duas características de anfíbios que
justifiquem por que a maioria desses animais tem vida restrita a
ambientes úmidos. Explique a sua resposta.
2. (UFOP-MG) Num laboratório de fisiologia, um sapo e um rato
são mantidos em caixas separadas a uma temperatura de 2ºC. Um
deles praticamente não consumiu nenhum alimento, enquanto o
outro se alimentou todo o tempo. Identifique cada um deles,
justificando a sua resposta.
3. (UFSE) De modo geral, produzem maior número de gametas os
animais que apresentam:
a) Desenvolvimento interno
b) Desenvolvimento direto
c) Hermafroditismo
d) Fecundação interna
e) Fecundação externa
4. (UFRN) Coloca-se um girino em um recipiente com água
marinha. Após certo tempo, o girino:
a) Sofre metamorfose, pela ação da salinidade
b) Perde água em excesso, por osmose, e morre
c) absorve muita água, através da difusão, e morre
d) começa a murchar, por que suas células se rompem
5. (Unicamp-SP) Os vertebrados apresentam apenas
endoesqueleto, enquanto os invertebrados podem apresentar
exoesqueleto ou endoesqueleto.
a) Dê um exemplo de invertebrado com endoesqueleto e outro
com exoesqueleto. Indique em cada caso a função e o principal
componente químico do esqueleto.
b) Que grupo de vertebrados possui esqueleto inteiramente
cartilaginoso?
6. (UFSCar-mod.) Um animal que possui como características
presença de coluna vertebral, fecundação interna com cópula (ato
sexual), respiração pulmonar, embrião protegido por ovo de casca
dura e temperatura variável com o ambiente deve pertencer ao
grupo:
a) Das aves
b) Dos répteis
c) Dos peixes
d) Dos anfíbios
e) Dos mamíferos
7. (Unicamp-SP) Nas aves, a aquisição evolutiva das penas foi um
passo importante para o vôo.
a) Cite duas outras características que permitem às aves
aprimorar sua capacidade de vôo.
b) Além do vôo, dê outra função das penas.
c) Que estrutura dos mamíferos é homóloga às penas? Explique.
8. (UFSCar/2009) O sistema circulatório dos vertebrados
mostra uma evolução ocorrida entre os grandes grupos. Na
maioria das espécies de cada grupo, há um padrão na divisão das
cavidades do coração. Isto pode ser confirmado na frase:
a) O coração dos peixes tem dois átrios e um ventrículo,
ocorrendo a mistura do sangue venoso com o sangue arterial nos
primeiros.
b) O coração dos anfíbios tem dois átrios e um ventrículo,
ocorrendo a mistura de sangue venoso com o sangue arterial
neste último.
c) O coração dos répteis tem dois átrios e um ventrículo, não
ocorrendo mistura do sangue venoso com o sangue arterial.
d) O coração dos répteis é igual ao das aves, ocorrendo em ambos
mistura do sangue venoso com sangue arterial.
e) O coração dos mamíferos apresenta dois átrios e dois
ventrículos, parcialmente separados, ocorrendo mistura do
sangue venoso com o sangue arterial em pequena escala.
9. Alguns anfíbios passam por um processo denominado neotenia,
no qual certas características da fase juvenil são mantidas na
fase adulta. Os axolotls (salamandras) norte –americanos são
exemplos desse fenômeno. Os animais neotênicos podem
permanecer aquáticos e apresentar brânquias externas como os
juvenis da sua espécie, enquanto os demais se tornam terrestres.
Tais características anatômicas são e ecológicas são
acompanhadas por adaptações fisiológicas. Identifique o principal
composto nitrogenado excretado pelos axolotls neotênicos e
pelos terrrestres. Justifique a sua resposta.
CAPÍTULO VII
COMPONENTES QUÍMICOS DA CÉLULA
As células, independente da função e da forma que
possuam, têm componentes químicos que formam suas estruturas
e que participam de seus processos vitais. Estes componentes
podem ser de natureza inorgânica ou orgânica. Lembramos a você
que as substâncias inorgânicas são mais simples que as orgânicas,
estas últimas, constituídas de vários átomos de carbono. No
quadro abaixo, damos exemplo de cada um dos dois tipos de
substâncias que compõem as células:
SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
Água Carboidratos
Sais minerais Lipídios
Aminoácidos e proteína
Ácidos nucléicos
SUBSTÂNCIAS INORGÂNICAS
A ÁGUA
A água é o componente inorgânico mais presente nas
estruturas celulares. Suas características favorecem uma série
de processos desempenhados pela célula. Por não ser ácida nem
básica (ela é, portanto, neutra), dissolve vários tipos de
substâncias, transportando-as dentro e fora das células.
Como as substâncias nela dissolvidas estão em
constante movimento, propicia-se, assim, o encontro e as reações
químicas entre essas substâncias. Outra característica
interessante - a capacidade de reter grande quantidade de calor
sem esquentar muito - torna a água um dos responsáveis pela
manutenção da temperatura de seres vivos. Veremos, ainda nessa
unidade, que isto é fundamental para as reações enzimáticas.
SAIS MINERAIS
Os sais minerais podem estar dissolvidos em água, sob
a forma de íons (positivos ou negativos) ou formando cristais.
Quando formam íons, são responsáveis por processos
fundamentais para a vida da célula como a permeabilidade da
membrana plasmática (capacidade de permitir a entrada e a saída
de substâncias da célula), pela maior ou menor fluidez do
conteúdo celular (citoplasma), pela capacidade de responder a
estímulos externos, entre outros. Quando formam cristais, são
componentes estruturais de esqueletos, carapaças, cascas de
ovos.
A tabela abaixo mostra alguns dos principais sais minerais presentes em vários processos importantes para as células:
SAIS
MINERAIS FUNÇÕES PRINCIPAIS ALIMENTOS
Ajuda no equilíbrio dos líquidos Sal de cozinha e sal natural dos
SÓDIO do corpo e na condução do alimentos
impulso nervoso
POTÁSSIO Funções semelhantes as Frutas, verduras, feijão, leite,
do Sódio cereais
Forma ossos e dentes, atua no Laticínios e hortaliças verdes
CÁLCIO funcionamento dos músculos, (brócolis, espinafre)
nervos e coagulação do sangue
Forma a clorofila; ajuda na Hortaliças de folhas verdes,
MAGNÉSIO formação dos ossos e cereais, peixes, carnes, ovos,
funcionamento de nervos e soja, banana
músculos
Forma a hemoglobina, que leva Fígado, carnes, gema de ovo,
FERRO oxigênio; participa da respiração legumes e hortaliças verdes
celular
Adaptados de tabela dos livros: "Biologia" - volume único - César e Sezar e "Biologia" - programa completo S. Linhares e F.
Gewandsznajder.
SUBSTÂNCIAS ORGÂNICAS
AÇÚCARES E GORDURAS
Tanto os açúcares, que formam os carboidratos,
quanto os lipídios são moléculas que guardam energia nas suas
ligações químicas. São, portanto, moléculas energéticas. Enquanto
os carboidratos fornecem um tipo de energia de uso imediato, os
lipídios são reservas energéticas para as células. Ao ingerirmos
alimentos ricos em carboidratos (pão, macarrão, biscoito, arroz
etc.) estamos comendo longas cadeias de açúcares simples. Estas
cadeias, chamadas de Polissacarídeos, sofrerão várias "quebras"
engendradas pelas enzimas digestivas, resultando em moléculas
bem menores, os MONOSSACARIDEOS. Entre eles, destacamos
a glicose, a frutose, a galactose, a ribose e a desoxirribose,
facilmente assimiláveis pelas células. Repare nas figuras abaixo
Os lipídios são moléculas que compreendem óleos,
gorduras e ceras (todos os lipídios simples), fosfolipídios (lipídios
compostos) e esteróides como o colesterol e os hormônios
sexuais. Além de terem, como função, servir de reserva
energética para as células e para o organismo, alguns deles têm
outros papéis importantes.
PRINCIPAIS POLISSACARÍDEOS LOCAL E FUNÇÃO
Polissacarídeo estrutural Celulose Mais abundante na natureza. Encontrado
nas plantas (parede celular)
Polissacarídeo estrutural Quitina Parede celular de fungos e exoesqueleto
de artrópodes
Polissacarídeo energético Amido Encontrado nas plantas e alguns protistas;
tem função de reserva
Polissacarídeo energético Glicogênio Encontrado em fungos e nos animais, tem
função de reserva
PROTEÍNAS E ÁCIDOS NUCLÉICOS
Estas substâncias formam importantes estruturas
que constituem as células. Enquanto os ácidos nucléicos
participam da formação do material nuclear e dos ribossomos, as
proteínas são as "argamassas" das células. Estão presentes em
todas as estruturas, desde o envoltório celular (membrana
plasmática), até as organelas no seu interior. O metabolismo
celular é regulado por enzimas (proteínas com funções
específicas) produzidas pela célula. A identidade da célula bem
como suas funções são na verdade caracterizadas pelos tipos de
proteína que ela produz. Por exemplo, as hemácias (células
sangüíneas) transportam o oxigênio, devido ao fato de possuírem
hemoglobina (um tipo de proteína) que pode se combinar com esse
gás. Podem ser também do tipo: anticorpos ou hormônios como a
insulina e o glucagon ou simplesmente a queratina que
impermeabiliza o tecido que se localiza. As proteínas são
formadas por longas cadeias de AMINOÁCIDOS, moléculas
orgânicas mais simples. Na natureza existem 20 tipos diferentes
de aminoácidos e, as proteínas são formadas por inúmeros
arranjos dessas moléculas mais simples. Os aminoácidos têm algo
semelhante entre si. Os aminoácidos produzidos por um
organismo são denominados naturais e os que necessitam ser
ingeridos, são chamados de essenciais.
Os aminoácidos se unem formando o que chamamos de
LIGAÇÕES PEPTÍDICAS. Polipeptídeos é o termo que designa
moléculas formadas por vários aminoácidos. Quando o
polipeptídeo é constituído por mais de 70 aminoácidos, chama-se
PROTEÍNA. Quando analisamos uma proteína do ponto de vista
dos aminoácidos que a formam, estamos estudando sua estrutura
primária. Nenhuma proteína se apresenta de forma linear, ou
seja, ela se dobra em forma de hélice, formando o que chamamos
de estrutura secundária.
Algumas proteínas podem, além de enrolar-se
linearmente em hélice, curvarem-se várias vezes sobre si
mesmas, formando uma estrutura tridimensional. São as
proteínas globulares e este tipo de disposição é chamado de
estrutura terciária. As enzimas se comportam dessa forma como
no esquema a seguir:
FIGURA 1 – Estruturas das proteínas
Já que falamos em enzimas, vamos lembrar seu papel
no metabolismo celular. As reações químicas que ocorrem nas
células são mediadas por enzimas, uma vez que, sem elas, tais
reações demorariam muito mais tempo para ocorrerem e
necessitariam de altas temperaturas. As enzimas funcionam,
então, como Catallsadores. São específicas, ou seja, existe um
tipo de enzima para cada tipo de reação. Sua especialidade é
tamanha, que ela se encaixa anatomicamente ao formato da ou
das substâncias nas quais ela vai atuar, formando o chamado
encaixe da "chave na fechadura". Temos, a seguir, um modelo que
ilustra bem o que dissemos.
FIGURA 2 – Efeito chave fechadura
Duas substâncias chamadas de substratos (onde a
enzima vai atuar) encaixam-se em determinados sítios da enzima
que funciona como molde, promovendo a reação entre elas. Ao
final da reação, a enzima se desprende do substrato e está
pronta para repetir o processo com outras moléculas. Vários
fatores podem afetar a atividade enzimática dentro das células,
tais como a temperatura, a concentração de substrato, o grau de
acidez do meio e de certas substâncias. Caso ultrapassem o limite
suportável pela enzima, passam a destruir sua estrutura espacial
e terminam por DESNATURÁ-LA, quer dizer, a enzima perde seu
poder catalisador. Por essa razão, a vida não se mantém em
temperaturas muito elevadas.
Os ÁCIDOS NUCLÉICOS são moléculas orgânicas
relacionadas à hereditariedade e ao controle das atividades
celulares. Há dois tipos de ácidos nucléicos, que chamaremos
pelas suas siglas: o DNA (ácido desoxirribonucléico) e o RNA
(ácido ribonucléico). São moléculas "gigantes", comparadas as
outras (é lógico que estamos tratando de um nível molecular. Elas
cabem dentro de uma célula, são, portanto, microscópicas). São
formadas de pequenas unidades, chamadas de NUCLEOTIDEOS.
Abaixo, você verá algumas representações (modelos) de
nucleotídeos. Existem cinco tipos diferentes de nucleotídeos,
todos, porém, têm em sua fórmula um radical fosfato - HPO4 -
um açúcar ribose no caso do RNA ou desoxirribose, no caso do
DNA e uma base nitrogenada.
FIGURA 3 – Nucleotídeos
A diferença entre os nucleotídeos está justamente
em suas bases nitrogenadas. Estas bases podem ser maiores
(púricas - formadas por um anel duplo de carbono e nitrogênio) ou
menores (pirimídicas - formadas por um anel simples). São bases
púricas: a adenina (A) e a guanina (G), e de bases pirimídicas: a
timina (T), a uracila (U) e a citosina (C). Na molécula de DNA,
encontramos a adenina, a guanina, a timina e a citosina. Na
molécula de RNA, a ti mina é substituída pela uracila. O DNA é o
material formador dos cromossomos onde são guardadas todas as
informações acerca da célula. Essa característica do DNA
assegura que as células filhas sejam semelhantes à que as gerou.
Sob o comando do DNA, o RNA faz a "leitura" dessas
informações e sintetiza substâncias necessárias à célula.
Há um modelo que descreve como os nucleotídeos se
dispõem para formar a molécula de ácido nucléico. É um modelo
interessante, proposto em 1953, pelos cientistas americanos
Watson e Crick, e confirmado posteriormente através de alguns
experimentos. Segundo esse modelo, o DNA é formado por
cadeias de nucleotídeos que se dispõem uns acima dos outros,
ligados entre si pelo grupo fosfato. Esta cadeia de nucleotídeos é
pareada (faz "par") com outra, lembrando o modelo de uma
escada (volte ao esquema acima). Esse pareamento acontece
basicamente em função das bases nitrogenadas. Repare só: se de
um lado, há uma timina, do outro lado encaixa uma adenina (e
vice-versa); se há uma guanina, na outra cadeia encontra-se uma
base citosina (e vice-versa). Os diferentes códigos genéticos
encontrados nas células dos seres vivos resultam das inúmeras
combinações e seqüênciações desses quatro nucleotídeos. Esse
modelo "escada" torce-se em forma de uma hélice dupla.
FIGURA 4 - DNA
EXERCÍCIOS
1. (FUVEST-SP) Leia o texto a seguir, escrito por Jacob
Berzelius em 1828.
“Existem razões para supor que nos animais e nas plantas,
ocorrem milhares de processos catalíticos nos líquidos do corpo e
nos tecidos. Tudo indica que, no futuro, descobriremos que a
capacidade de os organismos vivos produzirem os mais variados
tipos de compostos químicos reside no poder catalítico de seus
tecidos.” A previsão de Berzelius estava correta, e hoje sabemos
que o “poder catalítico” mencionado no texto deve-se:
a) Aos ácidos nucléicos
b) Aos carboidratos
c) Aos lipídios
d) Às proteínas
2. (UFU-MG) O colesterol é um esteróide que constitui um dos
principais grupos de lipídios. Com relação a esse tipo particular
de lipídio, é correto afirmar que:
a) Na espécie humana, o excesso de colesterol aumenta a
eficiência da passagem do sangue no interior dos vasos
sangüíneos, acarretando a arteriosclerose.
b) O colesterol participa da composição química das membranas
das células animais e é o precursor dos hormônios sexuais
masculino (testosterona) e feminino (estrógeno).
c) O colesterol é encontrado em alimentos tanto de origem animal
como vegetal (por ex.: manteigas e óleos de soja), uma vez que é
derivado do metabolismo dos glicerídeos
d) Nas células vegetais, o excesso de colesterol diminui a
eficiência dos processos de transpiração celular e da
fotossíntese.
3. (PUC-MG) Uma célula, em condições de laboratório, teve
cortado o seu suprimento de aminoácidos. De imediato, não mais
poderão ser formados (as):
a) Nucleotídeos
b) Lipídeos
c) Glicídeos
d) Proteínas
4. (UFPI) São exemplos de proteínas:
a) Colesterol e quitina
b) Hemoglobina e colágeno
c) Celulose e insulina
d) Glicogênio e miosina
5. (UFJF-MG) As proteínas são macromoléculas com grande
diversidade estrutural e múltiplas funções biológicas. Diga três
exemplos de proteínas, mencionando suas respectivas funções.
6. (SUAM – RJ) Cite o nome da unidade fundamental fornecida
pelas proteínas e que são importantes para o crescimento das
crianças e para a constituição dos adultos.
7. (UFV-MG) Utilizando os seus conhecimentos sobre a vida no
planeta Terra, responda:
a) De onde provêm todos os açúcares naturais (carboidratos)
utilizados pelos animais e vegetais?
b) Por que se diz que caso, a produção dos açúcares naturais
acabassem, a vida na Terra seria extinta?
8. (UFOP-MG) É comum alguém dizer que está com o colesterol
alto e que precisa fazer dieta para reduzi-lo no sangue. Pergunta-
se:
a) Como se pode adquirir o colesterol?
b) Por que ele é importante para o organismo?
c) Cite um malefício de seu excesso para o organismo.
9. (UFTPR-JUNHO/2009) Uma dieta rica em lipídios pode
tornar-se nociva ao homem, especialmente em relação a ingestão
de alimentos industrializados ricos em gorduras trans. Pesquisas
recentes afirmam que existem lipídios que não são sintetizados
pelo organismo e que devem ser acrescentados moderadamente
na dieta, como os ácidos graxos pertencentes à família ômega 3 e
ômega 6, cujas principais fontes são os óleos vegetais de soja,
canola, milho, girassol e os óleos de peixes marinhos como o
salmão e a sardinha. Os lipídios abrangem uma classe de
compostos com estrutura variada e que exercem diferentes
funções biológicas. Os lipídios não atuam como:
a) reserva de energia.
b) componente estrutural de membranas celulares.
c) precursores de hormônios como testosterona e estrógeno.
d) ceras como a da carnaúba e do favo de mel de abelha.
e) catalisadores biológicos.
CAPÍTULO VIII
MEMBRANA PLASMÁTICA - MODELO ATUAL
A membrana plasmática é o envoltório mais externo
das células animais (os vegetais além dela, têm a parede celular).
Além de individualizar a célula do meio externo, a membrana
plasmática controla a entrada e a saída de substâncias da célula.
Este fenômeno é denominado PERMEABILlDADE SELETIVA.
Isto acontece por causa de sua constituição. Ela é formada por
um tipo especial de lipídio - os FOSFOLlPÍDIOS. Eles estão
dispostos formando duas camadas; uma mais interna, em contato
com o citoplasma da célula e, outra, mais externa, em contato
como exterior. Sua ultra-estrutura só é perceptível com o auxílio
da microscopia eletrônica de transmissão.
No modelo atualmente aceito (ver figura abaixo) os
fosfolipídios formam um tapete "oleoso", no qual estão inseridas
moléculas de proteínas
FIGURA 1 – Estrutura da membrana plasmática
Estas moléculas são dotadas de grande mobilidade,
devido à fluidez proporcionada pelos fosfolipídios (diz-se que
esse modelo de membrana é o do "mosaico fluido"). Se os
fosfolipídios formam a estrutura básica da membrana, as
proteínas são responsáveis pelas características seletivas da
membrana. Algumas proteínas servem de poros para a passagem
de substâncias não solúveis em lipídios (impedidos de passar pelos
fosfolipídios), outras são transportadoras específicas de certas
moléculas, para dentro e para fora da célula. Há também
açúcares associados a proteínas, na parte externa da membrana -
as glicoproteínas. Ao conjunto de glicoproteínas da membrana,
chamamos de glicocálix. O glicocálix está ligado ao
reconhecimento de uma célula por outra do mesmo tecido, de
forma a torná-lo coeso. O glicocálix é comum em células que
revestem cavidades. Existem em animais e muitos protistas.
O TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS PELA
MEMBRANA
As substâncias que podem entrar na célula, penetram
através da membrana plasmática basicamente de duas maneiras
diferentes: ou elas são transportadas (com ou sem gasto de
energia) ou são envolvidas (englobadas) pela membrana.
A DIFUSÃO SIMPLES é o movimento de partículas
de onde há maior concentração delas, para onde elas estão em
pouco número. Observe o desenho a seguir, ele mostra a entrada
de pequenas partículas por difusão na célula. Essas partículas
poderiam ser sais, oxigênio, gás carbônico e certos íons.
FIGURA 2 - Difusão
A OSMOSE é um caso particular de difusão, quando a
substância difundida é a água. Ela passa de um local de menor
concentração de soluto (hipotônico), para outro de maior
concentração (hipertônico), ou seja, de onde tem maior
quantidade de água proporcional (soluto /solvente) para onde tem
menor quantidade de água proporcional (soluto/solvente)
FIGURA 3 – Osmose
No TRANSPORTE POR DIFUSÃO FACILITADA, a
membrana plasmática, que permite a entrada de uma substância
que demorariam a entrar pela difusão simples, mediada por uma
proteína transportadora. Essa é a forma de entrada de alguns
aminoácidos, vitaminas, açúcares simples, alguns íons, como cálcio,
cloro, sódio e potássio. As proteínas transportadoras são
específicas e só "permitem" a entrada de substâncias que elas
reconhecem. Nesse caso, não há gasto de energia, uma vez que a
substância irá de um meio em que se encontra em maior número,
para outro (intracelular), onde sua concentração é pequena.
FIGURA 4 – Difusão facilitada
Quando uma substância deve ir de um meio onde ela
está em menor número, para outro onde há grande concentração
da mesma, esse transporte ocorre contra a lei da difusão. Nesse
caso, há gasto de energia. É o que ocorre, por exemplo, com os
íons Na+. Eles são muito pequenos, e acabam penetrando
facilmente pela membrana plasmática. Para que uma série de
eventos ocorra dentro da célula, no entanto, é necessário que os
íons Na+ sejam expulsos. Como sua concentração é maior fora da
célula, ele é transportado para o exterior por uma proteína, com
gasto de energia. Esse processo é chamado de TRANSPORTE
ATIVO.
FIGURA 5 – Transporte ativo
A FAGOCITOSE é um processo corresponde ao
englobamento de partículas sólidas de grande porte. A célula se
aproxima da partícula, emite projeções de sua membrana
plasmática (pseudópodos: pseudo = falsos; pódos = pés) e a
engloba, formando uma vesícula no interior da célula, o vacúolo
alimentar. Esse fenômeno é próprio de certas células, como a
ameba, que utiliza o processo para se alimentar, ou de glóbulos
brancos, que englobam bactérias e vírus, protegendo o organismo
contra invasores estranhos a ele.
Quando o fenômeno de captação de substância do
exterior para dentro da célula envolve partículas bem pequenas,
chamamos esse processo de PINOCITOSE. Todas as células são
capazes de realizá-lo. As vesículas formadas por esse processo
podem receber enzimas digestivas.
FIGURA 6 – Fagocitose e pinocitose
EXERCÍCIOS
1. (UFRPE) A fluidez da membrana plasmática pode ser explicada
pela presença de:
a) Água,
b) Açúcares
c) Proteínas
d) lipídios
e) Sódio e potássio
2. (FEI-SP) As carnes "salgadas" não se estragam, porque
qualquer microorganismo que nela se instalar desidratará e
morrerá, Esta carne se encontra no estado:
a) Hipotônico
b) Isotônico
c) Túrgido
d) Osmótico
e) Hipertônico
3. (UFPE) Assinale a alternativa INCORRETA:
a) A difusão simples é um tipo de transporte passivo através da
membrana plasmática que ocorre quando existem condições de
gradiente de concentração, sem haver gasto de energia,
b) A difusão facilitada utiliza proteínas carreadoras para o
transporte de açúcares simples e aminoácidos através da
membrana constituindo, por essa razão, um processo de
transporte ativo.
c) A membrana plasmática é formada por uma camada bimolecular
de fosfolipídeos onde estão dispersas moléculas de proteínas
globulares, dispostas como um mosaico.
d) Qualquer processo de captura por meio do envolvimento de
partículas é chamado endocitose.
e) Na fagocitose, a célula engloba partículas sólidas através da
emissão de pseudópodos que as englobam formando um vacúolo
alimentar denominado fagossomo.
4. (FUVEST-SP) Pesquisadores norte-americanos produziram uma
variedade de tomate transgênico que sobrevive em solos até 50
vezes mais salinos do que o tolerado pelas plantas normais. Essas
plantas geneticamente modificadas produzem maior quantidade
de uma proteína de membrana que bombeia íons de sódio para o
interior do vacúolo. Com base em tais informações, pode-se
concluir que plantas normais não conseguem sobreviver em solos
muito salinos porque, neles, as plantas normais:
a) Absorvem água do ambiente por osmose
b) Perdem água para o ambiente por osmose
c) Absorvem sal do ambiente por difusão
d) Perdem sal para o ambiente por difusão
e) Perdem água e absorvem sal por transporte ativo
5. (UFJF-MG - mod.) Observando-se ao microscópio células
animais (hemácias) e células vegetais mantidas em meio
hipotônico, percebe-se que somente as primeiras sofrem ruptura
da membrana plasmática. Essa diferença é explicada pela
presença nas células vegetais de:
a) Mitocôndrias.
b) Ribossomos.
c) Parede celular
d) Cromossomos.
6. (CESGRANRIO) Que problemas uma célula enfrentaria se sua
membrana plasmática fosse permeável (e não semipermeável)?
7. (UFRJ) Uma solução de 0,9% de cloreto de sódio é isotônica
com os glóbulos vermelhos do sangue. Um técnico de laboratório
colocou acidentalmente uma amostra de sangue em uma solução
de 1,8% de cloreto de sódio. O que aconteceu com os glóbulos
vermelhos dessa amostra de sangue?
8. (PUC-RJ) Proteínas de transporte presentes na membrana
plasmática são utilizadas tanto para o transporte ativo como para
o transporte passivo (difusão facilitada). No que esses dois
processos diferem então?
9. (Unicamp-SP) Foi feito um experimento utilizando a epiderme
de folha de uma planta e uma suspensão de hemácias. Esses dois
tipos celulares foram colocados em água destilada e em solução
salina concentrada. Observou-se ao microscópio que as hemácias,
em presença de água destilada, estouravam e, em presença de
solução concentrada, murchavam. As células vegetais não se
rompiam em água destilada, mas em solução salina concentrada
notou-se que o conteúdo citoplasmático encolhia.
a) A que tipo de transporte celular o experimento está
relacionado?
b) Em que situação ocorre esse tipo de transporte?
c) A que se deve a diferença de comportamento da célula vegetal
em relação à célula animal? Explique a diferença de
comportamento, considerando as células em água destilada e em
solução concentrada.
10. (UFRJ) Na membrana citoplasmática existe uma proteína que
faz o transporte ativo (com gasto de energia) de Na+ para fora
da célula. Outro tipo de proteína funciona como uma espécie de
portão que pode abrir ou fechar, permitindo ou não a passagem
do Na+. Com o portão fechado, o Na+ acumula-se do lado de fora
da célula, o que aumenta a pressão osmótica externa,
compensando a grande concentração de soluto orgânico no
citoplasma. Isso evita a entrada excessiva de água por osmose.
a) Que estrutura celular torna menos importante essa função de
equilíbrio osmótico do Na+ nas células vegetais? Justifique.
b) Entre as duas proteínas, qual delas permite o movimento do
Na+ a favor do gradiente de concentração? Justifique.
CAPÍTULO IX
CITOPLASMA E ORGANELAS
A célula, como unidade formadora de qualquer ser
vivo, seja ele unicelular ou pluricelular, funciona basicamente
como um organismo inteiro. Ela se alimenta a partir da digestão
das partículas que absorve do meio, tem mecanismos de obtenção
de energia, reproduz-se, enfim, guarda proporcionalmente uma
complexidade semelhante à observada num organismo
pluricelular. Esta unidade tratará do estudo do conteúdo celular,
ou seja, de suas estruturas internas e de como atuam de forma a
possibilitar a sobrevivência da célula. O núcleo, apesar de ter
papel fundamental na dinâmica celular, não estará presente nesta
unidade, pois, devido à sua importância, terá uma unidade
inteiramente dedicada a ele.
O estudo da célula só progrediu graças aos avanços
tecnológicos proporcionados pela microscopia. Com o surgimento
do microscópio eletrônico, estruturas celulares, antes invisíveis
ao microscópio óptico, foram descobertas. Métodos modernos de
investigação bioquímica desvendaram o papel desempenhado por
tais estruturas. De qualquer forma, há ainda muito que se
pesquisar.
Existe uma dificuldade dos livros em apresentar a
célula como um corpo tridimensional. Os desenhos, esquemas ou
fotos, geralmente apresentam fatias de células, em que suas
estruturas internas são representadas por pequenas vesículas ou
pontos. Muitas vezes, as vesículas são na verdade estruturas
tubulares cortadas na transversal. Isso significa dizer que o que
tem a forma de um tubo aparece, após o corte, como uma pequena
bolsa arredondada.
Esses equívocos refletem as dúvidas dos próprios
pesquisadores. A ciência, porém, está mais à frente do que
podemos supor. O que está sendo investigado por ela, agora, só
fará parte da literatura didática daqui a alguns anos, ou seja,
estudamos agora um conteúdo que já foi descoberto há décadas.
Lembre-se, portanto, que as figuras que
apresentarmos nas duas dimensões do papel devem ser vistas
como algo que também possui volume, profundidade. Com essa
idéia tridimensional, o estudo aproxima-se mais da realidade.
A CÉLULA - UMA VISÃO GERAL
Observe o desenho a seguir. Nele estão
representadas algumas estruturas celulares que abordaremos
nessa unidade. Tente localizar cada estrutura apresentada pela
lista abaixo no desenho da célula. Ele apresenta a célula em
cortes longitudinais e transversais.
FIGURA 1 – Célula
RIBOSSOMOS
Os ribossomos aparecem no microscópio eletrônico
como grânulos. São constituídos na verdade, por duas
subunidades (uma maior que a outra) que se encaixam. O RNA
entra na sua composição química. Os ribossomos estão presentes
em todos os tipos de células, das mais primitivas às mais
complexas. Isso porque sua função é fundamental para a célula.
Eles participam da síntese de proteínas a partir da união de
aminoácidos. Os ribossomos podem estar soltos no citoplasma ou
aderidos à face externa do retículo endoplasmático.
FIGURA 2 - Ribossomo
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO
Volte à figura da célula, no início dessa unidade.
Localize o retículo endoplasmático. Ele se apresenta como sacos
achatados, dispostos uns em cima dos outros. Trata-se de um
sistema de membranas (semelhantes à membrana plasmática) que
se dobram, aumentando assim a superfície de contato e de trocas
entre a célula e o meio externo. Se reparar na figura da célula,
você verá que existem dois tipos de retículo – o RUGOSO e o
LISO. O primeiro apresenta na face externa, grânulos que
correspondem a ribossomos associados ou aderidos. O retículo
liso, com aspecto de cisternas interligadas, não apresenta
ribossomos aderidos. Ambos têm funções importantes no
metabolismo celular.
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO RUGOSO
Síntese de proteínas que serão
exportadas (secretadas pela célula como as enzimas, por
exemplo).
Síntese de proteínas da membrana
plasmática
RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO LISO
Síntese de lipídios (exemplo:
hormônios como a cortisona e a testosterona)
Produção de fosfolipídios que
formarão a membrana plasmática
Armazenamento de substâncias
produzidas
FIGURA 3 – Retículo endoplasmático
COMPLEXO DE GOLGI
À semelhança do retículo, o complexo de Golgi é um
conjunto de sacos achatados e de vesículas, formados por dupla
membrana lipoprotéica. Sua função é sintetizar glicídios e
adicionar açúcares simples a proteínas sintetizadas no retículo
endoplasmático rugoso, razão pela qual estão sempre próximos um
do outro, em estreita colaboração. O complexo de Golgi também
"empacota" as substâncias produzidas pelos dois organóides,
concentrando-as em vesículas, que desembocam fora da célula ou
em lisossomos.
Pelas características descritas acima, você pode
concluir que o complexo de Golgi está intimamente ligado à
secreção de substâncias. Células secretoras (como as que formam
as glândulas) têm um grande número dessas vesículas no
citoplasma.
Observe as figuras abaixo. Numa delas, há o desenho
do aspecto do complexo de Golgi, como sacos achatados e
empilhados. Na outra figura, vê-se uma foto da imagem do
complexo de Golgi, aumentado em 240.000 vezes, pela
microscopia eletrônica. Em (a) estão as cisternas e em (b) as
vesículas que brotam no complexo.
FIGURA 4 – Complexo golgi
LISOSSOMOS
O lisossomo é um tipo de vesícula que brota do
complexo de Golgi. Em seu interior são encontradas enzimas
digestivas, razão pela qual esse organóide está ligado á digestão
intracelular. Só ocorrem em células animais. A célula vegetal não
apresenta lisossomos e a digestão, nesse caso, ocorre no vacúolo
de suco celular. O processo de digestão intracelular é muito
dinâmico, por isso vamos seguir o esquema abaixo para que
possamos compreendê-lo:
FIGURA 5 – Lisossomos e a fagocitose
Os lisossomos estão ligados a alguns eventos
interessantes que ocorrem com as células: a autofagia e a
autólise. A autofagia é um fenômeno que ocorre quando a célula
não consegue alimento por um longo período. Os lisossomos,
então, digerem alguns organóides da própria célula, a fim de que
esta não morra de fome. Esse processo também ocorre na
destruição de organelas velhas. Na autólise, os lisossomos são
rompidos dentro da célula, digerindo-a e destruindo-a (isso
acontece em alguns casos). No desenvolvimento dos girinos até a
fase adulta (quando viram sapos ou rãs), a cauda vai
desaparecendo por autólise das suas células.
Outro exemplo: quando o organismo morre, os
lisossomos das células que o constituem se rompem, iniciando a
destruição celular, ao mesmo tempo em que o corpo entra em
decomposição pela ação das bactérias. O fenômeno da autólise
também está ligado a uma doença pulmonar chamada silicose. Ela
é causada pela inalação do pó de sílica, principalmente por
pessoas que trabalham em pedreiras e minas. As agulhas de sílica,
inaladas, perfuram as células pulmonares, rompendo seus
lisossomos, que destroem parte do tecido pulmonar, que é
substituído por fibras de colágeno e outras proteínas. Esse
material fibroso impede o pulmão de funcionar normalmente.
OS PEROXISSOMAS
Peroxissomas também são vesículas, bem parecidas
com os lisossomos. Diferem no conteúdo e na função. Enquanto o
lisossomo está ligado à digestão intracelular, o peroxissomo
relaciona-se à oxidação de algumas substâncias tóxicas ao
organismo. Também possui enzimas, só que de natureza oxidativa.
Muitos processos metabólicos do organismo resultam
em substâncias tóxicas, como o álcool, que não podem acumular-
se nas células. São, então, encaminhadas ao peroxissomos, que
possuem enzimas que oxidam (adicionam oxigênio) esses
compostos orgânicos, convertendo-os em peróxido de hidrogênio
(H2O2) ou simplesmente água oxigenada. A água oxigenada, por
sua vez, também tóxica para a célula, é decomposta, por ação da
CATALASE (enzima presente somente no peroxissoma) em água e
oxigênio. As células do fígado e dos rins são as que possuem
maior número de peroxissomas, evidenciando a atuação direta
desses órgãos na desintoxicação de substâncias nocivas ao
organismo, muitas delas ingeridas pelo homem, como o álcool e as
drogas.
FIGURA 6 - Perossixomo
VACÚOLOS
Vacúolos são grandes vesículas (como se fossem
bolsas circundadas por membranas), visíveis ao microscópio
óptico. Existe uma variedade de vacúolos:
VACÚOLOS DIGESTIVOS
Resultantes da união de vesículas de fagocitose
(fagossomos) com lisossomos.
VACÚOLOS DE SUCO CELULAR
Presentes em células vegetais servem de depósito de
substâncias como pigmentos (que dão cor às flores, por exemplo),
material nutritivo (proteínas, vitaminas, carboidratos).
VACÚLOS CONTRÁTEIS
Presentes em protozoários de água doce. Como esses
seres vivos têm maior concentração de determinadas substâncias
do que o meio em que vivem tendem a ganhar muita água desse
meio (que penetra na célula por osmose). Essa água acumula-se no
vacúolo contrátil que, quando cheio, contrai-se, expulsando o
excesso de água de volta para fora da célula.
FIGURA 7 - Vacúolo
MITOCÔNDRIAS
As mitocôndrias são organóides visíveis ao
microscópio óptico. Têm formas variadas: podem ser
arredondadas ou cilíndricas. No segundo caso, podem até
ramificar-se. Essa característica da mitocôndria dificultou, um
pouco, a definição de seu formato e do número desses orgânulos
nas células. Algumas células, observadas em cortes finos ao
microscópio eletrônico, apresentavam um número grande de
mitocôndrias. Esse foi o caso, por exemplo, de protozoários
flagelados (com flagelo). Com o aprimoramento das técnicas de
microscopia, verificou-se que se tratava de apenas uma
mitocôndria grande, com ramificações. O corte da célula em
fatias finas acabava por também cortar esse orgânulo em vários
pontos diferentes de sua ramificação, dando a idéia de
descontinuidade. A mitocôndria é um dos poucos organóides que
apresenta dupla membrana: uma mais externa, lisa, e uma mais
interna, tão extensa que se dobra várias vezes para caber dentro
da primeira, e acaba criando as chamadas cristas mitocôndrias.
Acompanhe nas figuras abaixo.
FIGURA 8 - Mitocôndria
ATP - A MOLÉCULA RECEPTORA DE ENERGIA
A energia liberada, tanto na fermentação quanto na
respiração, fica guardada em uma molécula orgânica especial o
ATP (adenosina trifosfato). Ele é formado por um açúcar
(ribose), uma base nitrogenada (adenina) e por três radicais
fosfatos, ligados entre si à custa de quantidades razoáveis de
energia. É justamente a energia liberada na quebra da molécula
de glicose, que vai unir os radicais fosfatos entre si na molécula
de ATP. Armazenada dessa forma, a energia está mais disponível
para a célula, que pode se utilizar dela sempre que precisar.
A MITOCÔNDRIA E O PROCESSO DE RESPIRAÇÃO
O processo de respiração envolve uma série de
etapas, todas elas catalisadas por enzimas específicas.
Apresentaremos essas etapas de forma simplificada,
evidenciando a essência de cada uma delas.
GLICÓLISE
A glicólise (Lise = quebra; glicólise = quebra de
moléculas de glicose) acontece no hialoplasma e é um processo
semelhante à fermentação. Células mais simples, que não têm
mitocôndrias (como as bactérias, por exemplo), aproveitam a
energia de moléculas orgânicas dessa forma. A glicose é
parcialmente quebrada, havendo liberação de uma pequena
quantidade de energia. Podemos dizer que o "saldo" energético é
de duas moléculas de ATP. Na glicólise, não se forma o álcool
etílico, mas outra molécula orgânica - o ácido pirúvico.
CICLO DE KREBS
O ácido pirúvico é uma molécula orgânica constituída
de três átomos de carbono. Trata-se, portanto, de uma molécula
energética. Essa substância é encaminhada para a mitocôndria.
Na matriz mitocôndria, o ácido pirúvico sofre a ação de enzimas
mitocôndrias, sendo continuamente "quebrado", resultando na
liberação de hidrogênios e formação de CO2 (que sai da célula).
Esse processo é chamado de ciclo de Krebs.
CADEIA RESPIRATÓRIA
Nas cristas mitocôndrias, o hidrogênio liberado na
decomposição do ácido pirúvico combina-se com átomos de
oxigênio, existentes no meio, formando moléculas de água. Ao
combinar-se com o oxigênio, o hidrogênio libera energia,
formando várias moléculas de ATP. Cada molécula de glicose
decomposta na respiração celular resulta em 38 moléculas de
ATP, contra duas moléculas de ATP formadas na fermentação. A
respiração é, evidentemente, um processo mais eficiente de
obtenção de energia.
Nos seres pluricelulares dotados de pulmões, o
oxigênio que recebe os hidrogênios na cadeia respiratória, é
proveniente da inspiração. As moléculas de CO2 que vão se
formando durante o processo de respiração celular, são levadas
para fora do organismo através da expiração.
CLOROPLASTOS
Cloroplastos são as maiores organelas, facilmente
vistas ao microscópio óptico. Talvez por essa razão, tenham sido
as primeiras estruturas celulares a serem estudadas. Elas
chegam a ser maiores que algumas células, como por exemplo, as
hemácias (glóbulos vermelhos do sangue). Outra particularidade é
que o cloroplasto é a única organela constituída de três
membranas. A maioria dos cloroplastos tem a forma de amêndoa.
Vamos observar a estrutura interna do cloroplasto.
FIGURA 9 - Cloroplasto
O cloroplasto é envolvido por duas membranas (a
externa e a interna). A natureza dessas membranas é semelhante
à da membrana plasmática. No seu interior, há um espaço - o
estroma - que contém água, sais minerais e enzimas dissolvidas.
No estroma, há membranas dispostas em "prateleiras" - as
lamelas. Empilhadas em cima das lamelas, há estruturas
membranosas em forma de disco, os grana. Cada disco é chamado
de tilacóide. No grana que se concentra a clorofila, pigmento que
participa da fotossíntese.
CLOROPLASTOS E A FOTOSSÍNTESE
Os cloroplastos estão presentes na maioria dos seres
autótrofos - os vegetais. Estes organóides são responsáveis pelo
fenômeno da fotossíntese, ou seja, a síntese de matéria orgânica
através da luz. Os vegetais conseguem converter moléculas
inorgânicas simples (C02 e H2O) em moléculas orgânicas, como a
glicose. Repare na equação da fotossíntese:
6 CO2 + 12 H2O + LUZ C6H12O6 + 6 02 + 6 H2O
Além de produzir seu próprio alimento (que também
servirá de alimento aos seres heterótrofos), os vegetais também
liberam o gás oxigênio. O oxigênio liberado pelas plantas é
captado pelos seres vivos aeróbicos (inclusive as plantas) e
encaminhado até as mitocôndrias das células, para servirem de
receptores de hidrogênio na respiração celular, fenômeno que
acabamos de estudar. Na verdade, os dois fenômenos -
respiração e fotossíntese - se complementam na natureza.
Repare no esquema abaixo que integra a atividade dos
cloroplastos, na fotossíntese e a atuação das mitocôndrias, na
respiração celular. O processo de fotossíntese se resume,
basicamente, em duas etapas: uma fase que depende diretamente
da luz por isso mesmo chamada de fase clara, e outra que
acontece independente desse tipo de energia, chamada de fase
escura. Abaixo apresentamos, resumidamente, as reações que
ocorrem em cada uma das duas etapas:
FASE CLARA
Ocorre nas partes do cloroplasto que possuem
clorofila - as lamelas e a grana (conjunto de tilacóides). A
clorofila é um pigmento vegetal que serve de "antena", captando a
energia luminosa e convertendo-a em energia química, através da
excitação de seus elétrons. Sob a ação dessa energia captada
pela clorofila, há formação de moléculas de ATP. O ATP armazena
nas ligações entre seus fosfatos, parte da energia luminosa,
convertida em energia química. Esse processo denomina-se
FOTOFOSFORILAÇÃO (foto = luz; fosforilação = adição de
fósforo em presença de luz).
Outro processo importante ocorre na fase clara -
FOTÓLlSE DA ÁGUA. Nele, a água captada pela planta é
"quebrada" sob a ação da energia luminosa, liberando O2 (gás
oxigênio) que sai da planta e vai para a atmosfera e hidrogênio. O
hidrogênio livre se combina com uma molécula receptora desses
íons (NADP) e ele é encaminhado até o estroma do cloroplasto,
onde participa da fase escura. (NADPH2)
FASE ESCURA
Como dissemos, ela ocorre de dia ou de noite, pois
independe da luz. Inicia-se com a presença dos hidrogênios no
estroma. Lá existem enzimas que catalisarão todo o processo.
Haverá gasto de energia, fornecida pelas moléculas de ATP
produzidas durante a fase clara da fotossíntese. Nesse momento,
o CO2 captado pela planta do ar atmosférico combina-se com os
hidrogênios provenientes da fotólise da água (na fase clara), e
formam-se compostos orgânicos. Essas moléculas orgânicas mais
simples são levadas, então, para o citoplasma celular
(hialoplasma), onde o processo de síntese de glicose e outros
compostos se completará.
FIGURA 10 – Fotossíntese
EXERCÍCIOS
1. (Fuvest-SP) Está presente na célula bacteriana:
a) Aparelho de Golgi.
b) Carioteca.
c) Mitocôndria.
d) retículo endoplasmático.
e) Ribossomo
2. (MACK-SP) Assinale a alternativa que apresenta estruturas
encontradas em todos os tipos de células:
a) Centríolo, complexo de Golgi e núcleo
b) Ribossomos, membrana plasmática e hialoplasma
c) Hialoplasma, carioteca e retículo endoplasmático
d) Núcleo, mitocôndrias e ribossomos
e) Parede celular, ribossomos e nucléolo
3. (UFMG) A estrutura celular diretamente relacionada ao
processo denominado transporte ativo é:
a) Centríolo
b) Cílio
c) Flagelo
d) Membrana plasmática
e) Parede celular
4. (Unesp-SP) A produção de açúcar poderia ocorrer inde-
pendente da etapa fotoquímica da fotossíntese, se os clo-
roplastos fossem providos com um suplemento constante de:
a) Clorofila.
b) ATP e NADPH2
c) ADP e NADP.
d) Oxigênio
e) Água.
5. (UFPA) “Nas células de vegetais superiores têm forma esfé-
rica ou ovóide; em certas algas verdes filamentosas podem ter a
forma de fita espiralada ou estrelada.” O texto refere-se aos
cloroplastos, organelas responsáveis pela:
a) Decomposição da energia química na fotossíntese.
b) Armazenagem da energia luminosa na quimiossíntese.
c) Transformação da energia luminosa na fotossíntese.
d) Transformação da energia química na quimiossíntese.
e) Difusão da energia calórica na fotossíntese.
6. (UFAL) Em uma aula, na qual se estudavam os processos da
fotossíntese e da quimiossíntese, os alunos fizeram as seguintes
afirmações:
I. – Ambos os processos são considerados autótrofos.
II. – Os organismos fotossintetizantes utilizam energia luminosa
e os organismos quimiossintetizantes utilizam energia química
para a síntese de substâncias orgânicas.
III. – Todas as plantas com clorofila são fotossintetizantes e
todas as bactérias são quimiossintetizantes.
IV – Tanto a fotossíntese como a quimiossíntese formam glicose.
Dessas afirmações, são corretas APENAS:
a) I e II d)I,IIe IV
c) I, II e III
b) II e IV e) II, III e IV
7. (UFU-MG) Com relação à fotossíntese, podemos afirmar que:
a) Na fase de claro ocorre a união de moléculas de CO2,
formando cadeias carbônicas que levam à produção de glicose. O
ATP e o NADPH2, formados na fase de escuro, são responsáveis,
respectivamente, pela energia necessária para o estabelecimento
das ligações químicas e pela redução do CO2.
b) Em alguns organismos a fotossíntese ocorre no hialoplasma,
onde se encontram as moléculas de clorofila associadas às
extensões da membrana plasmática.
c) Os cloroplastos presentes nos grana são formados por
conjuntos de tilacóides, que são os locais onde se situam as
enzimas responsáveis pela captação da energia solar.
d) As ligações químicas que unem os carbonos da glicose são
rompidas e ocorre a liberação de energia para o uso do trabalho
celular.
e) Na fase de escuro a energia do sol captada pela clorofila é
utilizada para a síntese de ATP a partir de ADP mais fosfato
inorgânico.
8. (UNI-RIO) As mitocôndrias são organelas responsáveis pela
respiração. As bactérias não possuem mitocôndrias e muitas
delas fazem respiração. Como isso é possível?
9. (PUC-RJ) Os lisossomos são chamados muitas vezes de
“sistemas de autodestruição das células”. Você acha essa
denominação apropriada? Justifique.
10. (SUAM–RJ) Compare uma célula procariótica com uma célula
eucariótica no que se refere às estruturas citoplasmáticas
envolvidas com a produção de proteínas. No que essas células
diferem e no que elas se assemelham?
11. (PUC-RJ) As células dos seres vivos são formadas por
pequenas estruturas denominadas de organelas. Cada uma destas
desempenha um papel importante no funcionamento da célula. Das
organelas abaixo citadas diga aquelas que num processo evolutivo
foram englobadas por células eucarióticas.
a) Ribossomos e mitocôndria
b) Cloroplasto e retículo endoplasmático
c) Ribossomo e lisossomo
d) Mitocôndria e cloroplasto
e) Glioxissomo e peroxissomo
12. (UFU-MG) A maioria das organelas depende do comando do
núcleo celular para serem produzidas. Mas existem outras que
são independentes dele.
a) Diga quais são as organelas mencionadas anteriormente.
b) Como estas organelas conseguem se autoduplicar e produzir
suas próprias proteínas
CAPÍTULO X
NÚCLEO CELULAR
COMPOSIÇÃO DO NÚCLEO
É no núcleo celular que se encontra o material
genético, responsável pela transmissão das características
hereditárias. Além disso, é o núcleo que controla todas as
atividades celulares. Vamos começar conhecendo a composição
desta importante parte da célula. Sabe-se que as células podem
se dividir, fenômeno chamado de divisão celular. O aspecto do
núcleo muda conforme a célula esteja se dividindo ou esteja em
interfase, nome dado ao intervalo entre duas divisões celulares.
Para falarmos da composição do núcleo, vamos considerar o
núcleo interfásico, ou seja, o núcleo no período em que a célula
não está se dividindo. Também estaremos considerando aqui as
células com núcleo individualizado, ou seja, as células
eucarióticas. O núcleo interfásico de uma célula eucariótica
apresenta os componentes descritos a seguir:
CARIOTECA - é a membrana nuclear que
envolve o material genético, separando-o do citoplasma. Assim
como a membrana celular é uma estrutura lipoprotéica. Possui
inúmeros poros que permitem a comunicação entre o material
nuclear e o citoplasma. Tal comunicação é química: as substâncias
que passam do núcleo para o cito plasma (e vice-versa) é que
"carregam mensagens", permitindo o funcionamento celular.
CARIOLINFA - é o líquido que preenche o
núcleo. Assim como o hialoplasma, que preenche o
citoplasma, a cariolinfa é composta em grande parte por água e
proteínas.
CROMATINA - é o material genético. É
formada pela associação entre moléculas de proteínas e
moléculas de DNA. No núcleo interfásico, a cromatina tem o
aspecto de um emaranhado de fios longos e finos, chamados de
cromonemas. Quando a célula entra em divisão celular, os
cromonemas se espiralizam, ou seja, se condensam, tornando-se
mais curtos e grossos, com o aspecto de bastões que recebem o
nome de cromossomos.
NUCLÉOLO - é um corpúsculo constituído
basicamente por RNA.
FIGURA 1 - Os componentes do núcleo celular
O uso de corantes permite observar a cromatina ao
microscópio (daí o nome cromatina: croma = cor). Nessas
observações, aparecem pontos mais escuros e pontos mais claros,
o que corresponde a áreas em que a cromatina está mais
condensada e menos condensada:
EUCROMATINA - regiões menos condensadas
da cromatina: o filamento está mais esticado. A eucromatina
corresponde às regiões do DNA nas quais os genes estão ativos.
HETEROCROMATINA - regiões mais
condensadas da cromatina: o filamento está mais dobrado;
CROMOSSOMOS
Quando o longo filamento de cromatina, o cromonema,
se dobra várias vezes sobre si mesmo, assumindo a forma de um
bastão, dizemos que ele se espiralizou e forma-se o cromossomo.
A espiralização da cromatina só ocorre quando a célula está em
processo de divisão.
A IMPORTÂNCIA DO NÚCLEO
Como já foi dito, o núcleo está relacionado com a
hereditariedade e com a regulação da atividade celular.
O NÚCLEO E O CONTROLE DO METABOLISMO
CELULAR
Já no final do século XIX ficou demonstrado que o
núcleo era vital para a célula, através de experimentos realizados
por um cientista chamado Balbiani.
Balbiani dividiu amebas em duas partes, de modo que
uma delas ficasse com o núcleo. Observou que o fragmento
nucleado sobrevivia e se reproduzia, enquanto o fragmento
anucleado morria. Se o fragmento anucleado tivesse um núcleo
reimplantado, ele sobrevivia e até voltava a se dividir.
Fragmentos de células sem o núcleo vão, pouco a pouco, deixando
de realizar as funções vitais: param a respiração, a digestão, a
excreção... Os experimentos de Balbiani, assim como outros
feitos posteriormente, sugerem que o núcleo controla o
metabolismo celular, de alguma forma. Mas como? De que maneira
o núcleo exerce seu poder controlador sobre a própria vida da
célula? O desvendamento deste maravilhoso mistério exigiu muita
pesquisa, muita investigação científica.
O NÚCLEO E A HEREDITARIEDADE
Quando a cromatina se espiraliza e formam-se os
cromossomos, o material genético fica organizado em "porções
individuais", sendo possível contar o número de bastões, ou seja,
de cromossomos que existem em uma célula, ao analisá-la ao
microscópio.
Essas análises revelaram que o número de
cromossomos é o mesmo para todos os indivíduos da mesma
espécie. (Os indivíduos de uma mesma espécie têm o mesmo
numero de cromossomos)
CROMOSSOMOS HOMÓLOGOS E O CARIÓTIPO
Em um cromossomo existem vários genes dispostos
linearmente. O local que cada gene ocupa no cromossomo é
denominado lócus gênico.
Os cromossomos geralmente ocorram aos pares nas
células. O cromossomo de cada par possui os mesmos locai
gênicos (locai = plural de lócus) e são denominados cromossomos
homólogos. Essas células que possuem cromossomos aos pares são
denominadas células diplóides ou 2n. Os gametas, que são células
relacionadas com processos sexuados de reprodução, apresentam
apenas um cromossomo de cada par de homólogos, sendo por isso
denominada célula haplóide ou n.
Na espécie humana, por exemplo, as células somáticas
possuem 46 cromossomos (23 pares) e os gametas possuem 23
cromossomos, não havendo ocorrência de pares.
Corando e fotografando os cromossomos, é possível
obter o cariótipo de um indivíduo, a partir do qual se pode obser-
var o tamanho, a forma e o número de cromossomos de suas
células. Para isso, interrompe-se a divisão celular na metáfase,
que é o momento em que os cromossomos apresentam o máximo
de condensação.
As figuras a seguir exemplificam c cariótipos de
homem e de mulher. Analisando-as verifica-se que dos 23 pares
de cromossomos, 22 são semelhantes em ambos os sexos. Eles
recebem o nome de autossomos. O último par é diferente e cada
sexo, e os cromossomos são chamados sexuais. A mulher possui
dois cromossomos sexuais idênticos entre si chamados
cromossomos X. O homem possui um cromossomo X e outro muito
diferente que recebe o nome de Cromossomo Y.
FIGURA 2 – Cariótipo
Os cromossomos dos eucariontes são formados por
DNA e proteínas. Estudos experimentais comprovaram que a
molécula de DNA é que contém os genes e, portanto, é ela que
comanda e coordena toda a função celular. Esses estudos
demonstraram também que cada gene comanda a síntese de
determinada proteína ou polipeptídeo e que desse processo
participam moléculas de RNA. Na síntese de determinada
proteína, um gene é transcrito em moléculas de RNA que vão ser
traduzidas em moléculas de proteínas no citoplasma.
Segundo o modelo de Watson & Crick, cada molécula
de DNA é uma dupla hélice em que duas cadeias de nucleotídeos
dispõem-se espiraladamente em tomo de um eixo. Essas cadeias
estão unidas entre si por pontes de hidrogênio que se formam
entre as bases nitrogenadas. Essa união não é aleatória: a adenina
de uma cadeia pareia-se sempre com a timina da outra; a citosina
de uma cadeia pareia-se sempre com a guanina da outra. Diz-se
que A e T são bases complementares, assim como C e G. Isso
significa que, se em um trecho de uma molécula de DNA uma das
cadeias apresenta a seqüência de bases TCAGTC, a cadeia
complementar AGTCAG, respectivamente. Cada cadeia da
molécula de DNA tem seus nucleotídeos dispostos linearmente, e
a ordem em que eles ocorrem pode variar. Uma molécula de DNA
difere de outra pela ordem com que os nucleotídeos se dispõem.
Cada nucleotídeo possui uma molécula de ácido fosfórico (P), uma
molécula do açúcar desoxirribose (D) e uma molécula de base
nitrogenada. Um nucleotídeo difere do outro apenas pela base
nitrogenada, que pode ser adenina (A), guanina (G), citosina (C) ou
timina (T).
FIGURA 4 – Trechos complementares de duas cadeias de
nucleotídeos de uma molécula de DNA. Observe que uma cadeia
se dispõe de modo invertido em relação à outra
DUPLICAÇÃO DO DNA
A partir de uma molécula de DNA formam-se duas
outras iguais a ela. Cada DNA recém formado possui uma das ca-
deias da molécula-mãe. Por isso fala-se em duplicação
semiconservativa.
Essa forma de duplicação do DNA garante que as
células resultantes de um processo de divisão celular recebam o
mesmo material genético.
SÍNTESE DE RNA: TRANSCRIÇÃO
O RNA é formado por um processo denominado
transcrição: o trecho da molécula de DNA que contém um gene a
ser transcrito abre-se e nesse ponto inicia-se o pareamento de
nucleotídeos do RNA. Completado o pareamento, o RNA se solta.
Na formação do RNA, o pareamento de nucleotídeos
ocorre de forma definida, pois as bases nitrogenadas são comple-
mentares. Assim, se um trecho do DNA tiver a seqüência ATCG, o
RNA que se formará terá a seqüência UAGC.
A combinação das quatro bases nitrogenadas em
grupos de três dá um total de 64 trincas possíveis. Esse número é
muito maior do que o número total de aminoácidos. Entretanto,
provou-se experimentalmente que um mesmo aminoácido pode ser
codificado por mais de uma trinca, havendo, assim, trincas sinô-
nimas. Por isso, diz-se que o código genético é degenerado, pois
um aminoácido pode ser codificado por mais de uma trinca. Além
disso, existem trincas que não codificam aminoácidos, mas deter-
minam o fim do polipeptídeo.
FIGURA 5 – (síntese protéica)
SÍNTESE DE PROTEÍNA: TRADUÇÃO
O processo de síntese de proteínas denomina-se
tradução e dele participam três tipos de RNA:
RNA RIBOSSÔMICO (RNAr): ocorre as-
sociado a proteínas formando os ribossomos;
RNA MENSAGEIRO (RNAm): formado por um
filamento simples que contém várias seqüências de três bases
nitrogenadas. Cada conjunto de três bases é chamado códon. A
seqüência de códons determina a seqüência de aminoácidos da
proteína;
RNA TRANSPORTADOR (RNAt): é o menor
RNA da célula. Tem o formato de folha de trevo e em uma
extremidade livre de sua molécula possui sempre a seguinte
seqüência de bases nitrogenadas: É nesse local que ocorre a
associação com o aminoácido. Em outra região da molécula existe
uma seqüência de três bases denominada anticódon, que reco-
nhece a posição do aminoácido no RNAm, unindo o seu anticódon
ao códon do RNAm. Havendo necessidade de determinada
proteína, será formado um RNAm por transcrição de um gene
específico do DNA, sendo que este RNAm conterá a "mensagem"
para aquela proteína. Toda molécula de RNAm possui um CÓDON
DE INICIAÇÃO seguido por vários CÓDONS que determinam a
SEQUÊNCIA dos aminoácidos no polipeptídeo e um CÓDON DE
TERMINAÇÃO, que marca o final daquela cadeia polipeptídica.
Assim, a tradução ocorre em três etapas sucessivas: iniciação,
alongamento e terminação.
FIGURA 6 – Tabela de aminoácidos
EXERCÍCIOS
1. (PUC-RS) Pesquisas realizadas verificaram que a subunidade
menor serve para estabelecer a ligação entre o RNA mensageiro
e o RNA transportador, enquanto a subunidade maior participa
das ações catalíticas que levam à formação das chamadas ligações
peptídicas. O texto refere-se à atividade dos:
a) Mesossomos.
b) Peroxissomos
c) Lisossomos.
d) Ribossomos
e) Nucleossomos
2. (UFAL) Um segmento de uma fita de DNA possui a trinca TAC.
Assinale, no quadro abaixo, a alternativa que identifica
corretamente o códon e o anticódon correspondentes:
RNAm RNAt
A ATG TAC
B AUG UAC
C UTC AUG
D UAC TAG
E UGA TUG
3. (UFPA) "Geneticistas e bioquímicos estão criando uma nova
revolução na Medicina, é a terapia gênica. Os genes, que são em
torno de 50000 a 100000, são formados por milhões de
moléculas menores, os____________, que compõem a molécula
de ______________ Implantar um gene significa colocar no
lugar exato um conjunto completo de ___________."
(Superinteressante, novo 97). A alternativa que contém as
palavras que completam corretamente, as lacunas do texto acima
é:
a) Aminoácidos, proteínas, enzimas.
b) Ácidos graxos, lipídios, ácidos graxos.
c) Nucleotídeos, RNA, pentoses.
d) Nucleotídeos, DNA, nucleotídeos.
e) Fosfatos, pentoses, bases.
4. (UFV-MG) A composição química das células é formada por
substâncias inorgânicas e orgânicas. Entre estas orgânicas
assinale a alternativa INCORRETA:
a) O DNA é o ácido nucléico responsável pela transmissão da
informação genética e encontra-se em todo o núcleo.
b) As proteínas são formadas por aminoácidos ligados entre si e
muitas têm função enzimas
c) Os lipídios caracterizam-se por serem pouco solúvel em água e
são um dos principais componentes das membranas celulares.
d) Os carboidratos podem desempenhar função estrutural, como
a celulose, ou de reserva, como o amido.
e) Entre os tipos de RNA têm-se o RNA de transferência, RNA
ribossômico e o RNA mensageiro, sendo este último o único
envolvido na síntese de proteínas.
5. (Unicamp-SP) Os ribossomos são encontrados livres no
citoplasma, associados à superfície do retículo endoplasmático e
dentro de mitocôndrias e cloroplastos, desempenhando sempre a
mesma função básica.
a) Que função é essa?
b) Por que alguns dos ribossomos se encontram associados ao
retículo endoplasmático?
c) Por que as mitocôndrias e cloroplastos também têm ribossomos
no seu interior?
6. (Unicamp–SP) O metabolismo celular é controlado por uma
série de reações em que estão envolvidas inúmeras proteínas.
Uma mutação gênica pode determinar a alteração ou a ausência
de algumas dessas proteínas, levando a mudanças no ciclo de vida
da célula.
a) Explique a relação que existe entre gene e proteína.
b) Por que podem ocorrer alterações nas proteínas quando o gene
sofre mutação?
c) Em que situação uma mutação não altera a molécula protéica?
7. Usando a tabela do código genético, é possível deduzir a
seqüência de aminoácidos de uma proteína a partir da seqüencia
de nucleotídeos do RNA mensageiro que o codifica. Indique se é
possível, dada a seqüência de aminoácidos de uma proteína de um
eucarioto, deduzir a seqüência de seu gene. Justifique a sua
resposta.
8. A seqüência parcial de nucleotídeos de RNA mensageiro de um
determinado gene, constituída de sete códons, está escrita a
seguir.
Pesquisadores submeteram a seqüência às seguintes alterações:
I – Substituição de A por G no códon 7;
II- Deleção do G no códon 3;
III- Substituição de C por U no códon 4.
Com base na tabela de código genético a seguir identifique a
mutação que produziu o menor peptídeo. Justifique a sua
resposta.
CAPÍTULO XI
AS DIVISÕES CELULARES
Nos organismos multicelulares, podemos identificar
como regra geral, dois tipos de células: as somáticas (do corpo) e
as reprodutoras (gametas). As somáticas dividem-se por um
processo denominado mitose. As reprodutoras são formadas por
um processo de divisão denominado meiose. Por mitose, uma
célula dá origem a duas outras idênticas e com o mesmo número
de cromossomos da célula inicial. Por meiose, uma célula dá
origem a quatro outras, cada uma com a metade do número de
cromossomos da célula inicial. Na espécie humana, as células
somáticas possuem 46 cromossomos, distribuídos em 23 pares de
homólogos; são diplóides (2n). Cada uma delas, ao sofrer mitose,
origina duas outras com 46 cromossomos.
Na formação de gametas, cada célula origina por
meiose quatro células haplóides (n) com 23 cromossomos. Nesse
processo, os homólogos separam-se. Na fecundação, um óvulo
une-se a um espermatozóide, restabelecendo o número 2n típico
da espécie.
FIGURA 1 – Mitose e meiose
CICLO CELULAR
No ciclo de vida das células, chamado ciclo celular,
devemos considerar dois momentos: a intérfase e a mitose. A
célula permanece em intérfase a maior parte de sua vida. A
mitose é importante na reprodução assexuada, no crescimento
dos organismos multicelulares e na regeneração de tecidos. Nos
unicelulares, é o tipo de divisão que ocorre quando há reprodução
assexuada por bipartição (cissiparidade ou divisão binária).
Tanto a intérfase como a mitose apresentam-se
subdivididas em períodos ou fases, apesar de serem processos
contínuos. As fases nos auxiliam a entender cada passo do ciclo
celular.
Os períodos da intérfase são denominados G1,
S e G2.
As fases da mitose são: prófase (Pro= primeiro),
prometáfase (meta = meio) metáfase, anáfase (ana= separação) e:
telofase (tela = fim).
Muitas vezes os eventos da prófase e da
prometáfase são descritos como pertencentes a uma única fase,
sob o nome de prófase. Nesse caso, as fases da mitose seriam
apenas quatro: prófase, metáfase, anáfase e telófase.
A separação final, em que as células individualizam-se,
é chamada citocinese.
FIGURA 2 - Intérfase
INTÉRFASE
É na fase S (síntese) da intérfase que ocorre a
duplicação das cromátides.
Nas fases G, a quantidade de DNA celular mantém-se
constante em função do tempo. Essa letra vem da palavra inglesa
gap, que significa intervalo. Em G2 a quantidade de DNA é o
dobro da verificada cada em G1. Após o período G2, inicia-se a
mitose quando a quantidade de DNA retoma ao valor inicial.
AS FASES DA MITOSE
PRÓFASE
Na prófase, cada cromossomo formado por duas
cromátides-irmãs unidas pelo centrômero começam a se
condensar tornando-se visíveis. Ao mesmo tempo, o nucléolo
começa a se tornar menos evidente, desaparecendo ao final dessa
fase.
Ocorre ainda a duplicação do centro celular, que é
acompanhada da duplicação do centríolo, quando este está
presente. A partir do centro celular forma-se o áster, conjunto
de microtúbulos que se irradiam lembrando a figuras de uma
estrela.
Inicialmente, um áster está próximo do outro, mas
aos poucos algumas de suas fibras crescem e empurram o centro
celular em direção aos pólos da célula. Essas fibras maiores
constituem as fibras polares. No final da prófase formam-se, na
região de cada centrômero, complexos protéicos especializados:
os cinetócoros. Ocorre a ruptura da carioteca e a formação das
fibras cromossômicas ou cinetocóricas, que orientam os
deslocamentos dos cromossomos em direção à região equatorial
da célula. Ao conjunto de fibras do áster, fibras polares e fibras
cinetocóricas, dá-se o nome de fuso mitótico. Quando os autores
não consideram a prometáfase, seus eventos são descritos como
pertencentes à prófase.
METÁFASE
Na metáfase, os cromossomos atingem o máximo de
condensação e alinham-se em um mesmo plano, formando a placa
equatorial ou placa metafásica. Durante a metáfase, ocorre no
citoplasma intensa movimentação de organelas que se dirigem
eqüitativamente para pólos opostos da célula.
ANÁFASE
A anáfase inicia-se com a divisão longitudinal dos
centrômeros, que permite a separação completa das duas
cromátides de cada cromossomo. Assim que se separam, as
cromátides passam a ser chamadas cromossomos-irmãos e
deslocam-se para pólos opostos da célula, orientados pelas fibras
do fuso.
TELÓFASE
Na telófase ocorre praticamente o inverso do que
ocorreu na prófase e início da prometáfase: a carioteca se
reorganiza, os cromossomos se descondensam, o cinetócoro e as
fibras cinetocóricas desaparecem e o nucléolo se reorganiza.
Termina, assim, a mitose, que resulta na divisão do núcleo,
também denominada cariocinese, e inicia-se a citocinese.
CITOCINESE
A divisão do cito plasma, ou citocinese, geralmente
está associada à cariocinese, mas podem ser eventos
independentes. Neste último caso, ocorrem várias divisões do
núcleo, sem haver divisão do citoplasma, dando origem a uma
massa citoplasmática única, onde se encontram imersos muitos
núcleos. A esse tipo de organização dá-se o nome de sincício.
Na maior parte das vezes, no entanto, a citocinese
ocorre associada à cariocinese, e inicia-se geralmente ao final da
anáfase ou na telófase.
Em células animais há invaginação na membrana
plasmática, que se aprofunda gradualmente até as duas células-
filhas separarem-se.
AS FASES MEIOSE
A meiose é a divisão celular que ocorre na formação
dos gametas ou na formação de alguns tipos de esporos,
reduzindo o número de cromossomos à metade. Assim, a célula-
mãe diplóide gera células-filhas haplóides.
A meiose ocorre por duas divisões celulares
sucessivas: a meiose I, reducional (reduz ao meio o número de
cromossomos), e a meiose n, equacional (os cromossomos
duplicados se separam passando a ficar com fitas simples).
As fases das duas etapas da meiose são:
meiose I: prófase I, metáfase I, anáfase I, telófase I;
meiose II: prófase II, metáfase II, anáfase II,
telófase II.
A prófase I da meiose I foi dividida, para facilidade
de estudo, em cinco subfases consecutivas: leptóteno, zigóteno,
paquíteno, diplóteno e diacinese.
Na Interfase ocorre a duplicação do DNA e,
conseqüentemente, dos cromossomos, formando, assim, as
cromátides-irmãs. Após a duplicação dos cromossomos, inicia-se a
divisão celular.
PRÓFASE I
A) leptóteno
Cada cromossomo, no leptóteno (lepto = fio fino), é
formado por duas cromátides-irmãs e, nessa fase, inicia-se a sua
condensação. Pode-se notar a presença de regiões mais
condensadas, chamadas cromômeros, que têm a mesma
distribuição ao longo de cromossomos homólogos.
B) Zigóteno
A condensação dos cramossomos progride, e os
homólogos emparelham-se, num processo denominado sinapse. O
início do emparelhamento ocorre no zigóteno (zigo = único) e se
completa no paquíteno (Paqui = grosso). Na mitose não há
emparelhamento de homólogos.
C) Paquíteno
Os cromossomos homólogos já estão perfeitamente
emparelhados, sendo possível, agora, visualizar melhor que cada
par de cromossomos homólogos possui quatro cromátides,
constituindo uma tétrade, ou bivalente, formada por:
cromátides-irmãs: as que se originam de um mesmo
cromossomo;
cromátides homólogas: as que se originam de
cromossomos homólogos.
Duas cromátides homólogas podem sofrer uma
ruptura na mesma altura, e os dois pedaços podem trocar de
lugar, realizando, assim, uma permutação ou crossing-over. Como
os cromossomos são portadores de genes, ocorre, em virtude da
permutação, recombinação gênica, processo importante no
aumento da variabilidade gênica da espécie.
FIGURA 3 – Crossing-over
D) Diplóteno
Os cromossomos homólogos começam a se afastar,
mas permanecem ligados pelas regiões onde ocorreu o crossing-
over. Tais regiões constituem os quiasmas (do grego chi = letra X;
quiasma = disposição em forma de X). O número de quiasmas
fornece, então, o número de permutações ocorridas. Apesar de as
permutações ocorrerem no paquíteno, os quiasmas são visíveis
somente a partir do diplóteno (diplo = duplo).
E) Diacinese (dia = através; cinese = movimento)
Continua a ocorrer condensação dos cromossomos e
separação dos homólogos. Com isso, os quiasmas vão escorregando
para as pontas das cromátides, processo denominado
terminalização dos quiasmas.
Os cromossomos homólogos só separam-se
completamente quando os quiasmas desaparecem, o que ocorre na
anáfase I.
As modificações descritas até agora se referiram aos
cromossomos. Entretanto, é também possível notar que, à medida
que as fases evoluem, o nucléolo e a carioteca desaparecem.
No citoplasma ocorre duplicação do centro celular e
do centríolo e início da formação das fibras polares. Os
centríolos atingem os pólos da célula na diacinese.
METÁFASE I
Os cromossomos duplicados e emparelhados dispostos
no equador da célula, atingem o máximo de condensação.
ANÁFASE I
A anáfase I caracteriza-se pelo deslocamento dos
cromossomos para os pólos. O par de cromossomos homólogos
separa-se, indo um cromossomo duplicado de cada par para um
pólo da célula.
É importante salientar que não ocorre divisão do
centrômero, como acontece na anáfase da mitose. Essa é uma
diferença fundamental entre a anáfase da mitose a anáfase I da
meiose. Além disso, na mitose, ao final da anáfase, encontra-se n
cromossomos não-duplicados em cada pólo da célula, e na meiose
I encontram-se n cromossomos duplicados. A esses cromossomos
da meiose I, isto é, às duas cromátides ligadas pelo centrômero
dá-se nome de díades.
TELÓFASE I
Com a chegada das díades aos pólos termina a anáfase
I e tem início a telófase I.
O que ocorre na telófase I da meiose é bastante
semelhante ao que acontece na telófase da mitose: os
cromossomos desespiralizam-se e a carioteca e o nucléolo
reorganizam-se. Ocorre a citosinese.
RESUMO COMPARATIVO DAS FASES DA MITOSE COM AS DA MEIOSE I
FIGURA 4 – quadro comparativo
AS FASES DA MEIOSE II
A meiose II é extremamente semelhante à mitose. A formação
de células haplóides a partir de outras haplóides só é possível
porque ocorre, durante a meiose II, a separação das cromátides
que formam as díades. Cada cromátide de uma díade dirige-se
para um pólo diferente e já pode ser chamado de cromossomo-
irmão. As fases da meiose II são: prófase II, metáfase II,
anáfase II e telófase II e podem ser vistas no esquema a seguir:
.
EXERCÍCIOS
1. (UFMA) O “crossing-over” que ocorre na meiose é considerado
como a:
a) Ligação de genes que ficam no mesmo cromossomo
b) Permuta de segmentos do mesmo cromossomo
c) Mistura de material genético de duas espécies
d) Troca de segmentos entre cromossomos homólogos
2. (FAAP) O “crossig-over” é um importante mecanismo evolutivo,
pois proporciona, para a maioria dos seres vivos, recombinação
dos seus genes durante o processo de produção das células
reprodutivas, como nos gametas animais. Esse processo ocorre
na:
a) Prófase da mitose
b) Metáfase da mitose
c) Prófase I da meiose
d) Metáfase I da meiose
3. (PUC-RJ) Na mitose existe uma fase em que se dissolve a
membrana nuclear, o núcleo desaparece por completo, o fuso
mitótico toma feição definitiva e os cromossomos ordenam-se
num plano equatorial entre os dois pólos do fuso. Esta fase é
denominada de:
a) Prófase
b) Telófase
c) Anáfase
d) Metáfase
e) Interfase
4. (PUC-SP) Certa espécie animal tem número diplóide de
cromossomos igual a 8 (2n = 8). Uma célula de um indivíduo dessa
espécie encontra-se em divisão apresenta 4 cromossomos simples
sendo puxado para cada pólo. A partir dessa informação, pode
afirmar que a referida célula se encontra:
a) Na metáfase da mitose
b) Na anáfase da mitose
c) Na metáfase da 1ª divisão da meiose
d) Na anáfase da1ª divisão da meiose
e) Na anáfase da 2ª divisão da meiose
5. (UFRJ) A colchicina é um alcalóide que inibe a divisão mitótica,
impedindo a formação das fibras do fuso em uma célula. Cite e
caracterize a fase que melhor permite o estudo dos cariótipos.
6. (UFAL) Descreva três eventos da meiose que a diferenciam da
mitose.
7. (Fuvest -SP) Um cromossomo é formado por uma longa
molécula de DNA associada a proteínas. Isso permite afirmar que
o núcleo de uma célula somática humana em (A) possui (B)
moléculas de DNA. Qual das alternativas indica os termos que
substituem corretamente as letras A e B?
a) A: início da interfase (G1); B: 4
b) A: fim de interfase (G2); B: 23
c) A: fim de mitose (prófase); B: 46
d) A: fim de mitose (telófase); B: 23
e) A: qualquer fase do ciclo celular; B: 92
8. Alguns indivíduos podem apresentar características
específicas de síndrome de Down sem o comprometimento do
sistema nervoso. Este fato se deve a presença de tecidos
mosaicos, ou seja, tecidos que apresentam células com um número
normal de cromossomo se outras células com um cromossomo a
mais em um de seus pares (trissomia). Este fato é devido a uma
falha no mecanismo de divisão celular denominada de não-
disjunção. Assinale a alternativa que identifica a fase da divisão
celular em que esta falha ocorreu.
a) anáfase II da meiose
b) anáfase I da meiose
c) anáfase da meiose
d) metáfase da meiose
e) metáfase II da meiose
9.
a) Temos meiose em A, B e C.
b) Temos mitose em A e meiose em B e C.
c) Temos meiose em A e mitose em B e C.
d) Temos meiose em A e B e mitose em C.
e) Temos mitose em A e B e meiose em C.
10. O esquema ao lado apresenta um ciclo vital:
Os números I, II e III representam, respectivamente:
a) mitose, fecundação, meiose;
b) meiose, fecundação, mitose;
c) mitose, meiose, fecundação;
d) meiose, mitose, fecundação;
e) fecundação, mitose, meiose.
CAPÍTULO XII
HISTOLOGIA E REPRODUÇÃO
TECIDO HUMANO
A associação das células para formar organismos
multicelulares constituiu um passo á frente na evolução das
espécies. Um organismo multicelular tem mais condições para
sobreviver do que um organismo unicelular.
Nos tecidos, as células se organizam com distribuição
de trabalho. Há um acentuado grau de interdependência vital
entre as células de um tecido organizado.
A formação dos tecidos ocorre durante o
desenvolvimento embrionário, à custa do processo de
diferenciação celular. Podemos definir um tecido como um
grupamento de células diferenciadas, harmonizadas e às vezes
integradas com substâncias intercelulares para a realização de
uma determinada função. Os tecidos se dividem em tecidos
animais e vegetais. Muitos tecidos têm substancias
intercelulares, as quais podem ser amorfas ou figuradas.
Os TECIDOS EPITELIAIS compreendem epitélios de
revestimento e glandulares. Os epitélios de revestimento têm as
funções de proteção, absorção e trocas gasosas com o meio
ambiente. Podem ser simples ou estratificados. As glândulas têm
origem em epitélios de revestimento e podem ser glândulas
unicelulares e multicelulares.
O TECIDO CONJUNTIVO PROPRIAMENTE DITO é
rico em substância intercelular e apresentam vários tipos de
células. Entre estas, destacam-se os fibroblastos, os macrófagos,
os plasmócitos e os mastócitos, além de células sangüíneas em
trânsito, como os linfócitos. A substância intercelular
compreende uma parte amorfa e uma parte figurada, com fibras
colágenas, fibras elásticas e fibras reticulares. Tem a finalidade
de preenchimentos de espaços vazios.
FIGURA 1 - Pele
O tecido adiposo é uma variedade de tecido
conjuntivo que, além das estruturas mencionadas no TCPD, tem
franco predomínio de células adiposas, ricas em gotículas de
gordura, mostrando o protoplasma deslocado para a periferia. É
um reservatório de lipídios, com a finalidade energética além de
atuar como isolante térmico, impedindo a perda de calorias do
organismo para o meio ambiente.
FIGURA 2 – Células adiposas
O tecido cartilaginoso tem células especiais
chamadas de condrócitos, que se alojam em pequeninos grupos
dentro de cápsula. A substância intercelular é rica em
mucopolissacarídeos ácidos e em colágeno. Tem função
modeladora, dando forma e sustentação a certas partes do corpo,
sem a rigidez do osso Ás vezes serve de molde para a formação
do tecido ósseo.
FIGURA 3 - Tecido cartilaginoso
O tecido ósseo é o principal tecido de
sustentação. Suas células chamadas de osteócitos ficam dentro
de lacunas (osteoplastos) em meio a uma grande massa de
substância intercelular rica em colágeno e outras proteínas e sais
de cálcio e magnésio, como carbonatos e fosfatos. Os osteócitos
se originam a partir dos osteoblastos. As trocas nutritivas e
respiratórias entre os osteócitos e o sangue são feitas por
difusão, através de fina rede de canalículos interlacunares que se
comunicam com os canais de Havers e Volkmann. O tecido ósseo
pode ser compacto ou esponjoso.
FIGURA 4 – Tecido ósseo
O sangue é formado de elementos
figurados e substância intercelular. Os elementos figurados são;
hemácias, leucócitos e plaquetas. Mas são células apenas as
hemácias e os leucócitos. As plaquetas são fragmentos de células.
As hemácias são anucleadas nos mamíferos e nucleadas nos
demais vertebrados. Estão relacionadas com o transporte de
gases respiratórios. Na espécie mostram-se numa taxa
aproximadamente 4,5 milhões/mm3 de sangue e sua diminuição é
conhecida como anemia. Os leucócitos dividem-se em granulócitos
e agranulócitos. Os primeiros têm citoplasma granuloso e núcleo
em lobos. Compreendem os eosinófilos, os basófilos e os
neotrófilos. Têm intensa atividade fagocitária e originam-se da
medula óssea os agranulócitos ou mononucleados têm citoplasma
não granuloso e núcleo sem estrangulamentos. Abrangem
monócitos e linfócitos. Os linfócitos têm função importante na
produção de anticorpos. Neutrófilos e monócitos fazem
diapedese. As plaquetas são fragmentos de megacariócitos
delimitados por membrana e portadores de vesículas contendo
tromboplastina. Têm papel de destaque no mecanismo da
coagulação sangüínea. O plasma é rico em água, sais minerais, íons
e proteínas, lipídios, carboidratos, vitaminas, hormônios,
anticorpos e gases respiratórios, além dos produtos finais do
metabolismo celular, como a uréia e outros.
FIGURA 5 – Células sanguíneas
Os TECIDOS MUSCULARES são constituídos por
células em forma de fibras especializadas na função de
contração. Distingue-se em três variedades de fibras musculares:
Fibra muscular lisa – é uma célula fusiforme
pequena, uninucleada, com o núcleo central, citoplasma
homogêneo, sem estrias transversais e com capacidade de
contração lenta e involuntária. São encontradas nas vísceras e em
vasos sangüíneos.
Fibra muscular estriada esquelética – é uma
célula em grande parte cilíndrica, muito longa. Revela numerosos
núcleos que são periféricos. E o citoplasma apresenta diversas
estrias transversais. Sua contração é rápida e voluntária.
Fibra muscular estriada cardíaca – é
também uma célula cilíndrica dotada de estrias transversais.
Difere, no entanto, da fibra muscular esquelética por ser uma
célula com bifurcações, por ter um único núcleo que é central, por
revelar os discos intercalares e por realizar rápidas contrações,
ainda que involuntárias.
FIGURA 6 – Sarcômero
O TECIDO NERVOSO possui células condutoras do
tecido nervoso – os neurônios – e células de preenchimento e
sustentação, não condutoras de impulsos nervosos, que em
conjunto formam a neuroglia ou glia. O neurônio possui o corpo
celular e ramificações de dois tipos: os dendritos e o axônio. Com
relação ao sentido de condução do estímulo nervoso ele vai do
dendrito para o corpo celular para o axônio. O ponto de
vizinhança entre neurônios é a sinapse nervosa. Os mediadores
químicos (acetilcolina e adrenalina) são responsáveis pela a
transmissão do estímulo nervoso através das sinapses. O impulso
nervoso corresponde a uma “onda de inversão de polaridade” que
corre ao longo da membrana do neurônio. Diante do estímulo
nervoso, grande parte dos íons de sódio passa de fora para
dentro da membrana plasmática, determinando uma inversão de
polaridade. Antes, a membrana era positiva do lado de fora e
negativa do lado de dentro. Agora, ela se mostra negativa do lado
de fora e positiva do lado de dentro. Essa inversão aciona a
porção imediatamente vizinha da membrana, onde também se dá a
inversão. Assim, a onda corre como uma reação em cadeia.
O sistema nervoso juntamente com o sistema
endócrino atua na coordenação e integração das funções das
células dos tecidos, órgãos e sistemas, para que funcionem de
forma coordenada como uma unidade. As principais células do
sistema nervoso são os neurônios responsáveis em receber e
transmitir o impulso nervoso.
No homem, como nos demais vertebrados, o sistema
nervoso ocupa posição dorsal e está protegido pela caixa craniana
e pela coluna vertebral. O sistema nervoso é dividido em:
Sistema nervoso central (SNC).
Sistema nervoso periférico (SNP).
SISTEMA NERVOSO CENTRAL
O SNC é formado pelo encéfalo e pela medula
espinhal. Ambos são protegidos por estruturas ósseas encéfalo
pela caixa craniana e a medula pelas vértebras
Tanto o encéfalo quanto à medula estão envolvidos
por membranas – as meninges – denominadas dura-máter,
aracnóide e pia-máter. Entre a aracnóide e a pia circula o líquido
cefalorraquidiano, que protege e nutre o sistema nervoso.
ENCÉFALO
O encéfalo tem origem do desenvolvimento
embrionário de cinco vesículas (telencéfalo, diencéfalo,
mesencéfalo, metencéfalo e mielencéfalo).
No ser humano o telencéfalo é a que mais se
desenvolve, originando o cérebro. Além do cérebro o encéfalo se
divide ainda em cerebelo, ponte e bulbo.
CÉREBRO
É a parte mais volumosa do encéfalo. Divide-se em
duas metades denominadas hemisférios cerebrais. Sua superfície
externa é chamada de córtex cerebral.
Nos vertebrados, de peixes até aves, os hemisférios
cerebrais têm superfície lisa. Por isso esses animais são
chamados de lisencéfalos. Nos mamíferos, principalmente os
primatas, a superfície cerebral é dotada de uma série de
circunvoluções que aumentam consideravelmente essa superfície
e comportam um maior número de neurônios. Por essa razão, os
mamíferos são denominados girencéfalos.
As principais funções do cérebro são:
Centro de motricidade voluntária.
Centro psíquico da inteligência, vontade,
memória, imaginação, consciência, criatividade.
Centro de sensibilidades olfativas,
táteis, visuais, auditivas, gustativas etc.
CEREBELO
Situa-se logo abaixo do cérebro. Suas principais
funções estão relacionadas à manutenção do equilíbrio corporal e
controlar a tonicidade e o vigor muscular.
BULBO
Localiza-se acima da medula espinhal e abaixo da
ponte. Seus centros nervosos são responsáveis pelos movimentos
da musculatura do coração e do tubo digestivo e dos músculos
respiratórios. É também o bulbo o responsável pelos reflexos de
vomitar, tossir, lacrimar, piscar, deglutir e mastigar. O bulbo
participa ainda de movimentos corporais como caminhar e correr.
PONTE
É formada principalmente por fibras nervosas que fa-
zem a ligação entre o córtex cerebral e o cerebelo. Participa de
algumas atividades do bulbo, como o controle da respiração. É
também centro de retransmissão de impulsos para o cerebelo.
MEDULA ESPINHAL
É a continuação do bulbo. É cilíndrica, achatada e
desce pelo interior da coluna vertebral. A medula conduz
impulsos sensitivos para o cérebro e traz impulsos motores.
Exerce também a função de centro nervoso responsável por
muitos atos reflexos, principalmente os relacionados com o
instinto de conservação e defesa. O caminho do impulso nervoso
no ato reflexo é denominado arco reflexo. Existem no SNC dois
tipos de substâncias formando os órgãos: cinzenta e branca. A
substância cinzenta é formada pela concentração dos corpos
celulares dos neurônios, enquanto que a substância branca é
formada pela concentração dos axônios dos neurônios. Quanto à
posição destas substâncias, notamos que no cérebro a substância
cinzenta é periférica, enquanto que na medula é interna; já a
substância branca é interna no cérebro e periférica na medula.
FIGURA 7 – Neurônio
SISTEMA NERVOSO PERIFÉRICO
O SNP é formado por uma rede de nervos, que podem
ser cranianos, quando partem do encéfalo e raquidianos, quando
partem da medula espinhal.
No homem, assim como nos demais mamíferos existem
12 pares de nervos cranianos e 31 pares de nervos raquidianos.
Os nervos fazem à comunicação dos centros nervosos
com órgãos sensoriais (receptores) e com os músculos e glândulas
(efetores).
De acordo com a direção da transmissão do impulso
nervoso, os nervos classificam-se em:
Nervos Sensitivos: Transmitem ao cérebro as impressões
colhidas na superfície do corpo
Nervos Motores: Conduzem a resposta elaborada pelos
centros nervosos a um órgão efetor, geralmente um músculo.
Nervos Mistos: Levam e trazem estímulos dos centros
nervosos.
SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO
É formado por nervos que funcionam independente-
mente da nossa vontade. Por exemplo: o coração, o estômago, o
intestino, a secreção de algumas glândulas. São comandados pelo
SNA, sem influência da nossa vontade.
O SNA divide-se em dois tipos e cada órgão por ele
controlado recebe nervos dos dois sistemas.
SNA Simpático
Funciona como um "chicote", ativando o órgão; seu
neurotransmissor é o hormônio adrenalina.
SNA Parassimpático
Funciona como um "freio", inibindo a ação do órgão.
Seu neurotransmissor é a acetilcolina. Os nervos do simpático
originam-se na região mediana da medula; os nervos
parassimpáticos saem do bulbo e da extremidade final da medula.
O efeito de cada um desses sistemas varia de órgão para órgão.
O coração, por exemplo, é estimulado pelo simpático e inibido
pelo parassimpático. Já com a musculatura do tubo digestivo
ocorre o contrário.
REPRODUÇÃO DOS SERES VIVOS
São vários os tipos de reprodução que os seres vivos
apresentam, mas todos eles podem ser agrupados em duas
grandes categorias: a reprodução sexuada e a assexuada.
Os indivíduos que surgem por reprodução assexuada
são geneticamente idênticos entre si, formando o que se chama
de clones. Esses indivíduos só terão um patrimônio genético
diferente se sofrerem uma mutação ou uma alteração de
seqüência das bases nitrogenadas na molécula de DNA.
FIGURA 8 – Bipartição
Os eucariontes unicelulares, ao se dividirem em dois,
por mitose, estão apresentando um tipo de reprodução assexuada
chamada de bipartição (bi = dois). O processo de bipartição
também ocorre nos procariontes, mas, nesse caso, não há uma
mitose típica como a verificada nos eucariontes. Nas plantas
pluricelulares a reprodução assexuada pode ser do tipo
propagação vegetativa. Um dos tipos de reprodução assexuada
que ocorre nos animais é o brotamento ou gemiparidade (de um
indivíduo inicial brota outro indivíduo que se destaca e passa a
ter vida independente, como o exemplo da hidra).
A reprodução sexuada está relacionada com
processos que envolvem troca e mistura de material genético
entre indivíduos de uma mesma espécie. Os descendentes
assemelham-se aos pais, mas não são idênticos eles. Esse modo de
reprodução, apesar de mais complexo e energeticamente mais
custoso que a reprodução assexuada, traz grandes vantagens aos
seres vivos e é o mais amplamente empregado pelos diferentes
grupos.
Na maioria dos animais, os espermatozóides são
produzidos por um indivíduo masculino e o óvulo é produzido por
um indivíduo feminino. Nesse caso os sexos são separados. Alguns
animais como é o caso da minhoca, são hermafroditas, pois óvulos
e espermatozóides são produzidos por um mesmo indivíduo. Nos
hermafroditas pode ocorrer a autofecundação, ou seja, a
fecundação do óvulo pelo espermatozóide do mesmo indivíduo.
Entretanto, geralmente existem mecanismos que impedem a
autofecundação. Nesses casos, os óvulos de um indivíduo são
fecundados pelos espermatozóides de outro indivíduo da mesma
espécie. Fala-se, então, em fecundação cruzada.
A fecundação pode ser externa (quando ocorre fora
do corpo do indivíduo, no meio ambiente) e interna (quando ocorre
no corpo do indivíduo que produz os óvulos).
Em algumas espécies, é comum ocorre o
desenvolvimento do óvulo sem que haja fecundação. Esse
processo é denominado partenogênese (parthenos = virgem;
gênesis = origem). O indivíduo resultante, portanto, é haplóide. A
partenogênese pode ser considerada um caso particular de
reprodução sexuada, pois envolve gametas; no caso, só o feminino.
A partenogênese ocorre em alguns sapos,
salamandras, répteis e especialmente no grupo das abelhas, que
nesse caso, o zangão que é o macho provém do desenvolvimento
direto do óvulo sem fecundação; óvulos fecundados dão origem ao
às fêmeas, que são as rainhas e as operárias.
FIGURA 9 – Partenogênese
GAMETOGÊNESE
A reprodução sexuada começa com a formação dos
gametas, processo denominado gametogênese. Como são os dois
tipos de gametas, existem dois tipos de gametogênese: a
espermatogênese que é o processo de formação dos
espermatozóides e a ovulogênese que é a formação do óvulo. Os
espermatozóides são formados nas gônodas masculinas
(testículos) e os óvulos, nas gônodas femininas (ovários).
ESPERMATOGÊNESE
FIGURA 10 – Espermatogênese humana
OVOGÊNESE OU OVULOGÊNESE
FIGURA 11 – Ovulogênese humana
FECUNDAÇÃO
Quando liberado no ovário, o ovócito encontra-se
envolto pela zona pelúcida, formada por uma rede de filamentos
glicoprotéicos. Externamente à zona pelúcida há a corona radiata,
formada por células foliculares.
Na fecundação, o espermatozóide passa pela corona
radiata e ao atingir a zona pelúcida, perfura-a graças à liberação
de enzimas do capuz acrossômico. A seguir, a membrana do
espermatozóide funde-se à membrana do ovócito. Nesse
momento, a zona pelúcida sofre alterações formando a membrana
de fecundação, que impede a penetração de outros
espermatozóides no ovócito.
Ao mesmo tempo, há finalização da meiose, dando
origem ao óvulo e formando-se o segundo corpúsculo polar.
Ocorre então a fusão dos dois núcleos, formando o núcleo de
fecundação.
FIGURA 12 - Fecundação
HORMÔNIOS REPRODUTIVOS E SUA AÇÃO NO ORGANISMO
GLÂNDULA HORMÔNIO ÓRGÃO-ALVO PRINCIPAIS AÇÕES
HIPÓFISE FSH OVÁRIOS E
TESTÍCULOS
Na mulher estimula o desenvolvimento do folículo, a secreção de
estrógeno e a ovulação. No homem, agem sobre os testículos,
estimulando a produção de testosterona. Em conjunto com a
gonadotrofina, a testosterona ativa a produção de Sptzs.
HIPÓFISE LH OVÁRIOS E
TESTÍCULOS
Na mulher estimula a ovulação e o desenvolvimento do corpo
amarelo. No homem, agem sobre os testículos, estimulando a
produção de testosterona.
HIPÓFISE PROLACTINA MAMAS Estimula a produção de leite (após estimulação prévia das glândulas
mamarias por estrógeno e progesterona)
OVÁRIO ESTRÓGENO DIVERSOS Crescimento do corpo e dos órgãos sexuais; estimula o
desenvolvimento das características sexuais secundarias.
OVÁRIO ESTRÓGENO SISTEMA
REPRODUTOR
Maturação dos órgãos reprodutores; preparação do útero para a
gravidez.
OVÁRIO PROGESTERONA ÚTERO Completa a preparação da mucosa uterina e a mantém preparada
para a gravidez
OVÁRIO PROGESTERONA MAMAS Estimula o desenvolvimento das glândulas mamarias.
TESTÍCULO TESTOSTERONA SISTEMA
REPRODUTOR
Responsável pelo aparecimento das características sexuais
secundárias masculinas, amadurecimento dos órgãos genitais e
promove o impulso sexual. Começa a ser produzido na fase
embrionária, o que determina o desenvolvimento dos órgãos sexuais
masculinos do embrião.
VILOSIDADES
CORIÔNICAS
GONADOTROFINA
CORIÔNICA
CORPO AMARELO A presença desse hormônio no sangue da mulher grávida estimula a
atividade do corpo amarelo, o que mantém elevada as taxas de
estrogênio e progesterona, não ocorrendo a menstruação.
FIGURA 13 – Ciclo menstrual (Sonia Lopes – Vol. Único)
EXERCÍCIOS
1. (UFRJ) Em uma experiência de reprodução com uma espécie de
mamífero adotou-se o seguinte procedimento: fundiu-se uma
célula do indivíduo 1 com um óvulo, previamente anucleado, do
indivíduo 2. A célula assim formada foi implantada no útero do
indivíduo 3, desenvolveu-se, e deu origem a um novo ser. Esse
novo ser é geneticamente idêntico ao indivíduo 1, ao 2 ou 3?
Justifique.
2. (UERJ) A espermatogênese – produção de espermatozóides –
ocorre nos túbulos seminíferos localizados no interior dos
testículos. Esse processo compreende os períodos de
multiplicação, crescimento e maturação de espermatogônias que,
no final, transformam-se em espermatozóides. Pergunta-se:
a) Qual o tipo de divisão celular que ocorre na fase de
maturação?
b) A partir de 200000 espermatogônias quantos espermatozóides
serão formados ao final do processo?
3. (UERJ) Assim que se fixa no útero, o embrião desenvolve
vilosidades coriônicas, que penetram no endométrio e passam a
secretar um hormônio que impede a menstruação. Que hormônio é
esse?
4. (PUC-RJ) As células conhecidas como macrófagos têm
importante papel nos mecanismos de defesa do nosso organismo.
Elas fagocitam bactérias, restos de células e partículas que
penetram em nosso corpo. O texto acima faz referencias a
células características do tecido;
a) Muscular
b) Ósseo
c) Epitelial
d) Conjuntivo
5. (UFRS) Para que um impulso nervoso possa ser transmitido de
um neurônio para outro, é necessário a libertação, na feda
sináptica, de mediadores químicos. Um desses mediadores é a:
a) Insulina
b) Tirosina
c) Acetilcolina
d) Vasopressina
6. (UNI-RIO) Os epitélios têm várias funções. No intestino
delgado humano, ocorre um tecido epitelial monoestratificado
cujas células apresentam nas suas extremidades livres, projeções
digitiformes denominadas microvilosidades. É correto afirmar
que esse epitélio tem função;
a) Protetora
b) Absorvitiva
c) Secretora
d) Sensorial
7. (UNI-RIO) Os organismos que têm maior chance de se adaptar
a ambientes muito variáveis são os que se reproduzem por:
a) Brotamento
b) Esporulação
c) Fecundação cruzada
d) Autofecundação
8. (UFF) Quais são as organelas que são encontradas,
respectivamente, no capuz acrossômico e na peça intermediária
dos espermatozóides?
a) R.E.L. e mitocôndria
b) Complexo golgiense e lisossomo
c) Complexo golgiense e mitocôndria
d) Mitocôndria e complexo golgiense
9. (UFF) A fase da espermatogênese responsável pela formação
do flagelo e do capuz acrossômico é:
a) Período germinativo
b) Período de maturação
c) Espermatogênese
d) Espermiogênese
10. (UERJ) Uma ovogônia origina apenas um óvulo, isso por quê:
a) Acumula nutriente que possibilita seu desenvolvimento
b) Aumenta o número de cromossomos
c) Estimula o desenvolvimento do embrião
d) facilita a penetração do espermatozóide
11. (UERJ) “O óvulo não-fecundado desenvolveu-se dando origem
ao zangão.”. O conceito que está implícito nessa declaração é o
de:
a) Espematogênese
b) Pedogênese
c) Metagênese
d) Partenogênese
12. (MACKENZIE – SP) As funções desempenhadas pelos órgãos
de nosso corpo devem ser realizadas harmoniosamente. Para que
isso ocorra, existem os chamados sistemas integradores,
responsáveis pela coordenação de todas essas atividades.
Estamos nos referindo aos sistemas:
a) Endócrino e circulatório.
b) Circulatório e excretor.
c) Nervoso e respiratório.
d) Endócrino e nervoso.
e) Circulatório e respiratório.
13. (OSEC - SP) O reflexo rotuliano aquele que ocorre quando
batemos levemente no joelho, estando a perna cruzada sobre a
outra, é um tipo de reflexo:
a) Do córtex cerebral.
b) Bulbar.
c) Do córtex cerebelar.
d) Medular.
e) Da base do cérebro.
CAPÍTULO XIII
SISTEMAS RESPIRATÓRIO, CIRCULATÓRIO, DIGESTÓRIO E EXCRETOR
RESPIRATÓRIO
O termo respiração tanto pode ser utilizado para
designar o processo pelo quais moléculas orgânicas do alimento
reagem com as moléculas do gás oxigênio e liberam energia para o
metabolismo celular (respiração celular) ou para designar o
conjunto de processos que levam a obtenção do oxigênio
atmosférico pelo organismo e a eliminação do gás carbônico para
o ambiente também chamado de trocas gasosas. O local do corpo
onde ocorrem as trocas gasosas com o meio é denominado
superfície respiratória.
No ser humano as trocas gasosas são realizadas
através do sistema respiratório, que é formado pelos seguintes
órgãos: fossas nasais, faringe, laringe, traquéia brônquios,
bronquíolos e pulmões, onde estão os alvéolos que realizam as
trocas gasosas.
FIGURA 1 – O sistema respiratório humano.
FOSSAS NASAIS
As fossas nasais são duas cavidades que se abre-para
o meio externo e terminam na faringe. São separadas
internamente pelo septo nasal. Além de umedecer, aquecer e
filtrar o ar que entra no organismo, ainda são responsáveis pela
percepção dos odores.
FARINGE
É um órgão comum ao sistema digestório e
respiratório. Recebe o ar das fossas nasais e passa para a laringe
LARINGE
É o chamado "órgão da voz", pois é na laringe que
vamos encontrar as cordas vocais, que vibram à passagem de ar
emitindo sons, que são modulados na boca e fossas nasais. A
abertura superior da laringe chama-se glote. Sobre a glote há
uma cartilagem denominada epiglote. A glote dá passagem ao ar
sempre que a epiglote está fechada
TRAQUÉIA
E um tubo de aproximadamente 10 cm em de
comprimento por 1,5 cm de diâmetro, formado por anéis
cartilaginosos. Possui em seu interior cílios vibráteis que auxiliam
na purificação do ar.
BRÔNQUIOS
São bifurcações da traquéia que penetram no interior
dos pulmões, direito e esquerdo.
PULMÕES
São dois órgãos de natureza esponjosa, elástica e de
cor rósea, situados na caixa torácica, o direito, mais desen-
volvido, com três lobos e o esquerdo com apenas dois lobos. No
interior dos pulmões, os brônquios se ramificam
progressivamente, em tubos cada vez menores, reduzindo-se
finalmente a finíssimos canais denominados bronquíolos. Na
extremidade dos bronquíolos existem estruturas semelhantes a
pequenos sacos, chamadas de alvéolos, muito vascularizadas, em
que o oxigênio do ar é trocado pelo gás carbônico do sangue.
Envolvendo os pulmões, encontram-se duas membranas
denominadas pleuras.
FIGURA 2 - ALVÉOLOS
INSPIRAÇÃO E EXPIRAÇÃO
No mecanismo respiratório é fundamental a participa-
ção do diafragma (músculo achatado que separa a cavidade
torácica da cavidade abdominal) e dos músculos intercostais
(localizam-se entre as costelas). Quando o diafragma é abaixado
e as costelas são levantadas, o volume dos pulmões aumenta e o
ar é forçado a entrar em seu interior. Esse movimento é chamado
de inspiração.
A expiração ocorre devido a movimentos inversos,
quando o diafragma é levantado e as costelas são abaixadas. Isso
faz com que o volume da caixa torácica diminua e pressione os
pulmões que, então, eliminam o ar de seu interior.
TRANSPORTES DE GASES RESPIRATÓRIOS
Nos alvéolos pulmonares, o oxigênio do ar difunde-se
para os capilares e penetra nas hemácias, células sangüíneas que
apresentam um pigmento denominado hemoglobina que se combina
com o oxigênio formando a oxiemoglobina, forma pela qual o
oxigênio será transportado a todas as células do organismo.
Na medida em que o O2 se combina com a
hemoglobina das hemácias, ocorre também a liberação de gás
carbônico, presente em grande quantidade no sangue venoso. O
CO2 difunde-se para o interior dos alvéolos, sendo eliminado
durante a expiração. Este mecanismo de trocas de gases que
ocorre nos alvéolos pulmonares é denominado hematose.
Nos tecidos ocorre um processo contrário ao da
hematose pulmonar. A alta concentração de CO2 no líquido ao
redor das células força a dissociação do O2 da hemoglobina.
Assim o O2 pode então se difundir para os tecidos, sendo
absorvido pelas células.
Simultaneamente uma pequena parte do CO2 combina-
se com a hemoglobina, enquanto a maior parte desse gás dissolve-
se no plasma, por onde será transportado até os pulmões para ser
eliminado. A composição do ar que entra nos pulmões é diferente
da composição do ar que sai dos pulmões
CIRCULATÓRIO
Os processos vitais que ocorrem no organismo exigem
o suprimento constante de alimento e oxigênio a todas as partes
do corpo. Em nosso organismo o sistema circulatório se encarrega
desse transporte, bem como da remoção das substâncias inúteis
(C02, amônia, uréia, etc.) que se formaram durante os processos
metabólicos. Além destas funções o sistema circulatório atua
ainda no transporte de células de defesa e de anticorpos e no
transporte de hormônios produzidos pelas glândulas endócrinas.
O sistema circulatório humano é formado pelo cora-
ção e pelos vasos sangüíneos, que são tubos cuja função é
conduzir o sangue bombeado pelo coração através do corpo. São
classificados em artérias, veias, capilares, arteríola e vênulas.
Nos seres humanos a circulação é fechada, dupla e
completa. O coração apresenta quatro câmaras: dois átrios
(aurículas) e dois ventrículos. Os átrios são as cavidades
superiores e recebem o sangue que chega ao coração. Os
ventrículos, que são as cavidades inferiores, expulsam o sangue
do coração.
No átrio direito chegam as veias cavas, que trazem o
sangue venoso do organismo; no átrio esquerdo chegam as veias
pulmonares, que trazem o sangue arterial dos pulmões.
Do ventrículo direito sai a artéria pulmonar, que leva
ao pulmão o sangue venoso; do ventrículo esquerdo parte a maior
artéria do nosso corpo: a aorta, que leva do coração o sangue
arterial a todas as partes do organismo. Os átrios, assim como os
ventrículos. Não apresentam comunicação entre si.
Existe comunicação entre o átrio e o ventrículo da di-
reita e entre o átrio e o ventrículo da esquerda. Essa comu-
nicação é feita por uma válvula de cada lado, que permite a
passagem do sangue somente no sentido do átrio para o
ventrículo.
Válvula tricúspide - Entre o átrio direito e o
ventrículo direito.
Válvula bicúspide ou mitral - Entre o átrio
esquerdo e o ventrículo esquerdo.
FIGURA 3 – Coração humano
CIRCULAÇÃO SANGUÍNEA
Graças aos movimentos do coração: diástole (dilatação
das cavidades do coração; recebem o sangue) e sístole
(contração; expulsa o sangue), o sangue é impulsionado para as
diferentes partes do organismo. Temos dois tipos de percurso:
pequena e grande circulação.
PEQUENA CIRCULAÇÃO OU CIRCULAÇÃO
PULMONAR
Ocorre entre o coração e os pulmões. O sangue ve-
noso sai do ventrículo através da artéria pulmonar e retoma ao
coração até o átrio esquerdo (já oxigenado nos pulmões) através
das veias pulmonares.
GRANDE CIRCULAÇÃO OU CIRCULAÇÃO
SISTÊMICA
A saída do sangue arterial do ventrículo esquerdo,
através da artéria aorta; atingindo todo o corpo, sua volta até o
átrio direito, através das veias cavas, corresponde a grande
circulação.
FIGURA 4 – Pequena e grande circulação
O CORAÇÃO HUMANO
A função do coração é bombear o sangue para todos
os tecidos e células do corpo. É um órgão musculoso, oco, de
forma cônica um pouco maior do que uma mão fechada. Situa-se
na caixa torácica, entre os dois pulmões, sobre o músculo
diafragma, em uma região chamada mediastino. O músculo que
forma o coração é chamado miocárdio que é revestido por uma
membrana dupla denominada I pericárdio.
Ao contrário dos demais músculos do nosso organismo
o miocárdio não depende do sistema nervoso para funcionar Ele é
auto-estimulável. O ponto de origem de todos os estímulos que
determinam as contrações cardíacas situa-se no nódulo sino-
atrial ou marca passo, região do átrio direito próximo a ponto de
penetração da veia cava superior.
CIRCULAÇÃO LINFÁTICA
Além da circulação sangüínea, existe nos vertebrados
a circulação linfática, que ocorre através de veias e artérias
linfáticos. Os capilares linfáticos apresentam fundos cegos, isto
é, sua extremidade é fechada, não se comunicando com outros
vasos.
Os capilares linfáticos ocorrem em todos os tecidos
do corpo, onde reabsorvem o líquido tissular que não retomou aos
capilares sanguíneos. Os capilares linfáticos se unem, formando
vasos de calibres cada vez maiores, que desembocam nas veias
cavas.
A linfa, líquido que circula dentro dos vasos linfáticos
apresenta, assim como o sangue, glóbulos brancos, produzidos e
lançados na circulação pelos nódulos linfáticos ou linfonodos.
DIGESTÓRIO
Digestão é o processo pelo qual as macromoléculas
orgânicas como os carboidratos, as proteínas e os lipídios,
adquiridos através da alimentação são desdobradas em moléculas
menores, mais simples e mais solúveis, para que possam ser
assimiladas mais facilmente pelas células do organismo.
No ser humano a digestão é realizada no interior do
tubo digestivo e envolve processos mecânicos e químicos. São
processos mecânicos a mastigação, a deglutição e os movimentos
peristálticos. Os processos químicos ocorrem com a participação
de enzimas digestivas, que hidrolisam as macromoléculas,
transformando-as em moléculas menores, que possam ser
absorvidas pelo tubo digestivo e cair na circulação sangüínea. O
sistema digestório humano é formado pelos seguintes órgãos:
boca, esôfago, estômago, intestino delgado, intestino grosso, reto
e ânus. Ocorrem ainda as seguintes glândulas anexas: glândulas
salivares, fígado, vesícula biliar e pâncreas.
FIGURA 5 – Sistema digestório
DIGESTÃO NA BOCA
A digestão no ser humano tem início na boca através
da mastigação é da atuação da enzima amilase salivar ou ptialina,
responsável pela digestão do amido e do glicogênio, em maltose,
um açúcar com apenas duas moléculas de glicose.
A saliva é produzida pelas glândulas salivares (paró-
tidas, submaxilares e sublinguais) e contêm além de ptialina, água
e muco, que umedecem e lubrificam o alimento, facilitando a ação
da amilase salivar e a deglutição.
Após a deglutição o alimento passa para a faringe e
daí para o esôfago. A entrada correta do alimento no esôfago é
controlada por uma válvula existente no final da faringe,
denominada epiglote.
Quando o alimento é deglutido a epiglote fecha a en-
trada da laringe evitando que o alimento vá para as vias
respiratórias. Do esôfago até o estômago, o alimento é
ativamente transportado por contrações musculares denominadas
movimentos peristálticos. Esses movimentos ocorrem também no
estômago e nos intestinos e é graças a ele que a massa alimentar
desloca-se ao longo de todo o tubo digestivo. Na porção final do
esôfago existe uma válvula denominada cardia, que controla a
passagem do alimento deste para o estômago.
DIGESTÃO NO ESTÔMAGO
O estômago é uma região dilatada e musculosa do
tubo digestivo, onde o alimento é armazenado e sofre a ação do
suco gástrico, que é composto basicamente por ácido clorídrico e
enzimas digestivas. O ácido clorídrico é responsável pela acidez
do estômago (pH em torno de 2), o que facilita a ação das
enzimas do suco gástrico. Tem ainda a ação antisséptica, matando
bactérias e outros microorganismos que penetram no tubo
digestivo junto com o alimento.
A principal enzima gástrica é a pepsina, que atua
sobre as proteínas. Ela decompõe as proteínas do bolo alimentar
em pequenas moléculas formadas por poucos aminoácidos, os
oligopeptídios. Além da pepsina, há produção no estômago de
lipase, com atuação sobre os lipídios e em crianças de renina, que
determina a coagulação do leite, facilitando a ação da pepsina
sobre as proteínas que compõem o leite. A transformação química
que ocorre no estômago, denomina-se quimificação. Esta faz o
bolo alimentar transformar-se em outra massa denominada quimo.
A entrada do quimo no intestino estimula a liberação
no sangue do hormônio enterogastrona, que diminui os
movimentos peristálticos do estômago.
DIGESTÃO NO INTESTINO DELGADO
O intestino delgado se inicia na válvula pilórica (que o
comunica com o estômago) e mede cerca de 6 metros de
comprimento e 3 cm de diâmetro. Subdivide-se em duodeno,
jejuno e íleo. Assim que chega ao duodeno, o quimo estimula o
pâncreas e o fígado a liberarem suas secreções. O pâncreas lança
no duodeno o suco pancreático, que contém água e bicarbonato de
sódio, que diminui a acidez do quimo. Além dessas substâncias,
existem ainda as enzimas como a amilase pancreática, que
continua a digestão do amido, a lipase pancreática, que digere
gorduras (lipídios), tripsina e a quimiotripsina, que continuam a
digestão de proteínas iniciadas no estômago.
O fígado produz a bile, que é armazenada na vesícula
biliar. Não possui enzimas digestivas e sim sais biliares que atuam
como "detergentes", transformando as gorduras em pequenas
partículas que se misturam com a água e formam uma emulsão.
Isto aumenta a superfície de contato dos lipídios com a lipase,
facilitando sua ação no intestino delgado.
Além disso, os sais biliares tornam solúveis os
produtos da digestão lipidica, isto é, os ácidos graxos e os
gliceróis, possibilitando a absorção dessas substâncias pela
mucosa intestinal. O intestino delgado é ainda responsável pela
produção do suco entérico, ou suco intestinal, produzido por sua
mucosa.
ABSORÇÃO DOS ALIMENTOS
As pequenas moléculas que resultam da digestão os
nutrientes (aminoácidos, glicose, ácidos graxos nucleotídeos,
etc.) são absorvidos ao longo do intestino delgado por suas
paredes e lançados no sangue. Facilitando o trabalho de absorção
pelo intestino, há dobras na parede intestinal, as vilosidades.
Além disso, cada célula possui pequenas expansões digitiformes
da membrana plasmática, denominadas microvilosidades que
aumentam ainda mais a área de absorção dos alimentos.
INTESTINO GROSSO
O intestino grosso mede aproximadamente 1,5 m de
comprimento e 7 cm de diâmetro formado por três partes o ceco,
o colo e o reto. No ceco ocorre uma projeção denominada
apêndice vermiforme. O colo é a parte mais longa do intestino
grosso e está dividido em colo ascendente, colo transverso, com a
descendente e colo sigmóide. Aí ocorre absorção de água e sais
minerais não absorvidos pelo intestino delgado. As fezes,
formadas por água, restos não digeridos de alimentos, como a
celulose e um grande número de bactérias são eliminadas pelo
reto, um tubo musculoso que se abre para o exterior através do
ânus.
FIGURA 6 - Esquema de um corte intestinal, mostrando as
vilosidades.
FIGURA 7 – Insulina e glucagon
EXCRETOR
A excreção tem como objetivos principais a remoção
e a eliminação dos resíduos de origem celular como as excretas
nitrogenadas (amônia, uréia e ácido úrico) formadas
principalmente pela degradação dos aminoácidos e dos ácidos
nucléicos. Além da remoção destes resíduos a excreção também
tem por função manter a regulação osmótica, isto é, o equilíbrio
hidrossalino dos fluidos corpóreos.
No ser humano as excretas nitrogenadas bem como
outros resíduos do metabolismo celular são eliminados do corpo
através das glândulas sudoríparas e do sistema urinário.
O sistema urinário humano é composto pelos rins e
pelas vias urinárias (ureteres, bexiga e uretra). Os rins têm
formato de um grão de feijão, com coloração vermelho-escura,
localizados na região dorsal da cavidade abdominal.
Cada rim humano é formado por uma cápsula de re-
vestimento externo, pelo córtex e pela medula, localizada mais
internamente. Na região do córtex, estão localizados os néfrons,
que são suas estruturas funcionais, responsáveis pela filtração do
sangue e coleta das impurezas. Cada néfron por sua vez, inicia-se
por uma estrutura em forma de cálice denominada cápsula de
Bowman. A cápsula de Bowman está ligada a um longo túbulo
contorcido denominado túbulo proximal, este, por sua vez
desemboca em uma estrutura em forma de U chamada Alça de
Henle, a partir da qual se estende o túbulo contorcido distal.
Vários túbulos distais, de vários néfrons, desembocam em um
tubo coletor, onde lançam a urina já formada.
SUCO DIGESTIVO ENZlMA SUBSTRATO PRODUTOS
Saliva Ptialina Polissacarídeos Maltose
Suco gástrico Pepsina proteínas Peptídeos
Quimiotripsina Proteínas Peptídeos
Tripsina Proteínas Peptídeos
Suco pancreático Amilase Polissacarídeos Maltose
RNase RNA Ribonucleotídeos
DNase DNA Desoxirribonucleotídeos
Lipase Lipídios Glicerol e ácidos graxos
Carboxipeptidase Peptídeos Aminoácidos
Aminopeptidase Peptídeos Aminoácidos
Suco intestinal Dipeptidase Dipeptideos Aminoácidos
Maltase Maltose Glicose
Sacarase Sacarose Glicose e frutose
Lactase Lactose Glicose e galactose
Figura 8 – sistema urinário
VIAS URINÁRIAS
As vias urinárias conduzem à urina dos rins ata o meio
externo. São constituídas por dois ureteres, bexiga e uretra.
URETERES
Em número de dois (um para cada rim), têm por
função transportar a urina dos rins até a bexiga.
BEXIGA
Bolsa destinada a armazenar a urina, até o momento
de expulsão, que é feita através da uretra Quando cheia a bexiga
pode comportar de 200 a 400 ml de urina.
URETRA
Canal único que leva a urina da bexiga ao meio externo
URINA
Em condições normais um adulto elimina diariamente
aproximadamente 1,5 litros de urina. Sua produção é denominada
diurese e seus componentes principais são: água, uréia, cloreto de
sódio, ácido úrico, etc.
FORMAÇÃO DA URINA
A formação da urina-líquido de excreção no interior
do rim - ocorre em duas fases: filtração glomerular e reabsorção
renal. Por decorrência do metabolismo celular as células, eliminam
gás carbônico e amônia. Os vasos sangüíneos transportam para o
fígado estes dois compostos que são modificados até uréia
(menos tóxica) e água.
A uréia, no fígado produzida, atinge os rins pelas
artérias renais. No interior do rim, a artéria renal ramifica-se
formando as arteríolas aferentes.
No interior das cápsulas de Bowman, as arteríolas
ramificam-se muito, formando massas de capilares, denominadas
glomérulos de Malpighi. A pressão do sangue ao nível do glomérulo
força a ultrafiltração do plasma. O líquido que passa para a
cápsula de Bowman é o filtrado glomerular ou urina inicial (alto
teor de água, Na+, K, glicose, aminoácidos, vitaminas e excretas
nitrogenadas). No trajeto pelos túbulos, ele sofrerá a reabsorção
tubular. Mais de 95% da água serão reabsorvidos e juntamente
com ela, a glicose, os aminoácidos, as vitaminas e parte dos sais.
O líquido que chega aos tubos coletores já é a urina.
A reabsorção tubular é altamente influenciada pelos
hormônios aldosterona e ADH ou hormônio antidiurético, pro-
duzido pela neuro-hipófise.
FIGURA 9 - Néfron
EXERCÍCIOS
1. (Unicamp-SP) Existem quatro tipos de sistemas para trocas
gasosas nos animais: (a) branquial, (b) pulmonar, (c) traqueal e (d)
cutânea.
a) Quais desses sistemas captam o gás oxigênio dissolvido na
água e quais captam no ar?
b) Associe os tipos de sistemas aos seguintes animais: minhoca,
barata, camarão e medusa.
c) Os sapos na fase adulta apesar de respirarem por pulmões,
podem obter cerca de 25% do oxigênio necessário por outro
meio. Cite esse meio.
2. (FUVEST - SP) Nos alvéolos pulmonares, o sangue elimina:
a) Monóxido de carbono e absorve oxigênio.
b) Dióxido de carbono e absorve nitrogênio.
c) Oxigênio e absorve dióxido de carbono.
d) Dióxido de carbono e absorve oxigênio.
e) Monóxido de carbono e absorve hidrogênio.
3. (UNS - DF) Assinale a alternativa que apresenta uma estrutura
comum ao sistema respiratório e digestivo:
a) Brônquios.
b) Faringe.
c) Pulmão.
d) Esôfago
e) Laringe.
4. (UFRN) O diafragma e os músculos intercostais têm
participação ativa:
a) Nos movimentos peristálticos.
b) Na deglutição.
c) Na diurese.
d) Na mastigação.
e) Na respiração.
5. (FUVEST - SP) A obstrução dos bronquíolos impede que o
oxigênio atinja:
a) A faringe.
b) O esôfago.
c) A laringe.
d) A traquéia.
e) Os alvéolos.
6. (CESGRANRIO) Brânquias e pulmões são órgãos cuja estrutura
reflete a função que exercem. O conteúdo dessa afirmação
baseia-se, principalmente, no fato de ambos apresentarem:
a) Estrutura ramificada, que possibilita grande superfície de
contato com a água ou com o ar atmosférico.
b) Estrutura compacta, que acarreta grande proteção das dobras
por onde os gases se difundem.
c) Grande número de canais, o que faz com que o gás oxigênio vá
diretamente para as células de todo o corpo.
d) Rica vascularização, que permite ao organismo a eliminação
rápida do gás oxigênio.
e) Extensa rede de leucócitos, que estimula a maior captação de
gases da água ou do ar atmosférico.
7. (UFRS) A velocidade dos movimentos respiratórios aumenta
quando, no sangue, a concentração:
a) A uréia aumenta.
b) A carboemoglobina diminui.
c) De CO2 é alta
d) A oxiemoglobina é elevada
e) Da carboemoglobina permanece constante
8. (UFPI) Há uma desordem hormonal chamada diabetes insípido,
que é causada por uma falha na produção do hormônio
antidiurético (ADH). Indique a alternativa que descreve
corretamente as conseqüências dessa desordem:
a) Aumento da produção de urina e diminuição do volume dos
fluidos corporais
b) Falta de sede e diminuição do volume dos fluidos corporais
c) Diminuição da concentração de insulina sanguinea e aumento da
glicose sanguinea
d) Aumento da concentração de insulina sanguinea e diminuição da
glicose sanguinea
9. (UFF - RJ) No aparelho circulatório, as trocas gasosas entre o
sangue e os tecidos ocorrem no nível de:
a) Vênulas.
b) Capilares
c) Arteríolas
d) linfáticos.
e) alvéolos
10. (UEL - PR) A função das válvulas existentes nas veias é:
a) Retardar o fluxo sangüíneo.
b) Impedir o refluxo do sangue.
c) Acelerar os batimentos cardíacos.
d) Retardar as pulsações.
e) Reforçar as paredes dos vasos.
11. (F. C. CHAGAS - BA) Qual é o fenômeno que ocorre no
esôfago, no estômago e no intestino humano?
a) Digestão de proteínas.
b) Absorção de nutrientes.
c) Secreção de ácido clorídrico
d) Movimentos peristálticos
12. (GAMA FILHO –RJ) Com relação à digestão humana podemos
afirmar que:
a) A bile é produzida no fígado e degrada, enzimaticamente, as
gorduras.
b) O produto final da digestão das proteínas é o glicerol
c) O produto final da digestão do amido é a glicose.
d) O pâncreas produz tripsina e lipase.
13. (F. OBJETIVO - SP) Se houver paralisação da produção de
bile no fígado, haverá distúrbio na digestão de:
a) Proteínas.
b) Açúcares.
c) Aminoácidos
d) Gorduras.
e) Polipeptídeos.
14. (VUNESP - SP) No processo digestivo, as moléculas orgânicas
devem ser quebradas em moléculas mais simples para que possam
ser absorvidas. Dentre elas, o amido é um carboidrato:
a) Cuja digestão inicia na boca por ação da ptialina.
b) Digerido pela lipase no duodeno.
c) Que forma um complexo vitamínico que é absorvido, sem
digestão, na região do intestino delgado.
d) Extremamente simples e, por isso, absorvido, sem alterações,
na região do intestino delgado.
e) Digerido no estômago por ação do ácido clorídrico.
CAPÍTULO XIV
GENÉTICA – 1ª LEI DE MENDEL
É a ciência que estuda o material hereditário e os
mecanismos de sua transmissão ao longo das gerações. Gregor
Mendel vivia num convento na Áustria, e deu início à genética por
volta de 1866. Ele cultivou ervilhas (Pisum satium) e analisou 7
características bem definidas dessa planta, como a cor da flor,
posição das flores, cor da semente, forma da semente, formato
das vagens, cor das vagens, cor das vagens e altura da planta.
Para explicar Mendel propôs que cada caráter é
determinado por um par de fatores ou partículas. E na formação
dos gametas esses fatores se separam.
FIGURA 1 – Primeira lei de Mendel
1ª LEI DE MENDEL:
“Cada caráter é determinado por um par de fatores
que se separam na formação dos gametas, indo um fator do par
para cada gameta, que é, portanto, puro”. Quando Mendel disse
isso ainda não havia sido descoberta a meiose. Esta só foi
estudada em 1902.
VOCABULÁRIO DA GENÉTICA:
Homólogos: São dois cromossomos que
formam um par.
Lócus gênico: È a posição onde o gen ocupa
no cromossomo.
Alelos: são genes que apresentam mesma
posição ou lócus.
Homozigoto: Quando os alelos são
idênticos.
Heterozigoto: quando os alelos não são
idênticos (híbridos).
Genótipo: conjunto total de genes.
Fenótipo: é a expressão de um genótipo,
tanto em homozigose quanto em heterozigose.
Alelo dominante: é aquele que determina o
mesmo fenótipo, tanto em homozigose como em heterozigose.
Alelo recessivo: é aquele que só se
expressa quando está em homozigose.
CRUZAMENTO-TESTE
O cruzamento-teste permite determinar o genótipo
dos indivíduos com fenótipo dominante, pois eles podem ser
homozigóticos ou heterozigotos. Para isso, são cruzados com
indivíduos recessivos para características, e a descendência é
analisada.
RETROCRUZAMENTO
Refere-se ao acasalamento de indivíduos da geração
F1 com um de seus genitores ou com indivíduos de genótipo
idêntico a um de seus genitores.
GENEALOGIA OU HEREDOGRAMA:
FIGURA 2 - Heredograma
AUSÊNCIA DE DOMINÂNCIA:
Ocorre quando não há relação de recessividade e
dominância entre os dois alelos. Pode ser dividida em dois tipos:
Herança intermediária – ocorre manifestação dos dois
alelos no heterozigoto. Ex. planta Mirabilis jalapa.
FLOR BRANCA x FLOR VERMELHA
FLOR RÓSEA
Herança co-dominância – os dois alelos se manifestam
não tendo intermediário. Ex. gado da raça Shorthon
PELAGEM VERMELHA (VV) x PELAGEM BRANCA (BB)
PELAGEM BRANCA E VERMELHA (VB)
GENES LETAIS:
São os genes que levam a morte de alguns indivíduos,
antes mesmo do nascimento. Pesquisadores descobriram que não
nasciam camundongos amarelos homozigóticos (AA).
CAMUNDONGO: AMARELO (Aa) X AMARELO (Aa)
AA Aa
Aa aa
Onde, (AA) morria, (Aa) é amarelo e (aa) é preto.
ALELOS MÚLTIPLOS:
Quando há mais de dois alelos para o mesmo lócus,
fala-se em alelos múltiplos ou polialelia. (sendo, dois alelos por
vez). Ex. pêlos de coelhos.
C – selvagem ou aguti
ch – chinchila
h – himalaia
c – albino
GENÓTIPO FENÓTIPO
CC, Cch, Ch, Cc selvagem ou aguti
ch ch, ch h, ch c chinchila
hh , hc himalaia
Cc albino
EXERCÍCIOS
1. (UFPB) Um fruticultor comprou dois lotes de mudas de
morango, lote I e lote II, supostamente da mesma variedade.
Plantou as mudas em dois terrenos preparados, localizados em
regiões distintas. O lote I foi plantado em um terreno
montanhoso, de clima frio e úmido. O lote II foi plantado em um
terreno litorâneo, quente e de solo mais seco. Os frutos do lote I
são sempre doces e os frutos do lote II, sempre ácidos.
Considerando que o fenótipo é o resultado da interação entre o
genótipo e o meio ambiente, responda: Como, através de um
experimento, o fruticultor poderia saber se a diferença de
acidez nos frutos ocorreu devido ao fato de não serem os dois
lotes de morango da mesma variedade, ao contrario do que se
supunha, ou em vista de estarem os dois terrenos situados em
regiões diferentes?
2. (PUC-MG) Quando Mendel iniciou seu experimento com
ervilhas, trabalhou inicialmente com análise de uma característica
por vez, utilizando sempre “linhagens puras”. Pergunta-se: O que
é uma linhagem pura?
3. (Unesp-SP) A mamona (Ricinus communis) produz
inflorescências contendo somente flores pistiladas (flores
femininas), quando o genótipo é recessivo, e inflorescências
mistas (flores femininas e flores masculinas) quando o genótipo é
homozigoto dominante ou heterozigoto. Com bases nessas
afirmações, que tipos de inflorescências serão produzidas nos
descendentes dos seguintes cruzamentos:
a) NN X Nn ?
b) Nn X Nn ?
4. (UFPA) Pessoas de mesmo genótipo para o caráter cor da pele
podem adquirir fenótipos diferentes expondo-se mais ou menos
às radiações solares. Tal fato exemplifica adequadamente a:
a) Variabilidade das espécies
b) Interação do genótipo com o meio ambiente
c) Ação da seleção natural sobre os genes
d) Ocorrência ao acaso das mutações
e) Herança dos caracteres adquiridos
5. (FUVEST-SP) A fibrose cística é uma doença que decorre de
anomalias em várias secreções como: cloretos de suor, secreções
brônquicas etc. Sabe-se que é determinada por um gene
autossômico recessivo. Com base no texto anterior, pode-se
deduzir com relação a essa doença que ela:
a) Atinge somente indivíduos do sexo masculino
b) Encontra-se apenas em indivíduos que sejam heterozigóticos
c) Atinge somente aqueles que se encontram na fase de
envelhecimento
d) Pode passar de uma geração à outra sem se manifestar
e) Atinge somente indivíduos do sexo feminino
6. (UNESP- SP) A talassemia é uma doença hereditária que
resulta em anemia. Indivíduos homozigotos MM apresentam a
forma mais grave, identificada como talassemia maior, e os
heterozigotos MN apresentam uma forma mais branda, chamada
de talassemia menor. Indivíduos homozigotos NN são normais.
Sabendo-se que todos os indivíduos com talassemia maior morrem
antes da maturidade sexual, qual das alternativas a seguir
representa a fração de indivíduos adultos, descendentes do
cruzamento de um homem e uma mulher, portadores de
talassemia menor, que serão anêmicos?
a) 1/2
b) 1/4
c) 1/3
d) 2/3
e) 1/8
7. (UEPA) Analise a seguinte genealogia:
Determinando os genótipos da segunda geração, a seqüência
correta será:
a) II – 1 (Aa), 2 (aa), 3 (AA), 4 (Aa)
b) II – 1 (Aa), 2 (Aa), 3 (Aa), 4 (A_)
c) II – 1 (Aa), 2 (Aa), 3 (Aa), 4 (aa)
d) II – 1 (Aa), 2 (aa), 3 (AA), 4 (AA)
8. (UFRGS/2010) Assinale a alternativa que preenche
corretamente as lacunas do texto abaixo, na ordem em que
aparecem.
A famosa proporção 9:3:3:1 relacionada à Segunda Lei de Mendel
refere-se à proporção ........... esperada da .............. de dois
indivíduos heterozigóticos quanto a dois pares de genes (AaBb)
localizados em .......... de cromossomos.
a) genotípica – F2 – diferentes pares.
b) fenotípica – F1 – diferentes pares
c) fenotípica – F2 – um mesmo par
d) genotípica – F1 – um mesmo par
e) fenotípica – F2 – diferentes pares
CAPÍTULO XV
GENÉTICA - 2ª LEI DE MENDEL, SISTEMA XY E AS SÍNDROMES
Mendel continuou seus trabalhos analisando dois
caracteres ao mesmo tempo. Por exemplo: textura e cor da
semente. O esquema ao abaixo resume os resultados de
cruzamentos, realizados por Mendel entre ervilhas lisas e
amarelas e ervilhas rugosas e verdes, todas em homozigose para
os dois caracteres.
FIGURA 1 – Segunda lei de Mendel
Em F1, 100% das sementes são lisas e amarelas.
Sabendo que existe dominância entre os genes alelos, esse
resultado coincide com o que Mendel esperava. Em seguida, ele
deixou que as plantas da geração F1 se autofecundassem, e
obteve em F2 o seguinte resultado:
A proporção fenotípica obtida foi:
9/16 lisas e amarelas;
3/16 lisas e verdes;
3/16 rugosas e amarelas;
1/16 rugosa e verde.
A análise desses resultados mostra que a textura da
semente não depende da cor que ela apresenta e vice-versa.
Assim, esses dois caracteres transmitem-se independentemente
um do outro. É o que estabelece a Segunda Lei de Mendel:
NA FORMAÇÃO DOS GAMETAS, O PAR DE
FATORES RESPONSÁVEL POR UMA CARACTERÍSTICA
SEPARA-SE INDEPENDENTEMENTE DE OUTRO PAR DE
FATORES RESPONSÁVEL POR OUTRA CARACTERÍSTICA.
Pode-se dizer, hoje, já com novos conhecimentos, que
“os pares de alelos localizados em cromossomos não-homólogos
separam-se independentemente na formação dos gametas”.
Quando se analisam dois, três ou vários caracteres ao mesmo
tempo, fala-se em diibridismo, triibidismo e poliibridismo,
respectivamente.
A RELAÇÃO ENTRE MEIOSE E SEGUNDA LEI DE MENDEL
O esquema a seguir mostra a meiose em uma célula
hipotética que possui dois pares de genes localizados em
cromossomos não-homólogos:
FIGURA 2 – Relação meiose e a 2ª lei de Mendel
O indivíduo, que possui nas gônadas muitas dessas
células, pelo processo de meiose, produz quatro tipos de gametas,
todos em proporções iguais: 25 RV, 25% rv, 25% Rv e 25% rV.
CALCULANDO OS TIPOS DE GAMETAS DE
ACORDO COM A SEGUNDA LEI
Quando se deseja saber apenas o número de tipos
diferentes de gametas, pode-se utilizar a seguinte fórmula:
2n, onde n = número de pares de alelos em
heterozigose
Aplicando-se a fórmula aos seguintes exemplos dados:
AaBb número de pares de genes em heterozigose = 2
2n = 22 = 4
AabbCc número de pares de genes em heterozigose =
2 2n= 22 = 4
A HERANÇA DOS GRUPOS SANGÜÍNEOS DO
SISTEMA ABO
Na espécie humana, existem cerca de vinte sistemas
de classificação dos grupos sangüíneos. Vamos analisar apenas
três principais: ABO, Rh e MN.
O sistema ABO é um exemplo de alelos múltiplos. Os
alelos envolvidos são IA, IB e i. A representação por meio da letra
I deve-se à palavra isoaglutinação, que se refere à aglutinação do
sangue ocorrida na transfusão entre indivíduos de mesma espécie
com tipos de sangue incompatíveis.
A seguir, a tabela com os genótipos e fenótipos para o sistema ABO.
TIPO SANGÜÍNEO GENÓTIPO AGLUTINOGÊNIO
(NAS HEMÁCIAS)
AGLUTININAS
(NO PLASMA)
A IAIA ou IAi A Anti-B
B IBIB ou IBi B Anti-A
AB IAIB AB Nenhuma
O ii Nenhum Anti-A e anti-B
Nas hemácias humanas pode ocorrer outro antígeno,
conhecido como fator Rh. Atualmente, sabe-se que não se trata
de um fator, mas de um grupo de fatores, razão pela qual se
costuma falar em sistema Rh. A expressão Rh foi tirada das
primeiras letras do nome de uma espécie de macaco na qual esse
fator foi inicialmente estudado: rhesus.(atualmente é
classificado como Macaca mullata.)
As pessoas que possuem esse fator são chamadas de
Rh positivo (Rh+) e as que não o possuem são chamadas Rh
negativo (Rh-). Os indivíduos Rh- são homozigóticos recessivos.
Os indivíduos Rh podem ser heterozigóticos ou, então,
homozigóticos dominantes. No sistema Rh não existe o anticorpo
anti-Rh já pronto no plasma. Esse anticorpo só é produzido se
uma pessoa Rh- receber sangue de uma pessoa Rh+. A presença do
fator Rh nas hemácias do doador estimula a produção de
anticorpos anti-Rh no indivíduo receptor.
GENÓTIPO FENÓTIPO
RR ou Rr Rh+
rr Rh-
TRANSFUSÃO DE SANGUE
As transfusões de sangue devem ser feitas de
preferência entre pessoas de mesmo grupo sangüíneo para que
não ocorram problemas de incompatibilidade. É muito importante
que o aglutinogênio presente nas hemácias (antígeno) do doador
seja compatível com a aglutinina presente no plasma (anticorpo)
do receptor. Caso contrário ocorrerá aglutinação das hemácias
recebidas, causando sérios problemas ao receptor.
FIGURA 3 – Transfusão sangüínea
ERITROBLASTOSE FETAL
Também chamada de doença hemolítica do recém-
nascido, é provocada pelo fator Rh, caracterizada pela destruição
das hemácias do feto ou do recém-nascido, podendo levar a
criança à morte. Ela só ocorre quando mulheres Rh- tem filho Rh+,
o que pode acontecer quando o pai é Rh+. Durante a gestação
ocorre passagem, através da placenta, apenas do plasma da mãe
para o sangue do filho e vice-versa. Entretanto, durante o parto,
quando a placenta se descola do útero, os capilares deste se
rompem, permitindo a passagem de hemácias do feto para o
sangue da mãe. Se o filho é Rh+, ele possui nas hemácias fator Rh
que, ao entrar em contato com o sangue da mãe Rh-, estimula a
produção do anticorpo anti-Rh, que fica no plasma da mãe.
Aproximadamente 15 a 20 dias após essa passagem, a
mãe desenvolve os anticorpos anti-Rh. Na primeira gestação,
portanto, não há perigo de ocorrer à doença, a não ser que a mãe
já tenha sido sensibilizada anteriormente por meio de transfusão
de sangue Rh+.
A partir da segunda gestação, se o filho for Rh+
novamente, a mãe já estará sensibilizada, e seu plasma contendo
anti-Rh, ao entrar em contato com o sangue do filho, provocará a
destruição das hemácias do feto. A eritroblastose fetal pode ser
prevenida injetando-se, na mãe Rh-, soro contendo anti-Rh, logo
após o nascimento do primeiro filho Rh+. Isso provoca a
destruição das hemácias que passaram do filho para o sangue da
mãe, evitando, assim, a sensibilização da mãe e a conseqüente
produção de anticorpos. Essa prática deve ser repetida após cada
parto, a fim de diminuir a sensibilização da mãe.
FIGURA 4 – Eritoblastose fetal
SISTEMA XY
Os cromossomos que diferem nos dois sexos
denominam-se cromossomos sexuais, e os cromossomos que são
idênticos nos dois sexos denominam-se autossomos. No sistema
de determinação do sexo denominado sistema XY, o sexo
feminino é definido pela presença de dois cromossomos sexuais
iguais, chamados cromossomos X, e o sexo masculino, pela
presença de dois cromossomos sexuais diferentes.
ANOMALIAS RELACIONADAS AOS
CROMOSSOMOS SEXUAIS
Durante a meiose pode ocorrer não-disjunção de
cromossomos homólogos e, em conseqüência, haver produção de
gametas anormais.
O zigoto 2AY0 não chega a se desenvolver.
Os indivíduos portadores do cariótipo 2AXXX são do
sexo feminino, são férteis e raramente apresentam anormalidade.
Os com cariótipo 2AXXY são do sexo masculino e
apresentam a síndrome de Klinefelter: são altos, estéreis e com
testículos pequenos; em alguns casos apresentam mamas mais
evidente. Vivem normalmente.
Os indivíduos portadores do cariótipo 2AX0 são do
sexo feminino e apresentam a síndrome de Turner: baixa
estatura, esterilidade e, em alguns casos, pescoço muito curto e
largo. Vivem normalmente.
Existem ainda indivíduos com cariótipo 2AXYY: são do
sexo masculino, geralmente alto, e apresentam acne acentuada na
adolescência.
GENES LOCALIZADOS NOS CROMOSSOMOS
SEXUAIS
Os cromossomos sexuais emparelham-se na meiose.
Como os cromossomos X e Y têm formas e tamanhos diferentes,
seu emparelhamento na meiose é parcial. Podem-se distinguir,
assim, duas regiões nesses cromossomos, em função do
emparelhamento nas células masculinas. Considerando o sistema
XY, temos:
Região homóloga, onde há emparelhamento
entre o cromossomo X e o cromossomo Y;
Região não-homóloga, onde não há
emparelhamento entre o cromossomo X e o cromossomo Y.
FIGURA 5 – Emparelhamento dos cromossomos sexuais nas
células masculinas
Os genes que se encontram na região não-homóloga do
cromossomo X apresentam um tipo de herança que chamamos de
herança ligada ao sexo ou herança ligada ao X. Nesse caso, como
os machos possuem apenas um cromossomo X, não há alelos dos
genes localizados não região não-homóloga desse cromossomo,
sendo, por isso, chamados hemizigóticos. As fêmeas, entretanto,
podem ser homozigóticas ou heterozigóticas, pois apresentam
dois cromossomos X que se emparelham completamente.
Genes recessivos localizados nessa região não-
homóloga do cromossomo X expressam-se fenotipicamente com
maior freqüência nos machos, pois basta o alelo estar presente
para seu efeito se manifestar. Nas fêmeas, esses alelos
recessivos só se manifestam em dose dupla (homozigose
recessiva).
Os genes localizados na região não-homóloga do
cromossomo Y holândricos (holo = todos; andrico = masculino) e
condicionam um tipo de herança chamado herança restrita ao
sexo ou herança ligada ao Y, que só ocorre nos machos. Nesse
caso, também se fala em indivíduos hemizigóticos.
HERANÇA LIGADA AO X:
DALTONISMO
Caracteriza-se por o indivíduo não conseguir distinguir o verde do
vermelho. Para a mulher manifestar o daltonismo, ela precisa ser
homozigótica recessiva, ou seja, o alelo d precisa estar em dose
dupla. Para o homem, uma vez presente o alelo d, o daltonismo se
manifesta. Por isso, a freqüência de homens daltônicos na
população é maior do que a de mulheres daltônicas.
Sexo masculino
Sexo feminino
XdY
Fenótipo: daltônico
Xd Xd
Fenótipo: daltônico
XDY
Fenótipo: normal
XD XD ; XD Xd
Fenótipo: normal
HEMOFILIA
Outra anomalia determinada por um gene recessivo
ligado ao X é hemofilia A, doença que se caracteriza pela
ausência de uma das proteínas que agem na coagulação do sangue.
Para os hemofílicos, um pequeno corte na pele pode determinar
hemorragia.
EXERCÍCIOS
1. (UFRN) Considerando a 2ª Lei de Mendel e o cruzamento entre
os indivíduos que apresentam os genótipos AaBb X AaBb:
a) Determine quantos e quais são os gametas que poderão ser
formados nos indivíduos AaBb.
b) Demonstre a proporção fenotípica desse cruzamento.
2. (UFRJ) A laranja-da-baía surgiu em 1810 e, por não possuir
sementes, tem sido propagada assexuadamente através de mudas
e enxertia. Por ser uma variedade triplóide (3n) de laranja, sua
meiose é anormal, não produzindo gametas viáveis. Atualmente,
milhões de pés de laranja-da-baía estão espalhados em
plantações no Brasil e nos Estados Unidos. Sabe-se que a
variabilidade genética de uma população depende dos seguintes
fatores:
Sexo masculino
Sexo feminino
XhY
Fenótipo: hemofílico
Xh Xh
Fenótipo: hemofílico
XHY
Fenótipo: normal
XH XH ; XH Xh
Fenótipo: normal
a) Permutação cromossômica ou crossing-over (troca de
fragmentos entre cromossomos de um mesmo par de homólogos);
b) Mutação (modificação da seqüência de nucleotídeos de uma
molécula de DNA);
c) Segregação independente (recombinação aleatória de
cromossomos dos diferentes pares de homólogos).
Identifique qual (ais) destes fatores pode(m) contribuir para a
variabilidade genética da laranja-da-baía. Justifique a sua
resposta.
3. (PUC-SP) Nas espécies animais é comum falar-se em herança
autossômica e em herança ligada ao sexo.
a) Qual a diferença básica entre esses dois mecanismos de
herança.
b) Por que, nos mamíferos em geral, uma característica recessiva
e ligada ao cromossomo X se manifesta com maior freqüência nos
machos?
4. (UEL-PR) Considere quatro pares de genes que se segregam de
maneira independente. Nessas condições, um indivíduo que
apresente o genótipo AaBBCcDD produzirá gametas ABCD com a
freqüência de:
a) 75%
b) 50%
c) 25%
d) 12%
e) 6,25%
5. (UFPB) Um indivíduo heterozigoto para dois pares de genes
autossômicos, que apresentam segregação independente, casa-se
com uma mulher homozigota recessiva para esses mesmos pares
de genes. A probabilidade de nascer um filho genotipicamente
igual ao pai, com relação ao par de genes considerado, é:
a) 1/2
b) 1/4
c) 1/8
d) 1/12
e) 1/16
6. (UERJ) Em relação ao sistema sangüíneo ABO um garoto, ao
se submeter ao exame sorológico, revelou ausência de aglutininas.
Seus pais apresentaram grupos sangüíneos diferentes e cada um
apresentou apenas uma aglutinina. Os prováveis genótipos dos
pais do menino são:
a) IBi - ii
b) IA – ii
c) IAIB- IAi
d) IAIB – IAIA
e) IAi -IBi
7. (UFPB) Fazendo-se um estudo sobre uma determinada doença,
observou-se que todos os homens afetados, casados com
mulheres normais, tinham filhas sempre afetadas e filhos sempre
normais. Esses dados indicam que o tipo de herança envolvido na
transmissão da doença é:
a) Autossômica recessiva
b) Autossômica dominante
c) Ligada ao sexo, com gene dominante localizado no cromossomo
X.
d) Ligada ao sexo, com gene localizado no cromossomo Y.
e) Ligada ao sexo, com gene recessivo localizado no cromossomo
X.
8. (Fuvest-SP) Uma abelha rainha tem os seguintes pares de
genes alelos que se segregam independentemente: AaBbDdEe.
Sabendo-se que os zangões surgem de óvulos que se desenvolvem
por partenogênese, quantos genótipos diferentes, relativos a
esses quatro pares de genes, podem apresentar os zangões filhos
dessa rainha?
a) Um
b) Dois
c) Quatro
d) Oito
e) Dezesseis
9. (Unisinos - RS) Um casal leva o filho de 16 anos a um médico
geneticista. Este, após observações, constata as seguintes
características fenotípicas: alta estatura, quociente intelectual
abaixo da média, acne bem acentuada, braços e pernas muito
longas, pouco pelo no corpo e esterilidade após um espermograma.
Posteriormente foi montado um cariótipo que revelou dois
cromossomos X e um cromossomo Y. o geneticista então concluiu
que o rapaz era portador da síndrome de:
a) Turner
b) Down
c) Barr
d) Klinefelter
e) Superfêmea
10. (PUC –SP) Em cada mil nascimentos ocorre um bebê que tem
47 cromossomos, com um Y adicional (47,XYY). O erro que leva à
formação dos gametas anormais que dão origem a tais crianças
acontece:
a) Na ovulogênese ou na espermatogênese?
b) Na primeira ou na segunda divisão da meiose?
CAPÍTULO XVI
EVOLUÇÃO
Até meados do século XIX defendia-se que as
espécies eram imutáveis, princípio chamado de fixismo. Somente
a partir do início do século XX a evolução passou a ser mais
aceita, e é hoje, considerada o eixo central da biologia.
HOMOLOGIA E ANALOGIA
No estudo comparado dos seres vivos deparamo-nos
com estruturas semelhantes em diferentes espécies. Essas
semelhanças podem ser por analogia ou por homologia.
Estruturas análogas são as que se assemelham
simplesmente por exercerem a mesma função, mas não derivam
de modificações de estruturas semelhantes já existentes em um
ancestral comum exclusivo. São estruturas semelhantes quanto à
função, mas que não tem a mesma origem embriológica. São
análogas, por exemplo, as asas das aves e a dos insetos: ambas
desempenham a mesma função, que é o vôo, mas não são
derivadas das mesmas estruturas presentes em um ancestral
comum exclusivo entre aves e insetos. As estruturas análogas são
frutos do que se chama evolução convergente (ou convergência
evolutiva). Nesse processo, em função da adaptação a uma
condição ecológica semelhante, determinadas estruturas evoluem
independentemente em dois ou mais grupos de seres vivos que
não possuem um ancestral comum exclusivo.
Estruturas homólogas são aquelas que derivam de
estruturas já existentes em um mesmo ancestral comum
exclusivo, podendo ou não estar modificadas para exercer uma
mesma função. São exemplos de estruturas homólogas entre si:
os ossos dos braços dos seres humanos, dos membros anteriores
dos cavalos, das asas dos morcegos e das nadadeiras das baleias.
Essas estruturas são homólogas porque derivam do membro
anterior presente no grupo ancestral que deu origem aos
mamíferos. Nesse caso, elas não desempenham a mesma função,
falando-se em divergência evolutiva. Existem, no entanto,
estruturas homólogas que também estão adaptadas a uma mesma
função. É o caso das nadadeiras anteriores das baleias e dos
golfinhos, ambos mamíferos com os membros anteriores
modificados para a vida em ambiente aquático.
FIGURA 1 – Homologia
ÓRGÃOS VESTIGIAIS
São aqueles que em alguns organismos são de tamanho
reduzido e geralmente não têm função, mas que em outros
organismos são maiores e exercem função definida. A
importância evolutiva desses órgãos vestigiais é a indicação de
parentesco evolutivo. Um exemplo bem conhecido de órgão
vestigial no ser humano é o ceco e o apêndice vermiforme (ou
apêndice cecal). Nos mamíferos roedores, o ceco é uma estrutura
bem desenvolvida, onde o alimento parcialmente digerido é
armazenado e a celulose, abundante nos vegetais ingeridos, é
degradada pela ação de bactérias especializadas. Em alguns
desses animais, como coelho, o ceco apresenta uma extremidade
final mais estreita denominada apêndice, que corresponde ao
apêndice vermiforme (apêndice cecal) humano.
IDÉIAS DE LAMARCK
Naturalista francês foi o primeiro a propor uma
teoria sistemática da evolução. Sua teoria foi publicada em 1809,
no livro filosofia zoológica. Ele dizia que formas de vida mais
simples surgem a partir da matéria inanimada por geração
espontânea e progridem a um estagio de maior complexidade e
perfeição.
Em sua teoria Lamarck sustentou que a progressão
dos organismos era guiada pelo meio ambiente: se o ambiente
sofre modificações, os organismos procuram adaptar-se a ele.
Segundo Lamarck, portanto, o princípio evolutivo
estaria baseado em duas leis fundamentais:
Lei do uso e desuso: no processo de
adaptação ao meio, o uso de determinadas partes do corpo do
organismo faz com que elas se desenvolvam, e o desuso faz com
que atrofiem;
Lei da transmissão dos caracteres
adquiridos: alterações no corpo do organismo provocadas pelo uso
ou desuso são transmitidas aos descendentes.
Vários são os exemplos de abordagem lamarquista
para a evolução. Um deles se refere às aves aquáticas, que se
teriam tornado pernaltas devido ao esforço que faziam para
esticar as pernas e assim evitar molhá-las durante a locomoção na
água. A cada geração esse esforço produziria aves com pernas
mais altas, que transmitiam essa característica à geração
seguinte. Após varias gerações, teriam sido originadas as atuais
aves pernaltas. Na época, as idéias de Lamarck foram rejeitadas,
não porque falavam na herança das características adquiridas,
mas por falarem em evolução. Não se sabia nada sobre herança
genética e acreditava-se que as espécies eram imutáveis.
Somente muito mais tarde os cientistas puderam contestar a
herança dos caracteres adquiridos. Uma pessoa que pratica
atividade física terá musculatura mais desenvolvida, mas essa
condição não é transmitida aos descendentes. Mesmo estando
enganado quanto ás suas interpretações, Lamarck merece ser
respeitado, pois foi o primeiro cientista a questionar o fixismo e
defender idéias sobre evolução. Ele introduziu também o conceito
da adaptação dos organismos ao meio, muito importante para o
entendimento da evolução.
DARWIN E A TEORIA DA SELEÇÃO NATURAL
Entre dezembro de 1831 e outubro de 1836 o
naturalista inglês Charles Darwin realizou uma viagem ao redor do
mundo a bordo do navio H. M. S. Beagle. Com muitas observações
da natureza e em especial da fauna do arquipélago de Galápagos,
Darwin começou a contestar a imutabilidade das espécies. Foi
então que suas idéias sobre evolução começaram a ser
elaboradas.
Em 1838, Darwin leu o ensaio de Thomas Malthus
(17766-1834) sobre os princípios que regem as populações
humanas, escrito em 1798. Malthus argumentava que o
crescimento sem controle da população humana levaria à fome,
pois, enquanto a população cresce em escala geométrica, a
produção de alimentos cresce em escala aritmética.
Darwin imaginou que esses argumentos poderiam ser
aplicados para as populações dos demais seres vivos, em que o
crescimento populacional seria controlado por limites impostos
pelo meio. A falta de recursos disponíveis para todos levaria a
disputas entre os organismos, e apenas àqueles com
características mais vantajosas teriam condições de sobreviver e
deixar descendentes. Assim, o meio atuaria selecionando
naturalmente os organismos mais adaptados a ele.
Somente em 1856 começou a escrever o livro que
seria o mais importante de sua vida e um dos mais importantes da
história da biologia: A origem das espécies por meio da seleção
natural, ou a preservação das raças favorecidas na luta pela vida.
Esse livro só foi publicado em 1859. O livro A origem das
espécies apresenta duas idéias centrais:
Todos os organismos descendem, com
modificações, de ancestrais comuns;
O principal agente de modificações é a ação
da seleção natural sobre as variações individuais.
FIGURA 2 – Lamarck e Darwin
A TEORIA SINTÉTICA DA EVOLUÇÃO
De 1900 ate cerca de 1920, os adeptos da genética
mendeliana acreditavam que apenas as mutações eram
responsáveis pela evolução e que a seleção natural não tinha
importância nesse processo. Depois disso vários cientistas
começaram a conciliar as idéias sobre seleção natural com os
fatos da genética, o que culminou com a formulação da teoria
sintética da evolução, às vezes chamada também de
Neodarwinismo.
Cada população apresenta determinado conjunto
gênico, que pode ser alterado de acordo com fatores evolutivos.
O conjunto gênico de uma população é o conjunto de todos os
genes presentes nessa população. Assim, quanto maior for o
conjunto gênico da população, maior será a variabilidade genética.
Os principais fatores evolutivos que atuam sobre o
conjunto gênico da população podem ser reunidos em duas
categorias:
Fatores que tendem a aumentar a
variabilidade genética da população – mutação e permutação;
Fatores que atuam sobre a variabilidade
genética já estabelecida – migração, deriva genética e seleção
natural.
Sabe-se que uma população está evoluindo quando se
verificam alterações na freqüência de seus genes.
MUTAÇÕES
As mutações podem ser cromossômicas ou gênicas. As
cromossômicas podem ser alterações no numero ou na forma do
cromossomo. As gênicas podem ser alterações na seqüência de
bases nitrogenadas de determinado gene durante a duplicação da
molécula de DNA. Essa alteração pode ocorrer por perda, adição
ou substituição de nucleotídeos, o que pode originar um gene
capaz de codificar uma proteína diferente da que deveria ter
sido codificada.
As mutações gênicas são consideradas as fontes
primárias da variabilidade, pois aumentam o número de alelos
disponíveis em um lócus, incrementando o conjunto gênico da
população. Embora ocorram espontaneamente, podem ser
provocadas por agentes mutagênicos, como radiações e certas
substâncias químicas (a droga ilegal LSD, por exemplo).
As mutações não ocorrem para adaptar o indivíduo ao
ambiente. Elas ocorrem ao acaso e, por seleção natural, são
mantidas quando adaptativas (seleção positiva) ou eliminadas em
caso contrario (seleção negativa). Podem ocorrer em células
somáticas ou em células germinativas; neste último caso as
mutações são de fundamental importância para a evolução, pois
são transmitidas aos descendentes.
PERMUTAÇÃO
Além da segregação independente dos cromossomos
na meiose, que por si só já gera diferentes tipos de gametas, nas
permutações há troca de partes de cromossomos homólogos,
estabelecem-se novas combinações entre os genes, aumentando,
ainda mais, a variedade de tipos de gametas que podem ser
produzidos essa maior variedade de gametas que podem ser
produzidos. Essa maior variedade de gametas traz como
conseqüência o provável aumento da variedade genotípica nos
indivíduos das gerações seguintes, o que representa um fator
evolutivo importante.
MIGRAÇÃO
Corresponde à entrada ou à saída de indivíduos em
uma população. A entrada denomina-se imigração e a saída,
emigração.
Pelos processos migratórios é possível que genes
novos sejam introduzidos em uma população. Assim, se indivíduos
emigrarem de uma população para outra da mesma espécie,
poderão introduzir genes que não ocorriam na população para a
qual imigraram, contribuindo para o aumento da variabilidade
genotípica dessa população. Por meio das migrações é
estabelecido um fluxo gênico, que tende a diminuir as diferenças
genéticas entre as populações da mesma espécie.
SELEÇÃO NATURAL
A ação da seleção natural consiste em selecionar
indivíduos mais adaptados a determinada condição ecológica,
eliminando aqueles desvantajosos para essa mesma condição. A
expressão mais adaptado refere-se à maior probabilidade de
determinado indivíduo sobreviver e deixar descendentes em
determinado ambiente. São exemplos de seleção natural:
Resistência a antibióticos ou inseticidas;
Coloração de advertência;
FIGURA 3 – Coloração de advertência
Camuflagem; (seres semelhantes à forma e
a cor de estruturas do meio onde vivem. Ex. bicho-pau e bicho-
folha).
FIGURA 4 - Camuflagem
Mimetismo (passam a se assemelhar a
outras espécies. Ex. borboleta-vice-rei faz mimetismo em relação
à borboleta-monarca.).
FIGURA 5 – Cobra coral verdadeira e a falsa
ISOLAMENTO GEOGRÁFICO
Uma determinada população pode sofrer alterações
bruscas, como modificações climáticas ou eventos geológicos
(terremotos, formações de montanhas etc.) esses eventos
poderiam formar faixas no território que separariam a população
em duas ou mais. Essas afixas são as barreiras ecológicas ou
geográficas. As barreiras ecologias impedem a troca de genes
entre indivíduos das populações por elas separadas, fazendo com
que novas variabilidades genéticas surgidas em umas das
populações não sejam transmitidas para a outra.
FIGURA 6 – Isolamento geográfico
ISOLAMENTO REPRODUTIVO
Populações reprodutivamente isoladas passam a ter
historias evolutivas próprias. Todos os fatores evolutivos que
atuam sobre populações de uma mesma espécie terão uma
resposta que pode ser bem diferente da resposta manifestada
por populações de outras espécies. Dessa forma, o isolamento
reprodutivo é um importante fator determinante da enorme
diversidade do mundo biológico. Os mecanismos de isolamento
reprodutivo podem ser classificados do seguinte modo:
Mecanismos pré-zigóticos: impedem a fecundação
Isolamento estacional (diferenças nas épocas reprodutivas;
Isolamento de hábitat ou ecológico;
Isolamento etológico (padrões de comportamento);
Isolamento mecânico (diferença nos órgãos reprodutores);
Mortalidade gamética (fenômenos fisiológicos que impedem a
sobrevivência de gametas masculinos de uma espécie no sistema
genital feminino de outra espécie).
Mecanismos pós-zigóticos: relacionados ao que ocorre
com o zigoto híbrido e o indivíduo que pode vir a ser formado a
partir dele.
Mortalidade do zigoto;
Inviabilidade do híbrido;
Esterilidade do híbrido.
EXERCÍCIOS
1. (UFPA) “As toupeiras atuais têm olhos atrofiados porque seus
ancestrais, vivendo sob a terra, não necessitavam de visão. A
pouca utilização dos olhos teria feito com eles atrofiassem, e
isso seria transmitido de geração em geração”. A alternativa que
traz a justificativa dos fenômenos expressos acima, de acordo
com o princípio evolutivo e seu autor, é;
a) Uso e desuso/ Lamarck
b) Seleção natural/ Darwin
c) Transmissão de caracteres adquiridos/Malthus
d) Recombinação gênica/ Morgan
2. (Fuvest-SP) Uma idéia comum às teorias da evolução proposta
por Darwin e por Lamarck é que a adaptação resulta:
a) Do sucesso reprodutivo diferencial
b) De uso e desuso de estruturas anatômicas
c) Da interação entre os organismos e seus ambientes
d) Da manutenção das melhores combinações gênicas
3. (UFPI) Ao observarmos o vôo de uma ave e o vôo de um inseto,
podemos deduzir que as asas de cada um funcionam e são
utilizadas para o mesmo objetivo. Entretanto, a origem
embriológica das asas de aves e insetos é diferente. Essas
características constituem exemplo de:
a) Seleção natural
b) Seleção artificial
c) Convergência evolutiva
d) Mimetismo
4. (UFV-MG) Por que se diz que a reprodução sexuada é mais
vantajosa do que a assexuada para populações que habitam em
ambientes com mudanças climáticas constantes e severas?
5. (Fuvest-SP) É comum o cruzamento entre jumento e égua para
se obter o híbrido conhecido como burro. Este, apesar de seu
vigor físico é estéril.
a) Sabendo-se que o número diplóide de cromossomos do jumento
é 62 e o da égua é 64, quantos cromossomos devem estar
presentes em cada uma das células somática do burro?
b) Com base no conceito biológico de espécie, pode-se dizer que o
jumento e a égua pertencem à mesma espécie? Por quê?
6. (UFRN) Um pesquisador realizou o seguinte experimento;
utilizou duas variedades de mariposas, uma de asas claras e outra
de asas escuras. Introduziu essas mariposas num ambiente em
que havia pássaros predadores. Modificou o ambiente, tornando-o
gradativamente escuro. Depois de um certo tempo, observou
aumento no número de indivíduos da variedade escura. Como
Lamarck e Darwin explicariam, respectivamente, esse resultado?
7. (UFSM-RS) Os fatores evolutivos responsáveis pelo aumento
da variabilidade genética das populações são:
a) Seleção natural e deriva gênica
b) Mutação e recombinação
c) Seleção e mutação
d) Deriva e recombinação
8. As figuras abaixo representam três diferentes explicações
para a diversidade da vida: o Criacioniso, o Lamarkismo e o
Darwinismo. Associe cada figura a uma dessas explicações.
Justifique a sua resposta.
9. Com o surgimento da fotossíntese grandes concentrações de
oxigênio passaram a se a acumular na atmosfera. Esse acúmulo foi
um dos eventos cruciais para a evolução da vida na Terra, pois,
em concentrações elevadas, o oxigênio é extremamente reativo e
pode causar danos aos componentes celulares. Aceita-se que a
evolução das células eucariotas se deu por endossimbiose; por
esse motivo as mitocôndrias (presentes nas células de
protoctistas, fungos, animais e plantas) e os cloroplastos
(presentes nas células de plantas e protoctistas) são
descendentes de diferentes procariontes integrados as células
primitivas por processos de fagocitose. Na evolução de células
eucarióticas por endossimbiose, qual evento deve ter ocorrido
primeiro: a aquisição de mitocôndrias ou a aquisição de
cloroplastos? Justifique sua resposta.
CAPÍTULO XVII
ECOLOGIA - CONCEITOS ECOLÓGICOS, CICLOS BIOGEOQUÍMICOS, PIRÂMIDES, CADEIAS E TEIAS ALIMENTARES
COMPONENTES DE UM ECOSSISTEMA
Cada ser vivo, cada indivíduo, se relaciona de várias
maneiras com outros seres: nenhum ser vive isolado, sem contato
com outras formas de vida. Então, entre os níveis de organização
dos seres, há os níveis ecológicos, aqueles que consideram não só
os indivíduos, mas os indivíduos e o ambiente. Como este volume é
dedicado à ecologia, é importante lembrar os níveis ecológicos de
organização dos seres vivos:
População - conjunto de indivíduos da mesma espécie
que vivem em uma região;
Comunidade - conjunto das populações de uma região;
Ecossistema - conjunto formado pela parte viva
(comunidade) e pela parte não-viva (fatores ambientais) de uma
região;
Biosfera - conjunto de todos os ecossistemas da Terra.
O ecossistema é formado pelos seres e pelo ambiente.
Podemos dizer que o ecossistema envolve o mundo vivo (seres
vivos - comunidade) e o mundo físico (os fatores que formam o
ambiente - elementos não-vivos).
Os elementos vivos de um ecossistema recebem o
nome de fatores bióticos e os elementos não-vivos são chamados
de fatores abióticos.
FATORES ABIÓTICOS
Os fatores abióticos que estudaremos são aqueles que
têm interferência direta na adaptação dos seres ao ambiente:
água, temperatura e luz.
FATORES BIÓTICOS
As relações básicas mantidas pelos seres em um
determinado ecossistema são de natureza alimentar (uns servem
de alimentos a outros). Em relação à forma de obtenção de
alimentos, os seres são classificados em autótrofos ou
heterótrofos. Ao serem analisados sob o ponto de ecológico, os
seres são classificados em produtores e consumidores, havendo
ainda uma terceira categoria, os decompositores (tipos especiais
de consumidores). Cada um desses seres tem um papel na
manutenção da dinâmica alimentar do ecossistema e do próprio
equilíbrio ecológico.
Produtores - são os seres autótrofos
fotossintetizantes ou quimiossintetizantes; produzem
matéria orgânica (alimento) dentro de suas próprias
células, utilizando matéria inorgânica adquirida do
ambiente;
Consumidores - são os seres heterótrofos; precisam
consumir matéria orgânica pronta no meio ambiente,
podendo ser herbívoros (alimentam-se de vegetais) ou
carnívoros (alimentam-se de outros animais), estes são
também chamados de predadores;
Decompositores - são seres heterótrofos; são
consumidores que se nutrem da matéria orgânica morta:
"desfazem" a matéria orgânica, transformando-a
novamente em matéria inorgânica, que é devolvida ao
ambiente.
Produtores, consumidores e decompositores formam as
chamadas cadeias alimentares.
CADEIAS ALIMENTARES
FIGURA 1 – Cadeia alimentar
Existem algumas considerações fundamentais que
precisam ser feitas a respeito das cadeias alimentares:
Cada elemento da cadeia representa uma população do
ecossistema; assim, o elemento lagarto, por exemplo,
não diz respeito a um indivíduo e sim ao conjunto de
lagartos do ecossistema;
Cada população que faz parte da cadeia alimentar
recebe o nome de nível trófico: a vegetação constitui o
primeiro nível trófico, os gafanhotos formam o segundo
nível trófico e assim por diante;
As setas entre os níveis tróficos indicam o caminho do
alimento ao longo da cadeia (da vegetação para os
gafanhotos, destes para os lagartos); não se pode
representar uma cadeia alimentar sem setas e nem
colocá-las na direção inversa;
O primeiro nível trófico de qualquer cadeia alimentar é
sempre um produtor os produtores são os únicos seres
que não dependem dos outros que lhes sirvam de
alimentos um consumidor jamais pode iniciar uma
cadeia, já que precisa se alimentar de outro ser vivo;
esse conhecimento não pode ser esquecido;
Os consumidores são classificados como primários,
secundários ou terciários (podem ocorrer também
consumidores quaternários, mas a maioria das cadeias
não tem mais do que três consumidores); no exemplo
citado, os gafanhotos são os consumidores primários os
lagartos são os secundários e os gaviões são os
terciários;
Os consumidores primários são herbívoros; os demais
são carnívoros;
Os decompositores não variam nos diferentes
ecossistemas: são sempre bactérias e fungos
Eles não são representados nas cadeias alimentares,
mas sempre estão lá: não existem cadeias sem
decompositores; eles se alimentam de todos os níveis
tróficos, já que age sobre a matéria orgânica morta.
Normalmente, os consumidores não se alimentam de
uma só espécie de seres vivos próprios produtores geralmente
não servem de alimento a um único consumidor. Ocorre que um
mesmo ser vivo acaba participando de várias cadeias alimentares.
Tais cadeias se cruzam, formando uma espécie de "rede" de
cadeias alimentares: é o que chamamos de teias alimentares. Elas
ocorrem em todos os ecossistemas.
FIGURA 2 – Teia alimentar
Através das cadeias e teias alimentares, o alimento
passa de um ser vivo para o outro, havendo, em conseqüência, um
fluxo contínuo de energia e matéria ao longo dos ecossistemas.
O FLUXO DE MATÉRIA
A matéria passa constantemente do mundo físico
(ambiente) para o mundo vivo (cadeias alimentares) e do mundo
vivo para o físico. Os produtores absorvem matéria inorgânica do
meio ambiente: gás carbônico do ar e água do solo. Eles utilizam
essas duas substâncias simples para produzir matéria orgânica,
através do processo da fotossíntese. Ao comerem os produtores,
os consumidores adquirem a matéria orgânica produzida. Assim, a
matéria orgânica Circula ao longo da cadeia alimentar. Quando os
organismos morrem, os decompositores transformam a matéria
orgânica novamente em matéria inorgânica, que pode ser
aproveitada pelos produtores e entrar de novo na cadeia
alimentar. Não deixe de observar que a matéria tem um fluxo
cíclico: a matéria é "reciclada" pela ação dos decompositores e
fica novamente disponível para os produtores.
Uma questão para você pensar: poderia haver vida na
Terra sem os animais? Pense no fluxo de matéria antes de
responder. Nos ecossistemas, a matéria flui dos produtores para
os decompositores, passando ou não pelos consumidores.
Produtores e decompositores são os elementos indispensáveis
para que haja um ciclo de matéria: os produtores produzem a
matéria orgânica, que será utilizada por todos os seres vivos e, os
decompositores a reciclam, impedindo que a matéria acabe na
natureza. Portanto, mesmo que os consumidores não existissem
(entre eles, nós mesmos) a Terra poderia ser planeta cheio de
vida (vegetais, fungos e microrganismos).
FLUXO DE ENERGIA
A energia também passa continuamente do mundo vivo
para o mundo físico e vice-versa. Já dissemos que o Sol é a fonte
de energia que mantém o funcionamento de todos os
ecossistemas. Os produtores absorvem a energia luminosa do Sol
e a utilizam para fazer as ligações entre os átomos das moléculas
que são produzidas durante a fotossíntese. Os produtores
transformam energia luminosa em energia química. Essa energia
química é passada para todos os componentes das cadeias
alimentares, pois está contida na matéria orgânica. Os diversos
seres vivos utilizam à energia química e a transformam em
energia térmica (calor), que passa para o ambiente. Acontece que
os produtores não conseguem captar energia térmica para utilizá-
la na fotossíntese. Portanto, a energia não pode ser reciclada:
uma vez utilizada pelos seres, não pode mais ser reaproveitada
(ao contrário do que ocorre com a matéria).
Não deixe de perceber que todos os seres vivos
dependem, direta ou indiretamente da energia dó Sol: toda a
energia química contida em qualquer alimento, já foi energia
luminosa. Observe que no caso da energia não há um ciclo: o fluxo
de energia é acíclico.
FIGURA 3 - Fluxo de energia
PIRÂMIDES ECOLÓGICAS
A estrutura de uma cadeia alimentar pode ser
expressa na forma de pirâmides, chamadas de pirâmides
ecológicas.
Nas pirâmides ecológicas, pode-se visualizar a
quantidade de energia, de matéria viva (chamada de biomassa) ou
o número de indivíduos em cada nível trófico da cadeia. Os níveis
tróficos são representados por retângulos, cujo comprimento é
proporcional à quantidade de energia ou à quantidade de biomassa
ou ao número de indivíduos. Portanto, existem três tipos de
pirâmides ecológicas:
PIRÂMIDES DE ENERGIA
FIGURA 4 - Pirâmide de energia.
Como você pode observar pelo comprimento dos
retângulos, a quantidade de energia diminui ao longo da cadeia
alimentar. Os seres vivos consomem, com suas próprias
atividades, grande parte da energia que adquirem. Por isso, cada
nível trófico só pode passar para o nível seguinte, uma pequena
parte da energia adquirida do nível anterior. Um exemplo: os
sapos recebem energia dos insetos; gastam grande parte dessa
energia recebida (a perdem na forma de calor); passam para as
cobras apenas uma parte da energia que receberam dos insetos.
Os ecólogos (especialistas em ecologia) estimam que, qualquer
nível trófico, passa para o nível seguinte apenas cerca de 10% da
energia recebida do nível anterior. Esse dado ilustra bem o
decréscimo de energia nas cadeias alimentares.
O FLUXO DE ENERGIA É DECRESCENTE
Como o fluxo de energia é sempre decrescente, em
qualquer cadeia, as pirâmides de energia sempre apresentam o
vértice voltado para cima.
PIRÂMIDES DE ENERGIA: VÉRTICE VOLTADO PARA CIMA
(SEMPRE)
PIRÂMIDES DE BIOMASSA
FIGURA 5 - Pirâmides de biomassa.
Note que, como acontece com a energia, a quantidade
de biomassa também decresce ao longo das cadeias alimentares.
Grande parte da biomassa adquirida por cada nível trófico é
usada como fonte de energia e também perdida na forma de
resíduos (gás carbônico, urina, fezes), de maneira que não é
incorporada ao organismo dos seres vivos. Portanto, apenas uma
pequena parte da biomassa adquirida de um nível trófico é
passada para o nível seguinte. De um modo geral, os vértices das
pirâmides de biomassa apresentam-se voltados para cima. Há
raríssimos exemplos contrários a essa regra e eles ocorrem em
cadeias alimentares formadas por microrganismos marinhos.
PIRÂMIDES DE BIOMASSA: VÉRTICE VOLTADO PARA CIMA
(EM GERAL)
PIRÂMIDES DE NÚMEROS
Em geral, o número de indivíduos em cada nível trófico
diminui ao longo da cadeia alimentar. Por exemplo, se cobras
comem ratos, deve haver mais ratos do que cobras para que o
equilíbrio ecológico seja mantido.
Entretanto, há inúmeros exemplos em que o número
de indivíduos não diminui de um nível trófico para o outro. Esse
fato ocorre principalmente nas cadeias alimentares em que há
relações de parasitismo. O parasito costuma ser bem pequeno em
relação ao hospedeiro, de modo que inúmeros parasitas podem se
alimentar de um único hospedeiro. Pode até haver casos de
pirâmides de números com o vértice voltado para baixo.
FIGURA 6 - Pirâmide de números
PIRÂMIDES DE NÚMEROS: VÁRIAS POSSIBILIDADES
i
COMUNIDADES MARINHAS
Nas comunidades marinhas, os seres podem ser
divididos em três categorias:
Plâncton - é o conjunto dos seres que se locomovem
passivamente na água, levados pelas correntes; não
possuem estruturas que permitam a locomoção ativa ou
essas estruturas não permitem movimentos capazes de
vencer a força das águas; a maior parte do plâncton é
composta por seres microscópicos; o plâncton pode ser
dividido em fitoplâncton - seres autótrofos - e
zooplâncton - seres heterótrofos.
Nécton - é o conjunto de seres que locomovem
ativamente pelas águas, como os peixes e os mamíferos
aquáticos;
Bentos - é o conjunto de seres que vivem no fundo do
mar; alguns se locomovem (como as estrelas e
caranguejos), outros são fixos (como as esponjas).
Os organismos do fitoplâncton, que são as algas
microscópicas, formam a base das cadeias alimentares marinhas,
sendo, portanto, essenciais para o equilíbrio ecológico dos mares.
Além disso, possuem uma grande capacidade de realização da
fotossíntese, produzindo a maior parte do oxigênio da Terra,
sendo indiscutivelmente essenciais para o equilíbrio de todo o
planeta. Portanto, a poluição das águas é uma séria agressão à
natureza como um todo. O derramamento de petróleo, por
exemplo, impede a penetração de luz na água, determinando a
morte do fitoplâncton e o comprometimento de várias cadeias
alimentares marinhas.
CICLOS BIOGEOQUIMICOS - "Na natureza nada se perde, nada
se cria, tudo se transforma".
A RECICLAGEM DA MATÉRIA
A conhecida frase acima, do químico francês
Lavoisier, expressa bem o assunto desta unidade: a matéria sofre
infinitas e contínuas transformações, de modo que nenhuma
molécula é "criada" - toda e qualquer molécula que se forma na
natureza é resultado de algum processo de transformação
sofrido por outras moléculas. A natureza é extremamente
dinâmica: ela não pára de transformar e transformar e
transformar.
Já vimos que a matéria possui um fluxo cíclico. Ou
seja, ocorrem transformações de umas substâncias em outras, o
que permite que a matéria circule pela natureza, passando do
mundo físico para o vivo e fazendo também o caminho contrário.
Os seres vivos são feitos basicamente de matéria
orgânica. Os principais átomos que constituem as diferentes
moléculas orgânicas são o carbono (C), o oxigênio (O), o
hidrogênio (H) e o nitrogênio (N). Portanto, são os ciclos desses
elementos químicos que nos interessam, pois eles são
indispensáveis à vida. Os ciclos da matéria costumam ser
chamados de ciclos biogeoquímicos.
FIGURA 7 - Fotossíntese
"A fotossíntese consiste em transformar substâncias
simples (inorgânicas) em substâncias complexas (orgânicas =
alimento)”. Por isso, dizemos que a fotossíntese é o processo de
produção de alimento da planta (nutrição autotrófica), alimento
esse que é passado para todos os seres através das mais variadas
cadeias alimentares. Se a planta vai produzir matéria orgânica,
ela precisa absorver do ambiente, moléculas inorgânicas que
tenham os átomos necessários para "montar" as moléculas
orgânicas. Durante a fotossíntese, os vegetais produzem uma
molécula orgânica específica: a molécula de glicose (um glicídio).
Ela contém átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. A fórmula
química da glicose é C6H12O6 Então, não é à toa que as plantas só
fazem fotossíntese se tiverem gás carbônico (C02) e água (H2O).
A equação simplificada da fotossíntese:
6 CO2 + 6 H2O C6H1206 + 6 O2
Portanto, é através da fotossíntese que o carbono, o
hidrogênio e o oxigênio passam do mundo físico para o mundo
vivo, sendo usados na produção de moléculas orgânicas que
circulam por toda a cadeia alimentar.
CICLOS BIOGEOQUÍMICOS
CICLO DO CARBONO
O carbono é um elemento básico para a produção de
moléculas orgânicas. Por ser tetravalente (forma quatro ligações
químicas), ele constitui o "esqueleto" das moléculas orgânicas,
pois cada átomo de carbono pode se ligar a outros quatro átomos,
o que possibilita a formação de longas e complexas moléculas.
De maneira simplificada, podemos dizer que os átomos
de carbono ligam-se entre si e ao redor desse "esqueleto
carbônico básico" ligam-se outros átomos. Não é à toa que a
química orgânica é também conhecida como "a química do
carbono".
Todo o carbono presente em todas as moléculas
orgânicas vem do gás carbônico. Vimos que a fotossíntese produz
glicose. As moléculas de glicose são utilizadas pelas plantas para
montar moléculas maiores, como a maltose (glicídio formado pela
união de duas moléculas de glicose, encontrado nos cereais) e o
amido (que é uma enorme cadeia de moléculas de glicose). Essas
substâncias são passadas pelos animais (consumidores) através
das cadeias alimentares, chegando até os decompositores.
Para que o ciclo do carbono se complete, os seres
vivos precisam devolvê-lo ao ambiente, para que possa ficar
novamente à disposição dos produtores.
Os seres vivos digerem os glicídios conseguidos ao se
alimentarem e os transformam novamente em glicose. Nas
células, as moléculas de glicose são totalmente "quebradas" para
a liberação de sua energia, de modo que ela é reduzida a
moléculas de gás de carbônico! Não é incrível? Tudo se encaixa!
Os seres vivos eliminam o gás carbônico produzido por eles,
resultado do processo de respiração celular, e o ciclo do carbono
recomeça. O carbono contido nos corpos dos seres vivos também
é devolvido à natureza através da decomposição, quando as
moléculas orgânicas são "desmontadas" e o gás carbônico é
devolvido à atmosfera.
CICLO DO OXIGÊNIO
O elemento químico oxigênio está à disposição de
todos os seres vivos na atmosfera, sob a forma de gás oxigênio
(02), Os seres consomem esse gás constantemente, pois precisam
dele para a realização da respiração celular.
O estoque de oxigênio atmosférico logo acabaria se
não houvesse a renovação desse gás que ocorre através da
fotossíntese. Os vegetais produzem constantemente oxigênio, ao
produzirem glicose. Portanto, a fotossíntese garante a devolução
do oxigênio à atmosfera, permitindo a ocorrência do ciclo do
oxigênio. O ciclo do carbono e o ciclo do oxigênio estão
diretamente relacionados:
A fotossíntese consome gás carbônico e libera
oxigênio;
A respiração consome oxigênio e libera gás
carbônico.
O aumento da radiação ultravioleta pode interferir na
fotossíntese, reduzindo a produtividade das colheitas. Pode
também destruir o fitoplâncton, comprometendo o equilíbrio dos
ecossistemas marinhos. No homem, a exposição a este tipo de
radiação pode aumentar o número de casos de cataratas e,
principalmente, de câncer de pele.
FIGURA 8 – Ciclo do oxigênio e do carbono
CICLO DA ÁGUA
Já vimos que a molécula de água é a fonte de átomos
de hidrogênio para a produção de moléculas orgânicas. Portanto, a
água é uma substância essencial e sua renovação é vital. O
chamado ciclo da água já deve ser seu conhecido.
A energia solar provoca a evaporação da água que
se encontra na superfície terrestre;
O vapor d'água se mistura à atmosfera e sobe;
Nas camadas altas da atmosfera, o vapor d'água
encontra temperaturas baixas e sofre
condensação (volta ao estado líquido): formam-se
minúsculas gotículas de água suspensas na
atmosfera, que dão origem às nuvens;
O acúmulo de gotículas provoca a precipitação da
água: ela cai na forma de chuva, retomando
à superfície e recomeçando o ciclo.
Os seres vivos também participam do ciclo da água.
Eles possuem água dentro de seus corpos, água essa que é
perdida com as fezes, com a urina e com a transpiração e que
também evapora e se integra ao ciclo. A água perdida precisa ser
reposta e os seres a obtêm, de variadas maneiras,
constantemente.
A água é um recurso natural renovável, mas não é
inesgotável. É verdade que o planeta Terra contém muita água
(cerca de % da superfície terrestre são cobertos de água). Mas
também é verdade que a maior parte dessa água não está
disponível para os seres vivos: cerca de 97 % de toda a água do
planeta está nos mares, ou seja, é água salgada e não pode ser
utilizada pelos seres vivos. Dos cerca de 3% de água doce, uma
grande parte se encontra sob a forma de geleiras ou corresponde
à água subterrânea. As águas dos rios e lagos são as que podem,
efetivamente, ser usadas pelas inúmeras espécies de seres vivos.
O próprio homem tem se utilizado quase exclusivamente dos rios
para obter água ao longo de sua história.
Portanto, a água realmente à disposição dos seres
vivos corresponde a uma porcentagem mínima da água do planeta.
Essa água precisa ser preservada. Se ela se tornar imprópria
para o consumo, a própria existência de vida na Terra fica
ameaçada.
Apesar de tudo isso, a pouca água doce de que os
seres vivos dispõem tem sido contaminada pelo homem, que
despeja nela um número incontável de substâncias poluentes,
destruindo mananciais de água.
Uma das maiores preocupações dos cientistas é com a
distribuição de água. Com o atual ritmo de poluição, estima-se que
no futuro faltará água potável. Essa será uma péssima herança
deixada por nós para as gerações futuras.
FIGURA 9 – Ciclo da água
CICLO DO NITROGÊNIO
O nitrogênio é um elemento químico necessário para a
produção de proteínas (substâncias orgânicas que têm nitrogênio
em sua molécula).
Os vegetais fabricam suas proteínas, que são
passadas aos outros seres vivos através das cadeias alimentares.
Mas, como os vegetais conseguem nitrogênio? Sabemos que
durante a fotossíntese eles não absorvem nenhuma substância
que contém nitrogênio. Vamos tentar desvendar o mistério.
A atmosfera tem uma imensa reserva de nitrogênio,
que está sob a forma de gás nitrogênio (N2). Esse gás
corresponde a cerca de 78 % da atmosfera: é muito nitrogênio!
Será que é do ar que as plantas retiram o nitrogênio de que
necessitam para a produção de proteínas? Acontece que as
plantas não conseguem absorver nitrogênio do ar para
transformá-lo em matéria orgânica - dizemos que elas não
conseguem fixá-lo. A maioria dos seres vivos também não
consegue fazer essa fixação. Estamos diante de um problema.
Os vegetais só podem utilizar o nitrogênio que estiver
sob a forma de amônia (NH3) ou de nitratos (N03). Os animais só
utilizam nitrogênio na forma de aminoácidos (moléculas que
compõem as proteínas): eles precisam comer o alimento, ingerir
as proteínas e delas obter os aminoácidos para fabricar as suas
próprias proteínas.
Então, o nitrogênio do ar tem que ser transformado
em amônia ou em nitratos, para que entre nas cadeias alimentares
através dos vegetais. É aí que entram as bactérias. Entre elas
estão os únicos seres capazes de fixar o nitrogênio do ar, ou
seja, de absorvê-lo e utilizá-lo para produzir substâncias
nitrogenadas (que contêm nitrogênio) utilizáveis pelos vegetais.
FIXAÇÃO DO NITROGÊNIO
As bactérias fixadoras de nitrogênio são aquelas que
conseguem utilizar o nitrogênio do ar para produzir amônia ou
nitratos. Entre elas destacam-se as do gênero Rhizobium. Tais
bactérias vivem no solo e penetram nas raízes de plantas
leguminosas (uma classificação botânica que inclui o feijão, por
exemplo), passando a. viver em associação com elas.
Nas raízes, as bactérias fixam o nitrogênio
atmosférico. Com isso, elas funcionam como verdadeiros adubos
vivos, pois o fornecimento de substâncias nitrogenadas à planta
acelera seu desenvolvimento.
AMONIFICAÇÃO
É o processo de formação de amônia feita pelos
decompositores. A decomposição das proteínas existentes nos
cadáveres resulta na formação de amônia. Essa é uma forma de
devolver nitrogênio para o meio ambiente sob a forma de uma
substância utilizável pelos produtores.
NITRIFICAÇÃO
É a transformação da amônia em nitratos, feita por
determinados tipos de bactérias. As bactérias que realizam a
nitrificação são seres produtores quimiossintetizantes, ou seja,
produzem matéria orgânica através da quimiossíntese.
Durante a quimiossíntese, ocorrem as mesmas
transformações que na fotossíntese. A diferença está na forma
de energia utilizada para transformar matéria inorgânica em
matéria orgânica: enquanto a fotossíntese utiliza energia
luminosa, a quimiossíntese utiliza energia liberada por certas
reações químicas. A reação química de transformação de amônia
em nitratos libera energia. É por isso que determinadas bactérias
realizam essa transformação: elas captam a energia liberada e a
utilizam para produzir seu alimento, através da quimiossíntese.
Observe os esquemas a seguir, para entender melhor o processo
de quimiossíntese e o de transformação da amônia.
A transformação da amônia em nitritos libera
energia, que é utilizada para a realização da
quimiossíntese:
Amônia nitrito + ENERGIA
/
Gás carbônico + água + ENERGIA glicose +
oxigênio (quimiossíntese)
Os nitritos são transformados em nitratos, o que
também libera energia, permitindo que outras
bactérias realizem a quimiossíntese:
Nitrito nitrato + ENERGIA
/
Gás carbônico + água + ENERGIA glicose +
oxigênio (quimiossíntese)
Note que a amônia não é transformada diretamente
em nitratos: temos a transformação da amônia em nitritos e
destes em nitratos. Os dois processos são realizados por
bactérias diferentes, o que permite que mais de um tipo de
bactéria se beneficie da possibilidade de ter uma fonte de
energia para a sua quimiossíntese.
Os nitratos ficam à disposição dos vegetais, que os
absorvem do solo e utilizam o nitrogênio para fabricar as
proteínas, passadas para os outros seres através das cadeias
alimentares.
DESNITRIFICAÇÃO
Determinadas bactérias utilizam o oxigênio contido
nas moléculas de nitratos. O nitrogênio da molécula é liberado
para a atmosfera, sob a forma gás nitrogênio. A desnitrificação é
a devolução do nitrogênio à atmosfera, o que permite que o ciclo
continue.
Sem as bactérias que agem no ciclo do nitrogênio, não
seria possível produzir proteínas, o que impossibilitaria a vida,
pois as proteínas são substâncias essenciais para todos os seres
vivos.
FIGURA 10 – Ciclo da água
CONCLUINDO
Sem os ciclos biogeoquímicos a vida se extinguiria,
pois em algum momento não haveria mais substâncias para servir
de matéria-prima para formar novos seres vivos. Esses ciclos
fazem com que a biosfera tenha autonomia e a vida se mantenha
ao longo dos tempos.
EXERCÍCIOS
1. (FAL) O termo abiótico refere-se:
a) Ao conjunto de regiões que abrigam os seres vivos no planeta.
b) À massa de matéria orgânica presente num organismo.
c) Ao conjunto dos aspectos físicos e químicos de um ambiente.
d) À comunidade clímax adaptada a uma determinada região
geográfica.
e) Ao sistema formado pelas comunidades biológicas em interação
com o meio.
2. (UFV-MG) Analise a seguinte citação: "A morte não está na
natureza das coisas; é a natureza das coisas. Mas o que morre é a
forma. A matéria é imortal." (John Fowles) Pela análise da citação,
pode-se concluir que a matéria é imortal por quê:
a) A decomposição da matéria libera os nutrientes que retornam
aos ciclos biogeoquímicos.
b) A decomposição da matéria orgânica é um processo muito lento
que pode durar séculos.
c) A decomposição da matéria orgânica não é completa devido à
grande quantidade de fibras.
d) A decomposição da matéria libera nutrientes que ficam
disponíveis diretamente aos heterótrofos.
e) A decomposição lenta permite que a matéria tenha condições de
ser fossilizada.
3. (Fuvest-SP) Que tipos de organismo devem estar neces-
sariamente presentes em um ecossistema para que ele se
mantenha?
a) Herbívoros e carnívoros.
b) Herbívoros, carnívoros e decompositores.
c) Produtores e decompositores.
d) Produtores e herbívoros.
e) Produtores, herbívoros e carnívoros.
4. (Puccamp-SP) Verificou-se que as raízes de leguminosas cul-
tivadas em solo adubado com produtos químicos ricos em ni-
trogênio não apresentam nódulos formados por bactérias. Nesse
caso, a adubação prejudicou as bactérias que transformam:
a) Nitrogênio em amônia
b) Amônia em nitritos.
c) Nitritos em nitratos.
d) Nitratos em nitritos.
e) Amônia em nitrogênio.
5. (FAAP-SP) Os seres vivos necessitam de uma série de
elementos químicos essenciais à vida e à sobrevivência. O
Nitrogênio é um exemplo destes elementos essenciais. Apesar de
o ar que respiramos ter 78% de N2, só conseguimos este
elemento através da dieta, pois não somos capazes, como todos
os animais e vegetais, de aproveitá-lo diretamente do ar. Os
únicos seres capazes de fixar o N2 são as bactérias existentes
no solo, que compõem o ciclo do Nitrogênio. O Nitrogênio é
importante porque ele irá compor nos seres vivos:
a) Proteínas e ácidos nucléicos.
b) Carboidratos e nucleotídeos
c) Lipídios e carboidratos.
d) Monossacarídeos e aminoácidos.
6. (UFF-RJ) Descreva o processo pelo qual a energia solar é
fixada e transformada ao longo de uma cadeia alimentar.
7. (Fuvest-SP) A maior parte do nitrogênio que compõe as
moléculas orgânicas ingressa nos ecossistemas pela ação de:
a) Algas marinhas.
b) Animais.
c) Bactérias.
d) Fungos
e) Plantas terrestres
8. (Fuvest-SP) Certa raça de gado, quando criada em pastagens
argentinas, apresenta ganho de peso corpóreo relativamente
maior, em mesmo período de tempo, do que quando criada no
Brasil. A explicação para essa diferença é que o solo argentino é
mais rico em:
a) Ácidos, o que melhora a digestão dos ruminantes e o
aproveitamento calórico da pastagem.
b) Dióxido de carbono, o que aumenta a quantidade de
carboidratos da pastagem.
c) Nitrogênio, o que aumenta o valor protéico da pastagem.
d) Sais minerais, o que aumenta a quantidade de carboidratos da
pastagem.
e) Sódio, o que aumenta o valor calórico da pastagem.
9. (Puccamp-SP) Considere o texto abaixo:
"Na biosfera, o carbono fixado na __I__ retorna gradativamente
à atmosfera em conseqüência da __II__e da __III__." Ele
ficará correto se os espaços I, II e III forem preenchidos,
respectivamente, por:
a) Fotossíntese - transpiração - queima de combustíveis fósseis
b) Fotossíntese - respiração - transpiração
c) Respiração - fotossíntese - transpiração
d) Transpiração - fotossíntese – respiração
e) Fotossíntese - respiração - queima de combustíveis fósseis
10. (Unicamp-SP) O nitrogênio é essencial à vida e, embora
aproximadamente 78 % da atmosfera terrestre seja nitrogênio
gasoso (N2), apenas poucas bactérias e algas são capazes de
utilizá-lo nessa forma. Sob que forma o nitrogênio é obtido por
plantas e animais? Para que os seres vivos utilizam o nitrogênio?
CAPÍTULO XVIII
ECOLOGIA – RELAÇÕES ENTRE OS SERES VIVOS,
SUCESSÃO ECOLÓGICA, FENÔMENOS DA NATUREZA E DESEQUILÍBRIO ECOLÓGICO
Cada organismo tem plena capacidade de auto-
regulação e de lutar para a sua sobrevivência. Os organismos
vivos guardam uma organização complexa entre os vários
sistemas que os constituem, de forma a propiciar que a vida,
enquanto fenômeno biológico se estabeleça. Perguntamos, então:
é possível que um ser vivo, a partir de sua organização interna,
tenha condições de sobreviver sozinho, sem manter relação
alguma com outro ser, seja da mesma espécie ou de espécie
diferente?Não! É fácil perceber que um ser depende de outros
para a manutenção de sua sobrevivência. Sobrevivência se traduz
em: alimento, reprodução, entre outras formas de
interdependência.
VISÃO GERAL
Como dissemos acima, as relações se estabelecem
entre seres da mesma espécie ou de espécies diferentes. No
primeiro caso, as relações são intra-específica (intra = dentro);
no segundo caso, são relações interespecíficas (inter = entre).
Modernamente, estabeleceu-se que, quando a relação
não causa prejuízo para os seres nela envolvidos, denomina-se
relação positiva ou harmônica e quando há prejuízo de uma das
partes da relação, ela é chamada de relação negativa ou
desarmônica. Porém, percebamos que o que parece prejudicar um
indivíduo, na verdade, é benéfico para a sua espécie. Na natureza,
as inter-relações entre seres viventes (parte biótica dos
ecossistemas) e entre eles e o meio abiótico (condições
ambientais), concorrem para uma harmonia perfeita, tanto que,
apesar da ocupação desordenada e inconsciente dos vários
ambientes terrestres por parte dos seres humanos, a natureza,
em função das conexões entre os indivíduos que a constituem,
teima em recompor-se e continuar fornecendo aos seres vivos
condições de manutenção e evolução. Entendemos, portanto, ser
um contra-senso encarar como negativas, relações que promovem
o equilíbrio ecológico. Equilíbrio esse que é dinâmico, construído a
partir, muitas vezes, da competição entre os seres vivos.
Veremos que, mesmo a competição, por exemplo, encarada como
relação desarmônica, é um dos elementos da seleção natural, que
privilegia os seres vivos mais bem adaptados e favorece a
evolução das espécies e a biodiversidade.
Pelas razões acima citadas, chamaremos relações
harmônicas de relações sem prejuízo dos seres vivos e relações
desarmônicas de relações com prejuízo de um dos seres vivos,
lembrando que, se a relação desfavorece um dos seres vivos nela
envolvido, muitas vezes favorece sua espécie e mantém o
equilíbrio ecológico.
RELAÇÕES HARMÔNICAS - INTRA-ESPECÍFICAS
1. SOCIEDADE
Entende-se por sociedade um grupamento de
indivíduos da mesma espécie que vive junto e tem tarefas
específicas. Algumas vezes, em função do tipo de trabalho que
desempenham apresentam diferenças morfológicas. Como
exemplo desse tipo de relação, temos as formigas, os cupins e as
abelhas.
2. COLÔNIA
Também se trata de um grupamento de indivíduos da
mesma espécie. A diferença entre a colônia e a sociedade é que
no primeiro caso há uma ligação anatômica entre os indivíduos,
tornando-se impossível viverem isoladamente. Há divisão de
tarefas e em função disso, apresentam grandes diferenças
físicas. Na caravela, um tipo de colônia do filo dos cnidários,
alguns indivíduos são responsáveis pela defesa da colônia,
enquanto outros se encarregam da flutuação e do deslocamento
pelo mar, ou da reprodução. Outros exemplos de colônia: cracas,
esponjas e corais, estes últimos representados na figura seguir:
FIGURA 1 - Colônia de antozoários (corais)
RELAÇÕES HARMÔNICAS - INTERESPECÍFICAS
1. MUTUALlSMO
Observando troncos de árvores em locais sem
poluição, como por exemplo: uma floresta, vêem-se manchas
acinzentadas com bordas retorcidas. Essas mesmas manchas
podem ocorrer em rochas. Algumas delas são avermelhadas ou
esverdeadas. Trata-se de uma associação entre dois seres vivos
de espécies diferentes que vivem em tamanha interdependência
que um não vive separadamente do outro. É uma relação de
mutualismo entre protistas clorofilados (algas unicelulares) e
fungos ou cianobactérias e fungos. Eles formam o que chamamos
de LÍQUEN. Ambos têm vantagens. Nesse caso, a alga sintetiza
através da fotossíntese, matéria orgânica, que serve de alimento
para ela e para o fungo. Recebem do fungo, sais minerais que ele
absorve do meio e umidade. Abaixo, fornecemos outros exemplos
de mutualismo:
Cupins e protozoários:
O cupim só consegue alimentar-se de madeira porque
vive em mutualismo com um tipo de protozoário que digere a
celulose para ele, recebendo em troca abrigo, proteção e
alimento, já que estes protozoários vivem no tubo digestivo do
cupim.
Leguminosas e bactérias:
As plantas leguminosas como o feijoeiro, o trevo e a
vagem, são os vegetais mais ricos em proteínas. Isso porque
vivem em mutualismo com bactérias que habitam suas raízes,
formando nódulos (como bolinhas). Essas bactérias são um dos
raros seres vivos que conseguem captar o nitrogênio do ar,
fixando-o no solo. Assim, as plantas dispõem desse nutriente para
produzirem suas proteínas. Em troca, fabricam hemoglobina, um
composto que absorve o oxigênio, facilitando a vida das
bactérias, que são sensíveis à presença do mesmo no ambiente.
FIGURA 2 – Leguminosas e bactérias
2. PROTOCOOPERAÇÃO
FIGURA 3 – Ermitão e anêmona
Quantos seres vivos você diria que consegue
observar? Se disser que parece uma montagem de vários animais,
não está errado. Ela mostra um crustáceo chamado PAGURO ou
HEREMITA. Apesar de ter garras, seu corpo é mole. Ele então,
para proteger-se do perigo, utiliza-se de conchas de moluscos
vazias (cujo animal morreu) como abrigo. Para aumentar sua
proteção, coloca uma ou mais anêmonas sobre a concha.
A anêmona, um tipo de cnidário, tem células
urticantes (que secretam substâncias que provocam queimaduras)
nos tentáculos. Assim, o paguro evita os predadores, que não se
aproximam. A anêmona (também conhecida como actínia), por
outro lado, beneficia-se com a protocooperação, uma vez que,
apesar de ser um animal fixo, pode mudar de ambiente, através
da "carona" do paguro.
Ao contrário do mutualismo, na protocooperação os
indivíduos podem viver separadamente, sendo, porém, mas
vantajoso para ambos que permaneçam unidos. Vejamos outros
exemplos de protocooperação:
Pássaros e mamíferos:
É comum vermos alguns pássaros no dorso de bois,
elefantes ou rinocerontes. Eles estão se alimentando de
carrapatos que parasitam esses mamíferos (sugam seu sangue). O
pássaro tem o alimento e, o mamífero, além de livrar-se do
parasita, é alertado dos perigos pelos gritos e vôos repentinos do
pássaro.
Formigas e pulgões:
Pulgões, insetos que parasitam plantas, alimentando-
se de sua seiva, vivem quase sempre cercados de formigas. Elas
eliminam o excesso de seiva pelo ânus. As formigas gostam desse
líquido. Estão sempre a tocar no abdômen dos pulgões a fim de
que eles liberem seiva para que elas se alimentem. Em troca, eles
são protegidos dos predadores pela presença das formigas.
Pássaro-palito e crocodilo:
Ao dormir com a boca aberta, o crocodilo (uma
espécie que vive no Rio Nilo, no Egito) permite que um tipo de
pássaro penetre em sua boca e se alimente de pequenos parasitas
que ali se encontram. O pássaro ganha alimento e o crocodilo uma
"higiene bucal".
3. COMENSALlSMO
Neste tipo de associação, há o benefício de uma das
espécies, sem o prejuízo da outra. Observe a figura abaixo, ela
mostra um tubarão, com um pequeno peixe acoplado a ele. É a
rêmora, um peixe dotado de ventosa na boca, que permite que ele
se prenda ao tubarão. Com isso, para onde ele vai, leva consigo a
rêmora que acaba aproveitando-se dos restos do alimento do
tubarão. Não há prejuízo do tubarão e o ganho é da rêmora.
FIGURA 4 – Tubarão e a rêmora
4. INQUILINISMO
Nesse tipo de relação um ser utiliza um outro ser vivo
como moradia sem causá-lo prejuízo. O peixe fieráster que
habita sem "pagar aluguel" o intestino do pepino-do-mar, que
serve de abrigo para o peixe é um exemplo. Ele nada tira do
pepino-do-mar, mas é o único a sair ganhando com a associação.
FIGURA 5 – Pepino–do-mar e fieráster.
RELAÇÕES DESARMÔNICAS - INTRA-ESPECÍFICAS
1. CANIBALISMO:
Algumas espécies praticam o canibalismo, ou seja,
matam e acabam por ingerir outro animal da mesma espécie.
Entre os artrópodos, temos alguns exemplos: insetos e
aracnídeos, como a aranha viúva-negra, que devora o macho após
o acasalamento.
2. COMPETIÇÃO INTRA-ESPECÍFICA:
Seres vivos da mesma espécie podem competir por
espaço e por alimento. Alguns animais, como aves e mamíferos,
costumam defender seu território, uma região por eles
demarcada, principalmente por ocasião da reprodução, de outros
indivíduos da mesma espécie. É comum que o território seja
delimitado por gritos ou sons emitidos, ou mesmo pelo odor da
urina do animal, deixado no local.
RELAÇÕES DESARMÔNICAS - INTERESPECÍFICAS
1. COMPETIÇÃO INTERESPECÍFICA
Quando duas espécies diferentes competem pelo
mesmo alimento, por exemplo, quase sempre uma delas conseguirá
suplantar a outra, que tenderá a ser eliminada. Em outras
palavras: duas espécies diferentes que habitem o mesmo local não
podem ter o mesmo nicho ecológico, pois haverá competição entre
elas e uma sairá vencedora, provocando o desaparecimento ou a
emigração (saída para outras regiões) da outra espécie.
2. AMENSALlSMO
No amensalismo, uma espécie prejudica o crescimento
de outra. Além do exemplo, já citado no quadro do início da
unidade, temos o pisotear de animais grandes sobre as
plantações, destruindo-as e aos pequenos animais que se
encontravam ali quando os maiores passaram.
FIGURA 6 – Amensalismo entre as borboletas
3. PREDATISMO
No predatismo estabelece-se uma relação entre o
predador (caçador) e a presa (seu alimento). Há, portanto,
prejuízo para a presa, uma vez que ela acaba morrendo. Como
exemplo de predador, temos os carnívoros, que devoram os
herbívoros, suas presas. Como dissemos no início dessa unidade, o
predatismo prejudica o animal que serve de presa, mas, sendo um
importante fator de seleção natural (visto que são caçadas as
presas mais fracas, menos aptas à vida), acaba por aprimorar os
mecanismos adaptativos da espécie predada, promovendo sua
evolução. A seleção natural acaba por fazer surgir uma série de
adaptações, tanto em predadores quanto em presas que facilitam
o ataque ou a defesa. Tanto vegetais quanto animais podem
apresentar essas adaptações. No esquema abaixo, você fica
sabendo de algumas adaptações das quais animais ou vegetais, por
vezes, se utilizam para facilitar sua sobrevivência numa relação
de predatismo:
4. PARASITISMO
Essa palavra não deve soar estranha a você. Usamos a
expressão "parasita", por exemplo, para caracterizar uma pessoa
que não trabalha ou não se esforça e vive à custa dos outros. O
significado científico é mais ou menos o mesmo. Existem seres
microscópicos (algumas espécies de bactérias, vírus ou fungos) ou
insetos, vermes ou vegetais que, muitas vezes, vivendo dentro de
outros seres vivos, tiram deles parte do alimento que conseguem,
prejudicando seu desenvolvimento. O animal prejudicado chama-
se hospedeiro. O parasita, geralmente, não mata sua vítima, mas
mina suas forças, enfraquecendo-a. As doenças infecto-
contagiosas, como gripes, doenças infantis, as micoses (causadas
por fungos parasitas), ou as verminoses, são exemplos de doenças
causadas por parasitas.
Alguns sugam o sangue do hospedeiro, como
carrapatos, piolhos e mosquitos. Até mesmo certos vegetais, ou
por não possuírem clorofila, (cipó-chumbo) ou por se utilizar a
seiva bruta de outras plantas (erva-de-passarinho) são
considerados parasitas.
Por serem prejudiciais a lavouras, por exemplo,
insetos e outros animais parasitas são combatidos utilizando-se
venenos (agrotóxicos) em doses, por vezes, elevadas. Os
agrotóxicos inicialmente são eficazes. Com o tempo, porém,
tornam-se inócuos, pois vão sendo "selecionados" (em função do
ambiente com veneno) insetos que apresentam resistência à
droga. Isso faz com que doses cada vez mais forte sejam
necessárias para se chegar aos mesmos resultados. Muitos
insetos benéficos às lavouras, que auxiliam na reprodução de
espécies vegetais, acabam morrendo também, causando
desequilíbrio no ecossistema. Soluções mais inteligentes têm sido
tentadas, de forma a não causar tanto dano, como, por exemplo, o
controle biológico. Ele consiste na utilização de um animal que
seja predador do parasita. Essa técnica não polui o ambiente, não
prejudica outras espécies, pois o animal só ataca determina da
espécie (no caso a do parasita) e não causa desequilíbrio
ecológico. Como exemplo, temos a joaninha (aquele inseto - uma
espécie de besouro - geralmente colorido, com bolinhas de cores
contrastantes no dorso), utilizada no combate aos pulgões,
parasitas de plantas.
SUCESSÃO ECOLÓGICA
A comunidade estável, auto-regulada, que não sofre
alterações significativas em sua estrutura, é denominada
comunidade clímax e a seqüência de estágios de seu
desenvolvimento é chamada sucessão ecológica. Cada estágio da
sucessão, ou seja, cada comunidade estabelecida durante o
desenvolvimento da comunidade clímax é denominado estágio
seral ou sere.
Uma sucessão ecológica pode ser definida em função
de três características básicas:
É um processo não sazonal, dirigido e
contínuo;
Ocorre como resposta às modificações nas
condições ambientais locais, provocadas
pelos próprios organismos dos estágios
serais;
Termina com o estabelecimento de uma
comunidade clímax, que não sofre mais
alterações em sua estrutura, desde que as
condições macroclimáticas não se alterem.
A sucessão ecológica pode ser primária ou secundária,
dependendo de seu estágio inicial. A sucessão é primária quando o
início da colonização ocorre em regiões anteriormente
desabitadas, que não reúnem condições favoráveis à
sobrevivência da grande maioria dos seres vivos. É o que
acontece, por exemplo, em superfícies de rochas nuas, de dunas
de areia recém-formadas e de lavas vulcânicas recentes; poucas
espécies conseguem suportar as condições adversas desses
locais.
A sucessão é secundária quando o desenvolvimento de
uma comunidade tem início em uma área anteriormente ocupada
por outras comunidades bem estabelecidas, como terras de
cultura abandonadas, campinas, aradas e florestas recém-
derrubadas.
As sucessões primárias em geral demoram mais tempo
do que as secundárias para atingir ao clímax. Estudos de sucessão
primária em dunas ou em regiões de derramamento de lava
estimam que sejam necessários pelo menos 1000 anos para o
desenvolvimento de uma comunidade clímax.
Por sua vez, a sucessão secundária em terras onde
houve derrubada das matas pode levar apenas 100 anos em clima
úmido e temperado. As espécies que iniciam o processo de
sucessão são chamadas espécies pioneiras.
FIGURA 7 – Sucessão ecológica
FENÔMENOS DA NATUREZA
A INVERSÃO TÉRMICA
Comum nas grandes cidades, como São Paulo, em
época de inverno, ela causa o acúmulo repentino de gases
poluentes no ar. Acontece o seguinte: o ar normalmente se aquece
na superfície da Terra, fica mais leve e sobe. Como ele, leva os
resíduos poluentes gasosos, que escapam para camadas mais
elevadas da atmosfera, diluindo-se. Ao chegar às camadas mais
elevadas, esse ar se resfria, fica "pesado" e desce. Esse
movimento de subida e descida do ar provoca uma corrente que
facilita a dispersão dos agentes poluentes. No inverno, ocorre
que o ar que está em contato com a superfície da Terra não se
aquece o suficiente para criar a tal de corrente de convecção.
Conclusão: o ar não se renova e acumulam-se poluentes no ar que
os habitantes das grandes cidades respiram. Isso causa
problemas respiratórios típicos dessa época do ano, como
bronquites, asma e alergias, principalmente em pessoas idosas e
crianças.
FIGURA 8 - Inversão térmica
A CHUVA ÁCIDA
Alguns dos resíduos que compõem os gases poluentes
são os óxidos de enxofre e de nitrogênio. Estes gases, em
contato com a água da chuva, reagem e transformam-se em ácido
sulfúrico e ácido nítrico, caindo, com as chuvas, no solo e nos rios.
É a chamada chuva ácida, que modifica a solubilidade dos sais
minerais (a sua dissolução em água e, conseqüentemente, sua
absorção pelos vegetais). Por conta disso, florestas são
destruídas (isso aconteceu na Europa, por exemplo), animais
aquáticos têm sua reprodução prejudicada, pois espermatozóides
e óvulos ficam afetados pela acidez da água e monumentos
históricos são destruídos, pois esses ácidos corroem o mármore e
o cimento que os constituem. Observe o esquema a seguir:
FIGURA 9 – Chuva ácida
O EFEITO ESTUFA
Alguns poluentes, como o gás carbônico e o monóxido
de carbono, presentes em grande quantidade na atmosfera
devido à queima de combustíveis fósseis e a queimadas (queima
de troncos e árvores), impedem a dispersão do calor irradiado da
superfície da Terra. Criam como se fosse uma barreira invisível,
que faz com que esse calor da superfície, ao invés de escapar da
atmosfera, volte à Terra, aumentando sua temperatura ano após
ano. No desenho abaixo, compara-se o efeito estufa da Terra
com o que ocorre dentro de uma estufa, em que o vidro, que não
impede a entrada da luz, mas sim a saída do calor, provoca o
aquecimento ambiental tal qual o acúmulo de gases poluentes na
atmosfera. Em conseqüência disso, ocorrem mudanças no clima
terrestre, na distribuição das chuvas, bem como o derretimento
das geleiras, ocasionando inundações em cidades costeiras ou
mesmo o seu desaparecimento daqui a algum tempo.
FIGURA 10 – Efeito estufa
CAMADA DE OZÔNIO
Nos primeiros capítulos, você ficou sabendo que, com
o surgimento dos seres vivos autótrofos, o oxigênio passou a
fazer parte da atmosfera terrestre, sob a forma de gás
oxigênio, que muitos seres vivos absorvem e utilizam em seu
metabolismo, e gás ozônio, que se acumulando nas camadas
superiores da atmosfera terrestre, serve de barreira a grande
parte dos raios ultravioletas emitidos pelo Sol. Esses raios têm o
poder de penetrar no núcleo das células, alterando seu código
genético e provocando mutações ou destruição da célula. Nos
últimos anos, em alguns pontos do globo, há verdadeiras
interrupções dessa camada, formando como que buracos. O da
Antártida é o maior que existe. Verifica-se, então, uma maior
incidência de câncer de pele em pessoas mais claras (elas têm
menor proteção contra os raios solares), provocado por mutações
das células da epiderme, devido à ação dos raios ultravioletas que
não são barrados e conseguem atingir a superfície da Terra.
A destruição da camada de ozônio é provocada por um
tipo de gás chamado clorofluorcarbono (CFC), utilizado em
geladeiras, aparelhos de ar condicionado e alguns sprays
(aerossóis). Esse gás, ao escapar para a atmosfera, reage com o
ozônio, convertendo-o em moléculas de oxigênio. O pior é que
cada átomo de cloro desse composto é capaz de destruir 100 mil
moléculas de ozônio.
FIGURA 11 – Camada de ozônio
EUTROFIZAÇÃO
Alguns dos maiores desastres ecológicos dos últimos
anos estão relacionados ao despejo criminoso de petróleo nos
oceanos, intoxicando animais e impedindo a renovação de oxigênio
da água, bem como a penetração da luz solar, o que prejudica a
fotossíntese das plantas e seres autótrofos, base da cadeia
alimentar desses ecossistemas. Outro agente poluidor da água é a
matéria orgânica, sob a forma de fezes (esgoto), restos de usinas
de açúcar ou papel. Junto às fezes, vão alguns microorganismos
nocivos à saúde humana, eliminados por portadores de doenças
como a hepatite. Sem falar dos ovos de vermes parasitas que, ao
serem ingeridos, contaminam outras pessoas. É muito importante
que a água que chega aos nossos lares seja potável, quer dizer,
passe por um tratamento químico (geralmente com adição de
cloro) a fim de que bactérias e outros microorganismos parasitas
possam ser eliminados. Isso nem sempre é possível,
principalmente porque nem todos os habitantes de um município
podem contar com rede de água e esgoto. Como, no entanto, é
direito dos cidadãos terem condições dignas de moradia, já que
uma parte dos impostos é destinada à implantação de saneamento
básico, é preciso que a cidadania seja exercida no sentido de
exigir-se das autoridades um maior comprometimento social.
Cerca de 80 % das doenças da população relacionam-se à falta de
saneamento básico.
Essa matéria orgânica que se acumula na água é
decomposta, resultando em sais minerais, nutrientes que
aceleram a reprodução de algas e bactérias aeróbias. As algas
tornam a água turva, impedindo que a luz solar penetre. Quando
morrem, são decompostas, aumentando mais ainda o número de
bactérias decompositoras aeróbias. A grande quantidade de
seres consumidores faz com que diminua drasticamente a
quantidade de oxigênio disponível. Isso acarreta a morte dos
peixes e outros seres que vivem ali. E propiciando o
desenvolvimento de bactérias anaeróbias. Esse fenômeno
denomina-se eutrofização. Ela pode ser natural ou provocada por
resíduos urbanos, industriais ou agrícolas.
FIGURA 12 – Eutrofização
MAGNIFICAÇÃO TRÓFICA
A cobertura vegetal natural protege o solo das
chuvas, que carregariam seus nutrientes, da erosão provocada
pelo vento. O desmatamento das florestas para o cultivo agrícola
tem acelerado a erosão do solo e o processo de desertificação
(formação de desertos onde antes havia vegetação).
Um problema grave, decorrente da substituição das
matas nativas pela agricultura (muitas vezes a monocultura -
cultivo apenas de um tipo de vegetal em grandes áreas) é o uso
indiscriminado de pesticidas (chamados também de agrotóxicos),
substâncias venenosas que destroem predadores ou parasitas das
plantas. Um exemplo clássico é o DDT, famoso inseticida,
utilizado em larga escala. Ele mata as pragas, mas também mata
outros insetos benéficos às plantas, como os agentes
polinizadores (abelhas, por exemplo) ou insetos que se alimentam
de parasitas. Como resultado, há um desequilíbrio ecológico.
Outro agravante é o acúmulo de pesticida ao longo da cadeia
alimentar, fazendo com que os animais do topo da cadeia
apresentem índices assustadores de DDT em seu organismo,
principalme nte no cérebro e no fígado, intoxicando-os.
EXERCÍCIOS
1. (UFJF-MG) As árvores da floresta do Tatu estão ficando sem
folhas Pesquisadores do Jardim Botânico de Dinul (Distrito de
Palomas-MG). Em recente estudo realizado na floresta do Tatu
(importante remanescente de Mata Atlântica, mostraram que os
elevados índices pluviométricos registrados nas proximidades da
metalúrgica Cabide S. A. e a incidência de ventos no sentido da
floresta do Tatu podem ser os principais causadores da
misteriosa queda de folhas e queima da vegetação na referida
floresta. O Dr. João Silva, coordenador das pesquisas. prevê que,
se não forem tomadas medidas urgentes. as árvores estarão sem
uma folha em menos de dois anos. A partir da leitura da matéria
publicada no "Diário de Palomas é possível concluir que se trata
de:
a) Crescimento desordenado de Palomas.
b) Vazamento no reservatório municipal de Palomas.
c) Chuva ácida.
d) Simples coincidência.
e) Desmatamento clandestino para facilitar a exploração de
madeira.
2. (UFM5-RS) O mercúrio, como subproduto das indústrias
químicas ou como elemento decorrente da utilização na mineração
do ouro, é jogado nos rios e acumula-se no meio ambiente devido
ao fato de que os todos _________ e __________não
conseguem biodegradá-lo, como fazem com outras substâncias
quando atuam, normalmente, em uma cadeia alimentar. Assinale a
alternativa que completa corretamente as lacunas.
a) Fungos - bactérias
b) Fungos - algas
c) Protozoários – algas
d) Fungos - protozoários
e) Protozoários – bactéria
3. (UFSC - mod.) No ano de 1996, foram completados 10 anos de
o acidente nuclear de Chernobyl, na Ucrânia. A nuvem radioativa
que emanou da Usina de energia, onde o reator nuclear explodiu,
espalhou-se pela maioria dos países do Europeu. Segundo um
balanço feito anos depois e pub no Jornal Folha da Tarde (São
Paulo – 26/04190), "cerca de 2,5 milhões de Ucranianos e Bielo-
russos estariam ameaçadas: por uma morte lenta e silenciosa
provoca da pela radiação”. Sobre a radiação liberada, em um
acidente desse porte, é CORRETO afirmar que (pode haver mais
de uma alternativa correta):
a) Rapidamente o ambiente alterado retoma às condições
normais:
b) Afeta a atividade de inúmeras células nos seres vivos.
c) O organismo sempre fica mais resistente às infecções em
geral.
d) Os ecossistemas vizinhos a uma região, como a de Chernobyl,
não são afetados.
e) Nos humanos, pode atingir as células da medula óssea,
debilitando o sistema imunológico.
f) Pelos prejuízos provocados nas populações, acaba levando a um
sério desequilíbrio nas comunidades biológicas.
4. (Unicamp-SP) A poluição atmosférica de Cubatão continua
provocando efeitos negativos na vegetação da Serra do Mar,
mesmo após a instalação de filtros nas indústrias na década de
80. Nos locais onde houve destruição total, a mata está se
recompondo, mas com uma vegetação diferente da mata atlântica
original. Considerando que a mata está se recompondo através de
um processo natural de sucessão secundária, Quais são os seres
que ocuparão o novo ambiente segundo as etapas serais
esperadas neste processo?
5. (UFV-MG) “As formas de vida encontradas a grandes
profundidades no ecossistema marinho são necessariamente
heterotróficas.” A afirmativa está correta? Justifique.
6. (Unesp-SP) Uma indústria instalou à margem de um lago e
passou a usar a água do mesmo para resfriar caldeiras. A água
quente voltava ao lago, elevando sua temperatura para cerca de
38º C. Qual o significado ecológico dessa alteração? Justifique
sua resposta, levando em consideração a solubilidade dos gases.
7. (Unicamp-SP) Por que os poluentes de longa vida (tal como o
Césio-137, por exemplo) e os defensivos químicos (como o DDT),
mesmo quando ocorrem em baixas concentrações na natureza, são
prejudiciais principalmente para os carnívoros?
.
8. (Fatec-SP) Numa comunidade de uma lagoa. Houve despejo de
esgoto industrial contendo um composto químico com efeito
cumulativo. Após algum tempo, haverá maior concentração desse
composto nos seguintes membros da cadeia alimentar:
a) Fitoplâncton e peixes
b) Fitoplâncton e moluscos
c) Moluscos e larvas de insetos
d) Moluscos e peixes
e) Peixes e aves aquáticas
9. (Faetec-RJ) Determinada região da Europa está sofrendo com
o aumento da chuva ácida. Isso se deve ao alto grau de evolução
industrial daquela região. Gases como óxido de enxofre é liberado
na atmosfera indiscriminadamente, o que provoca o fenômeno
conhecido como chuva ácida. Tal fenômeno provoca dentre outras
coisas:
a) Um exagerado crescimento das plantas do grupo das briófitas
b) Aumento do nível dos oceanos
c) Destruição da camada de ozônio
d) Dificuldade de reprodução de alguns anfíbios pela diminuição
do pH da água
e) Elevação da temperatura global
10. (UFPA) Os caranguejos paguros vivem dentro de conchas
vazias de moluscos, que eles carregam ao se locomoverem. Sabe-
se que algumas anêmonas se instalam sobre essas conchas
carregadas pelos paguros. Como as anêmonas possuem
substâncias urticantes, estas afugentam predadores, dessa
forma o paguro obtém maior proteção: Já as anêmonas, que
normalmente vivem presas a rocha: aumentam muito seu "raio de
ação" alimentar, além aproveitar restos alimentares do
caranguejo. Esse caso é um exemplo de:
a) Comensalismo
b) Mutualismo
c) Amensalismo.
d) Protocooperação.
e) Inquilinismo
11. (Unesp-SP) Numa determinada região, onde ocorre em níveis
crescentes, certos peixes comem larvas de mosquitos
anofelíneos, que sugam o sangue humano, onde se reproduz o
plasmódio, causador da malária.
a) Quais são as relações ecológicas entre os peixes e as larvas de
anofelíneos e entre o plasmódio e o homem?
b) Se nos rios desta região, onde proliferam larvas do mosquito,
também houvesse sapos, e as cobras fossem exterminadas, o que
deveria ocorrer com o índice de casos de malária nesta região?
Justifique.
12. (UFRJ) Um grupo de estudantes, em visita à zona rural,
observou bois e gafanhotos alimentando-se de capim; orquídeas,
liquens e erva-passarinho em troncos de árvores; lagartos
caçando insetos e, no pasto, ao lado de vários cupinzeiros, anus
retirando carrapatos do dorso dos bois.
a) Identifique, entre as diferentes relações descritas no texto,
dois exemplos de parasitismo.
b) Entre as relações observadas pelos estudantes, cite uma
relação interespecífica e uma relação intra-específica de
benefício mútuo.
Que a perseverança e a dedicação estejam com você
para que o sonho da Universidade possa se tornar realidade.
Muito boa sorte!